第20章异步电动机的功率转矩与运行性能09.pptx
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1、1、功率关系、功率关系第一节第一节 三相异步电动机功率三相异步电动机功率 和转矩关系和转矩关系说明:说明:称为电磁功率,是通过定转子之间的电磁称为电磁功率,是通过定转子之间的电磁耦合关系从定子绕组传递到转子绕组的功率。耦合关系从定子绕组传递到转子绕组的功率。功率关系功率关系根据机械功率关系根据机械功率关系 ,在等号,在等号两侧同除于机械角速度两侧同除于机械角速度 ,得转矩平衡关系:,得转矩平衡关系:其中其中 称为电磁转矩;称为电磁转矩;称为空载转矩;称为空载转矩;称为电动机输出转矩。称为电动机输出转矩。2、转矩关系转矩关系其中其中 称为转矩因数。称为转矩因数。电磁转矩的物理表达式电磁转矩的物理
2、表达式 从异步电动机的电磁转矩物理表达式从异步电动机的电磁转矩物理表达式可以看出:电磁转矩可以看出:电磁转矩 的大小与气隙每的大小与气隙每极磁通量极磁通量 、转子每相电流、转子每相电流 以及以及转子功率因数转子功率因数 三者的乘积有关。三者的乘积有关。第二节第二节 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性1、机械特性的参数表达式、机械特性的参数表达式当当s较小时,较小时,变化不大,变化不大,电磁转,电磁转矩几乎与转子电流矩几乎与转子电流 成正比变化。当成正比变化。当 s 很大,很大,例如例如 时,时,减小,减小,数值很小,数值很小,尽管转子电流很大,其有功电流尽管转子电流很大,其有功电
3、流 不大,不大,使电磁转矩反而减小。使电磁转矩反而减小。根据简化等效电路:根据简化等效电路:机械特性表达式:机械特性表达式:如果给出如果给出 、及阻抗参数,根据及阻抗参数,根据上式机械特性的参上式机械特性的参数表达式画出曲线数表达式画出曲线便为便为 “”曲线。曲线。“T Ts s”曲线曲线2、固有机械特性、固有机械特性 三相异步电动机在电压、三相异步电动机在电压、频率为额定不变,定转子回路频率为额定不变,定转子回路不串任何电路元件条件下的机不串任何电路元件条件下的机械特性,称为固有机械(自然)械特性,称为固有机械(自然)特性。特性。曲线曲线1 1为电源正序时的;曲线为电源正序时的;曲线2 2为
4、电源负序时的曲线。为电源负序时的曲线。我们只研究电源正序时的情况。我们只研究电源正序时的情况。固有机械特性:固有机械特性:机械特性曲线位于坐标的三个象限机械特性曲线位于坐标的三个象限,第第象限:象限:电动状态;电动状态;第第象限:象限:发电状态;发电状态;第第象限:象限:电动机工作在一种电电动机工作在一种电磁制动状态。磁制动状态。重点研究第重点研究第象限电动机运行状态。象限电动机运行状态。固有机械特性:固有机械特性:D D点(点(,)为堵转点,或者称为起为堵转点,或者称为起动点。动点。C C点(点(、)为电)为电磁转矩最大点;磁转矩最大点;B B点为额定运行;点为额定运行;A A点(点(,)为
5、理想空载运行点;为理想空载运行点;在实际额定电磁转矩求解中,通常通过额定在实际额定电磁转矩求解中,通常通过额定输出功率输出功率 和额定转速和额定转速 ,用下面式子来计,用下面式子来计算:算:1 1)机械特性)机械特性额定电磁转矩点(额定电磁转矩点(B B点,点,从机械特性参数表达式求得,令从机械特性参数表达式求得,令 ,得到最大电磁转矩得到最大电磁转矩:产生最大电磁转矩的转差率称为临界转差率,产生最大电磁转矩的转差率称为临界转差率,用用 表示表示:2)机械特性最大电磁转矩点)机械特性最大电磁转矩点(C点)点)式中:式中:“”号适用于电动机状态;号适用于电动机状态;“”适用适用于发电机状态。于发
6、电机状态。一般情况下,一般情况下,数值远小于数值远小于 的的数值,可以忽略数值,可以忽略 的影响,这样上面两式可简的影响,这样上面两式可简化为化为1 1)与电压的平方与电压的平方 成正比,而成正比,而 和和 无关;无关;2 2)与转子回路总电阻大小与转子回路总电阻大小 无关,而无关,而 和转子回路总电阻的大小和转子回路总电阻的大小 成正比;成正比;3 3)过载能力)过载能力 最大电磁转矩最大电磁转矩与额定电磁转与额定电磁转矩的比值:矩的比值:电动机堵转时电动机堵转时 的电磁转矩称为堵转的电磁转矩称为堵转转矩,也称起动转矩:转矩,也称起动转矩:与电压的平方与电压的平方 成正比;漏电抗成正比;漏电
7、抗 越大,越大,堵转转矩越小;堵转转矩越小;堵转转矩倍数堵转转矩倍数 定义:堵转转矩与与额定电磁转矩的定义:堵转转矩与与额定电磁转矩的比值,即:比值,即:3 3)机械特性)机械特性堵转转矩点(堵转转矩点(D D点)点)当电动机拖动负载稳态当电动机拖动负载稳态运行时,电磁转矩运行时,电磁转矩 和负载和负载转矩转矩 总是大小相等方向相总是大小相等方向相反。如图所示,这时电机运行反。如图所示,这时电机运行在在“a a”或者或者“b b”点都没有什点都没有什么问么问题。现在由于某种原因引起波题。现在由于某种原因引起波动,当波动消失后,理论分析动,当波动消失后,理论分析和实践都发现电机在和实践都发现电机
8、在“a a”点继点继续保持稳定运行,但是不能在续保持稳定运行,但是不能在“b b”点保持稳定运行。点保持稳定运行。4)稳定运行问题)稳定运行问题 理论分析很容易得到,当电机的机械特性理论分析很容易得到,当电机的机械特性和负载特性配合,满足:和负载特性配合,满足:那么电机就能稳定运;那么电机就能稳定运;反之,电机不能运定运行。反之,电机不能运定运行。所谓三相异步电动机的所谓三相异步电动机的人为机械特人为机械特性性,是指认为降低电机的定子电源电压、,是指认为降低电机的定子电源电压、频率或者在绕线式转子回路中串附加电频率或者在绕线式转子回路中串附加电阻后获得的异步电动机机械特性。阻后获得的异步电动机
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