电机学第五章.ppt

二、最大转矩和起动转矩 可见： （1）最大转矩与电源电压的平方成正比，与定、转子漏抗之和成反比。 （2）最大转矩的大小与转子电阻值无关，而临界转差率与转子电阻成正比。 过载能力： 一般 2. 起动转矩 接通电源开始起动时的电磁转矩。 可见： 增大转子电阻就可增加起动转矩，直到达到最大转矩为止。 三、机械特性 (转矩-转速特性) 工程中将感应电动机的转速随电磁转矩的变化曲线成为机械特性。 电动机机械特性与负载机械特性的交点称为电动机的 运行点。 感应电动机的机械特性 [例5·4] 一台四极、380V、三角形联结的感应电动机，其参数为Ｒ1=4.47Ω，Ｒ′2 = 3.18Ω，X1σ= 6.7Ω，X′2σ= 9.85Ω，Xｍ= 188Ω, Ｒm忽略不计。试求该电动机的最大转矩Ｔmax及临界转差ｓｍ，起动电流Ist及起动转矩Ｔst。 解： 起动时s=1，起动电流和起动转矩分别为： 5.8 感应电动机的工作特性 一、工作特性 在额定电压和额定频率下，电动机的转速、电磁转矩、定子电流、功率因数、效率与输出功率的关系曲线称为感应电动机的工作特性。 二、工作特性的求取 直接负载法 先用空载试验测出电动机的铁耗、机械损耗和定子电阻，再进行负载试验求取工作特性。 2. 由参数算出电动机的主要运行数据 在参数已知的情况下，给定转差率，利用等效电路求出工作特性。 5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机 和直流电机一样，感应电机也有起动、调速和制动的问题。 起动性能：1.起动转矩倍数　　　2.起动电流倍数 　　　　　3.起动时间　　4.起动设备的简单性和可靠性 感应电机不采取措施，直接投入电网起动时，起动电流虽然大，但起动转矩并不大。 大 大 大 从物理现象分析： 从等效电路分析： 起动转矩小是因为： 变小 小 一、笼型感应电动机的起动 用闸刀开关或接触器将电机直接接到具有额定电压的电网上。 起动方法 直接起动 降压起动 1. 直接起动 优点：操作和起动设备简单。 缺点：起动电流很大。（机械强度、热稳定性、电网电压降落） （电网电压降落不超过10~15%，就允许直接起动） 一般笼型电机直接起动时， 现代随着电网容量的不断增加，这种方法应用范围日益扩大。 可以降低电机端电压的办法来减小起动电流。 2. 降压起动 由于起动转矩与电压平方成正比，因此此方法只适用于对起动转矩要求不高的场合。如通风机等。 常用的降压起动法： 串入起动电抗 自耦变压器起动 星三角起动 二、绕线型感应电动机的起动 此种电机的特点是转子可接外加电阻或变频电源。 通过转子回路中串入起动电阻，不仅可以使起动电流减小，而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大而起动转矩增大。 要想使起动转矩达到最大转矩，只要使临界转矩等于1。 中、大容量感应电机起动电阻也可采用频敏变阻器。 三、深槽和双笼感应电动机 对笼型电机的转子加以改造，改善起动性能。 深槽感应电动机的集肤效应 双笼感应电动机的转子槽形 5.10 感应电动机的调速 从 可知，调速方法有： 1.变极调速 2.变频调速 3.改变转差率调速 一、变极调速 利用改变绕组接法，使每相定子绕组具有两种极对数而得到两个同步转速，可得单绕组双速电机。 或在定子内放两套独立绕组，做成三速或四速电机。 变极调速电机一般都是笼型感应电机。（转子极数可改变） 变极调速电机无法实现平滑调速，只能一级一级地调速。 2/4 变极调速电机 二、变频调速 通过变频设备改变电机端电压频率，得到不同同步转速。 若频率是可连续调节，则变频调速可实现平滑调速。 ■ 变频调速基本要求 要得到较低的转速，可减小电源频率。 从 频率↓时，气隙磁通↑。 因此变频调速时，随着频率↓，电源电压也必须↓。即 ∵最大转矩为 可知，v/f变频调速时为恒转矩调速。 若要实现恒功率调速，则 这时， 三、改变转差率调速 从等效电路可知，改变转差率可以采用下述方法： 1.改变定子端电压 2.改变定子电阻或漏抗 3.改变转子电阻 4.改变转子电抗 5.串级调速（转子回路外接一个转差频率的电势） ■ 转子外加电阻调速 此方法只适用于绕线型感应电机。 优点：方法简单、调速范围广 缺点：消耗一定功率， 机械特性变软 5.11 单相感应电动机 单相感应电机由单相电源供电的一种感应电机。 使用方便，多用在家用电器和医疗器械上。且容量不大。 一、结构特点 定子上绕有两个绕组 －工作绕组和起