第20章-2三相异步电动机的机械特性.pptVIP

§20-2 三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩T与转速n（或转差率s）之间的函数关系。 1. 机械特性的参数表达式: 已知: §20-2 三相异步电动机的机械特性 异步机等效电路中，由于励磁阻抗比定、转子漏阻抗大很多，把T型等效电路中励磁阻抗这一段电路视为开路，计算出的 误差很小，故: 代入电磁转矩公式 中去，得: §20-2 三相异步电动机的机械特性 这就是机械特性的参数表达式。固定 、 及阻抗等参数， 画成曲线便为T-s曲线。 2. 固有机械特性: 1) 固有机械特性曲线: §20-2 三相异步电动机的机械特性 从图上我们可以看出相异步电动机固有机械特性不是一条直线，它具有以下特点： ① 在0≤s≤1，即n1＜n≤0的范围内，特性在第Ⅰ象限，电磁转矩T和转速n都为正，从正方向规定判断，T与n同方向，如图所示。电动机工作在这范围内是电动状态。 ② 在s＜0范围内，n＞n1 ，特性在第Ⅱ象限，电磁转矩为负值，是制动性转矩，电磁功率也是负值，是发电状态，如图左上部所示,机械特性在 s＜0和s＞0两个范围内近似对称。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 ③ 在s＞1范围内，n＜0，特性在第Ⅳ象限，T＞0，也是一种制动状态，如图右下部所示。 在第Ⅰ象限电动状态的特性上，B点为额定运行 点，其电磁转矩与转速均为额定值。A点 n=n1， T=0，为理想空载运行点。C点是电磁转矩最大点。D点n=0，转矩为Ts，是启动点（见图 ）。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 （1）额定电磁转矩: 额定电磁转矩用 TN 表示，对应的转速为额定 转速，电机可以长期连续运行在额定状态。 从三相异步电动机铭牌数据可查得额定功率PN 和额定转速nN，可用下式近似算出额定电磁转矩。 已知输出转矩T2为： §20-2 三相异步电动机的机械特性 （2）最大电磁转矩: 正、负最大电磁转矩可以从机械特性的参数表达 式求得，令 : 得到最大电磁转矩: 最大转矩对应的转差率称为临界转差率（sm） §20-2 三相异步电动机的机械特性 一般情况下， 值不超过 的5%，可以忽略。这样一来，有: 也就是说，异步发电机状态和电动机状态的最大电磁转矩绝对值可近似认为相等，临界转差率也近似认为相等，机械特性具有对称性。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 过载能力:最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值即最大转矩倍数，又称过载能力，用km表示，为： 一般三相异步电动机 km =1.6～2.2，起重、冶金用的异步电动机 km =2.2～2.8。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 （3）堵转转矩（启动转矩）: 电动机堵转时（n=0，s=1）的电磁转矩，将s=1 代入电磁转矩公式中，得到堵转转矩Ts为: §20-2 三相异步电动机的机械特性 2）稳定运行问题: 与直流电机的稳定运行分析相似，有如下结论： §20-2 三相异步电动机的机械特性 从三相异步电动机机械特性上看，当0＜s＜ ，机械特性下斜，拖动恒转矩负载和泵类负载运行时均能稳定运行。 当 ＜s＜1，机械特性上翘，拖动恒转矩负载不能稳定运行。拖动泵类负载时，满足 处 的条件，即可以稳定运行。但是由于这 时候转速低，转差率大，转子电动势 比正常运行时大很多，造成转子电流、定子电流均很大，不能长期运行。因此三相异步电动机能长期稳定运行在0＜s＜ 范围内。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 3. 人为机械特性: 从机械特性表达式上我们可以看出我们可以通过改变一些参数使得特性曲线更满足用户的需要，这样就得到了我们的人为机械特性曲线。 1）降低定子端电压的人为机械特性: 除了自变量与因变量外，保持其它量都不变，只改变定子电压的大小，研究这种情况下的机械特性。由于异步电机的磁路在额定电压下已有点饱和了，故不宜再升高电压。下面只讨论降低定子端电压时的人为机械特性。 §20-2 三相异步电动机的机械特性 从表达式上可以看出,异步电机的同步转速与电压无关不同电压的人为机械性，都得通过 点。我们知道，电磁转矩 T 与 成正比，为此最大转矩 以及起动转矩 Ts 都要随 的降低而按 的平