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第十二章 异步电动机的电磁转矩及机械特性 着重讨论： 功率流程 电磁转矩 各种参数对电磁转矩的影响 机械特性 最大电磁转矩 12-1 异步电动机的能量、功率及转距平衡方程式 一 功率平衡方程式 一 功率平衡方程式 一 功率平衡方程式 一 功率平衡方程式 12-2 电磁转矩及机械特性 一 电磁转矩torque表达式 二、稳定运行和条件 负载性质不同，稳定运行区域也不一样，机械负载分两类： 1、恒转矩负载：转矩与转速无关，TL=C; 2、离心式负载：n?, TL ? ，如：风机、水泵。 根据产品目录给出的数据推导T=f(S)曲线 * 四川大学电气信息学院 电机学 第十二章 异步电动机的功率与转矩平衡 2006年10月 * R1 X１ Xm Rm 1、输入功率 2、定子绕组消耗铜耗 3、铁耗 由于转子频率较低，铁耗主要集中在定子中。 R1 X１ Xm Rm Pcu1 PFe P1 输入功率扣除Pcu1及PFe后即为传送到转子边的功率，这个功率由电磁感应定律产生，故称之为电磁功率。 R1 X１ Xm Rm Pcu1 PFe P1 5.转子铜耗: 6.Pem扣除转子Pcu2后，即为消耗在 上的功率（总机械功率） R1 X１ Xm Rm Pcu1 PFe Pcu2 Pm Pem P1 7. Pm扣除机械损耗 pm及附加损耗 ps后为输出机械功率： 由上述可见 R1 X１ Xm Rm Pcu1 PFe Pcu2 Pm Pem P1 功率流程图 P1 Pem Pm P2 pcu1 pFe pcu2 pm+ps R1 X１ Xm Rm Pcu1 PFe Pcu2 Pm Pem P1 二 转矩平衡方程式 机械角速度 输出转矩电磁转矩空载转矩 机械运动角速度 旋转磁场运动角速度 电磁转矩T是三相异步电动机最重要的物理量之一，而机械特性是它的主要特性。 一 电磁转矩torque表达式 1、物理表达式 1、物理表达式 KT:转矩常数 与气隙磁通和转子电流的有功分量的乘积成正比 可见，T为?m、I2’及cos?2的函数，当电动机起动时，转子边电路cos?2很低，尽管此时I2’很大，T却不大 2、参数表达式 R1 X１ CXm CRm 2、电磁转矩的参数表达式 由公式可知 电磁转矩公式 T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1? ?T ? 3. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 4. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。 2. f1??T? 二 机械特性 根据转矩公式 得机械特性曲线： Tmax 0 T +S -S Tst TN S=1 SK SN S=-1 发电机 状态 电磁制动状态 电动机状态 (1)理想空载运行点： （实际此时 ） (2)额定运行点： (3)最大转矩点： (4)起动点 异步电动机的机械特性 O T S 1 异步电动机几个特殊点： 起动转矩 Tst 电动机起动时的转矩。 起动时n= 0 时，s =1 (2) Tst与 R2 有关， 适当使 R2?? Tst ?。对绕线式 电机改变转子附加电阻 R′2 , 可使Tst =Tmax 。 Tst体现了电动机带载起动的能力。 若 Tst T2电机能起动，否则不能起动。 起动能力 O T S 1 一 最大转矩和过载能力 1、最大转矩maximum torque Tmax 令 求出当T最大时的转差率SK 12-3 最大转矩、过载能力和稳定运行区域 电机带动最大负载的能力。 “+”号表示电动机运行；“-”号表示发电机运行 略去R1,令C1=1，则 一 最大转矩和过载能力 临界转差率 转子电阻 T S T 0 0.5 1 S Tmax 2.关于最大转矩 Tmax与转子电阻无关 Sk与转子电阻近似成正比。 性质： Sk Sk R2?? sK ? ? n 。 3.过载能力 最大转矩与额定转矩倍数： 普通电机km=1.8—2.5，在有特殊要求时也可特殊制造成km=2.8—3.0。 注意： 工作时，一定令负载转矩 ，否则电机将停转（闷车）。致使 （1）三相异步机的 和电压的平方成正比，所