转子电路电流.pptVIP

电工电子技术基础 主编 宫迎新 制作 高英霞 2006年7月 学习要点 三相异步电动机的结构和工作原理 三相异步电动机使用方法 三相异步电动机的运行和控制方法 三相异步电动机的机械特性 单相异步电动机的转动原理 第7章 异步电动机 7.1 三相异步电动机的结构及工作原理 7.2 三相异步电动机的特性 7.3 三相异步电动机的铭牌 7.4 三相异步电动机的使用 7.5 单相异步电动机 7.2.2 三相异步电动机的机械特性 为了更清楚地说明转子转速与电磁转矩之间的关系， 一般用n=f(T)曲线来描述异步电动机的机械特性。根据异步电动机的转速n与转差率s的关系，可将T=f(s)曲线变换为n=f(T)曲线。如图7-12所示。曲线可以分为两个运行区和三个重要转矩。 图7-12 三相异步电动机的机械特性 1.稳定区和不稳定区 由图7-12可知， 以临界转差率sm对应的临界转速nm为界，曲线分为两个不同特征的区域。上边为稳定区，下边为不稳定区。 在稳定区（nm＜n＜n1），电磁转矩与电机轴上的负载转矩保持平衡，因此电动机匀速运行。若负载转矩发生变化，则电磁转矩自动调整，最后达到新的平衡状态使电动机稳定运行。例如，图7-13所示是一个自适应过程的曲线图，设当负载转矩为Ta时，电机稳定运行于a点，此时电磁转矩也等于Ta，转速为na；若负载转矩改变为Tb， 由于惯性，速度不能突变， 负载改变后的最初的电磁转矩仍为Ta， 则由于T＞TL，电机加速，工作点上移，电磁转矩 减小，直到过渡过程到达b点，电磁转矩等于Tb， 转速不再上升，电机便运行于b点，电机在新的转速下开始稳定运行，完成一次自适应调节过程。 同理，当负载转矩增大时，其过程相反，电机也可以自动调节达到新的稳定运行状态。 在不稳定区(0＜n＜nm)，恒转矩负载的电机在任意点上均无法稳定运行，因为如果负载有所增加，电磁转矩会立即小于负载转矩，引起转速急剧下降，又进一步使电磁转矩变小，即转速进一步下降，造成电机停转（堵转）；而假如负载减少，电机会因电磁转矩大于负载转矩而升速， 升速继续造成电磁转矩增大，进一步升速的结果是使电机进入稳定工作区。 从图7-13可以看出， 电动机在稳定区的转速随电磁转矩的变化较小， 曲线较平稳。 该段曲线越平稳， 则负载变化对稳态转速的影响越小， 这种机械特征称为硬特性。 2.三个重要转矩 （1）额定转矩 额定转矩是电动机在额定电压下，以额定转速 （nN）运行，输出额定功率（PN）时，其轴上输出的转矩。电动机轴上输出功率等于角速度和转矩的乘积，即 故 式中PN是电动机的额定功率，单位为kW；nN是电动机的额定转速，单位是r/min。TN的单位为N·m。 （2）最大电磁转矩 最大电磁转矩是电动机能够提供的极限转矩。电动机运行时的负载转矩不能超过最大电磁转矩，否则将造成电动机堵转。 为了描述电动机允许的瞬间过载能力，通常用最大电磁转矩与额定转矩的比值λ来表示，称为过载系数，也称为过载能力。 一般三相异步电动机的过载能力为1.8~2.2左右。 电动机在接通电源后起动的瞬间n=0，这时的电磁转矩称为起动电磁转矩。从图7-12可以看出， 起动转矩大于额定转矩，它决定了该电机的起动能力。只要电动机的起动转矩大于负载转矩，电机就可加速， 沿机械特性曲线上升，越过最大转矩到达稳定运行区。显然，起动转矩越大， 电机的起动能力就越强， 起动所需的时间也就越短。反之，若起动转矩小于负载转矩，则电机不能起动。 异步电动机的起动能力用起动转矩与额定转矩的比值来表示，称为起动系数，也称起动能力。 即 一般鼠笼式异步电动机的起动能力较差， 在0.8～2.2之间， 所以有时采用轻载起动。 绕线式异步电动机的转子可以通过滑环外接的电阻器来调节起动能力。 3. U1和R2对机械特性的影响 （1）转子回路电阻R2不变，U1对机械特性的影响 当转子回路电阻不变时，对应于同一转速，电磁转矩与电源电压的平方成正比，因此，电源电压的波动对机械特性的影响极大，因此，当电源电压降低时，机械特性曲线会左移，如图7-15所示，主要有如下特性： ① 同步转速不变化，临界转差率不变化； ② 最大电磁转矩变小； ③ 起动电磁转矩变小； ④ 机械特性变软。 （2）外加电压U1不变，转子回路电阻R2对机械特性的影响 只有绕线型电动机可以改变转子回路电阻。增大转子回路电阻时，机械特性的变化如图7-16所示。 机械特性变化有如下特点： ① 同步转速不变化，最大电磁转矩不变化； ② 临界转差率