电工电子技术赵景波-第3章.pptVIP

第3章 变压器和异步电动机 本章大纲 3.1 变压器的结构和工作原理 3.2 变压器绕组的极性 3.3 三相异步电动机的结构和转动原理 3.4 三相异步电动机的转矩和机械特性 3.5 三相异步电动机的启动、调速和制动 3.6 三相异步电动机的铭牌和选择原则 3.7 电动机的分类 当变压器接上负载后，副绕组中的电流为i2 ，原绕组上的电流将变为i1 ，原、副绕组的电阻、铁心的磁滞损耗、涡流损耗都会损耗一定的能量，但该能量通常都远小于负载消耗的电能，可以忽略。这样，可以认为变压器输入功率等于负载消耗的功率，即 变压器带负载工作时，原、副边的电流有效值与它们的电压或匝数成反比。变压器在变换了电压的同时，电流也跟着变换。 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系 电动机转速n 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但 异步电动机 无转矩 转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线） 无转子电流 如果 旋转磁场转速: n0 转差率的概念： 转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。 电动机起动瞬间: 1 , 0 = = s n （转差率最大） 电动机额定负载运行时: S=0.01~0.09 3.4 三相异步电动机的转矩与机械特性 电动机的作用是把电能转换为机械能，它输送给生产机械的是电磁转矩T（简称转矩）和转速。因此，在选用电动机时，总是要求电动机的转矩与转速的关系（称为机械特性）符合机械负载的要求。因此，了解电动机的转矩的大小受哪些因素影响，如何计算，对更好地使用电动机意义深远。电磁转矩是三相异步电动机的重要物理量，机械特性则反映了一台电动机的运行性能。 转矩表达式： 3.4.1 电磁转矩 式中KT为与电动机结构相关的常数，U1为定子绕组的相电压，s是转差率，R2是转子电路每相的电阻，X20是电动机启动时转子尚未转起来时的转子感抗。 电磁转矩与相电压U1的平方成正比，所以电源电压的波动将对电动机的电磁转矩产生很大的影响。 当电源电压U1和f1一定且R2、X20都是常数时，电磁转矩T只随转差率s变化。T与s之间的关系可用转矩特性T=f（s）表示，其特性如曲线如下所示。 n0 T n N T nN 1）.电动机等速运行的条件 T = TC 电磁转矩 = 阻力转矩 阻力转矩：主要是电动机轴上的机械负载转矩T2和电动机的空载损耗转矩（主要是机械损耗转矩）T0 TC=T2+ T0 ? T2 忽略T0 ，电动机等速运行的条件： T = T2 3.4.2 机械特性 T = T2 ? 匀速运行 减速运行 加速运行 T T2 ? T T2 ? 电动机的运行状态： 2）. 三个重要转矩 1）额定转矩 TN n0 T n P2 —— 输出的机械功率 N·m 2）最大转矩 Tm 电动机能够产生的最大转矩。一般允许电动机的负载转矩在较短的时间内超过其额定转矩，但是不能超过最大转矩。因此，最大转矩也表示电动机允许短时过载的能力，用过载系数λm表示为 N T T m = λm 一般三相异步电动机的过载系数为1.8~2.2。 3）启动转矩 Tst 电动机在启动瞬间的转矩 Tst n=0 n0 T n 启动系数 通常为0.8 ~ 2 N T T St = λS 3）. 电动机运行状态分析 1）不稳定运行区（b、c段） T n b c T2 e e T2 T2 ?启动时 TstT2 ?电机加速 ?转速沿机械特性曲线上升 ?上升到e点 ? T=T2 ?电机进入稳定区运行。 ?若负载变化使T2增加? T2T2 ? T不能突变 ? TT2 ?电机减速 ?转速沿机械特性曲线下降 ?很快达到n=0 ?发生闷车 T n a b 2）稳定运行区（a、b段） T2 n 假设：电动机稳定运行在e点。 T=T2 ?若负载变化使T2减小 ? T2T2 T不能突变 ? TT2 ?电机加速 T2 n e e ?转速沿机械特性曲线上升 ?上升到e点 ? T=T2 ?电机达到新的稳定状态，转速为n — nn ?若负载变化使T2增加? T2T2 T不能突变 ? TT2 ?电机减速 ?转速沿机械特性曲线下降 ?下降到e点 ? T=T2 ?电机达到新的稳定状态，转速为n — nn e n T2 T n b c T2 e e T2 T2 电动机的稳定运行区比较平坦，转速变化不大。 电动机只能在稳定区运行，不能稳定运行在不稳定区。 n0=1500r/min的电动机能否稳定运行在750r/min? 不能！ 电机在750r/min进入不稳定区。 启动状态 启动时n=0 ，转子导条切割