三相異步電動機的運行特性

1、三相異步電動機的運行特性三相異步電動機的運行特性一、三相異步電動機中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流一、三相異步電動機中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流1.定子電路的電動勢定子電路的電動勢E12.轉(zhuǎn)子電路的電動勢轉(zhuǎn)子電路的電動勢E2轉(zhuǎn)子電路靜止時的感應(yīng)電動勢的有效值為轉(zhuǎn)子電路靜止時的感應(yīng)電動勢的有效值為 若忽略定子繞組的電阻和漏磁通，則可認為定子電路上的電動勢的有效值近似等于外加電源電壓的有效值，即 3.轉(zhuǎn)子電路的電流轉(zhuǎn)子電路的電流I2和功率因數(shù)和功率因數(shù)cos 2 轉(zhuǎn)子電路的電流I2、功率因數(shù)cos2與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系可用圖2-31的曲線表示。 4.定子電路的電流定子電路的電流I1 與變壓器的電流變換原理相似，定

2、子電路的電流I1與轉(zhuǎn)子電路的電流I2的比值也近似等于常數(shù)。 二、三相異步電動機的機械特性二、三相異步電動機的機械特性1.三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩(1)物理表達式物理表達式 (2)參數(shù)表達式參數(shù)表達式 2.三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 由參數(shù)表達式可知，當U1、R2、X20為定值時，電磁轉(zhuǎn)矩T隨轉(zhuǎn)差率s的變化而變化，如圖2-32的Ts所示。 Ts曲線上升至下降的過程中，必出現(xiàn)一個最大值，此即為最大轉(zhuǎn)矩Tmax，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，記為sc。 可以求得產(chǎn)生最大電磁轉(zhuǎn)矩時的臨界轉(zhuǎn)差率和最大電磁轉(zhuǎn)矩分別為： 由此

3、可知：scR2，而與U1無關(guān)；而與R2無關(guān)。改變R2能使sc隨之改變，例如增加R2，Ts曲線便向右移動，如圖2-33所示。 3.三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性 機械特性是指電動機在一定運行條件下(電源電壓一定時)，電動機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即nf(T)曲線。 機械特性分固有機械特性和人為機械特性兩種。(1)固有機械特性 異步電動機的固有機械特性是指在額定電壓和額定頻率下，定子、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時，nf(T)曲線。當UUN，ffN時，固有機械特性曲線如圖2-34所示。應(yīng)注意曲線上的“兩段四點”。 穩(wěn)定工作區(qū)和非穩(wěn)定工作區(qū) 非穩(wěn)定工作區(qū)AB段、穩(wěn)定工作區(qū)BD段。曲線上四個特殊

4、點(三個重要轉(zhuǎn)矩)a.啟動點A。 異步電動機的啟動能力通常用啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值TstTN來表示，稱為電動機的啟動轉(zhuǎn)矩系數(shù)，并用kst表示，即 式中，TN電動機的額定轉(zhuǎn)矩，它是電動機額定運行時的轉(zhuǎn)矩，可由銘牌上的PN和nN求取 式中，TN的單位為Nm；PN的單位為kW；nN的單位為r/min。 kst是異步電動機的一項很重要的指標，對于一般的三相鼠籠式電動機的啟動能力不太大，kst1.82.2，起重和冶金專用的三相鼠籠式異步電動機，kst2.84.0。 b.臨界點B。用過載系數(shù)m來表示電動機的承受過載的能力 一般m1.82.2，起重和冶金專用的鼠籠型異步電動機的m還要大些。 c.同步點D。

5、電動機在理想空載時，T0，nn1，s0，實際電動機是不會在同步工作點運行的。d.額定點C。BD段是穩(wěn)定運行區(qū)，即異步電動機穩(wěn)定運行區(qū)域為0ssc。為了使電動機能夠適應(yīng)在短時間過載而不停轉(zhuǎn)，電動機必須留有一定的過載能力，額定運行點不宜靠近臨界點，般sN0.020.06。(2)人為機械特性 人為機械特性就是人為地改變電源參數(shù)或電動機參數(shù)而得到的機械特性。降低定子電壓時的人為機械特性。如圖2-35所示。轉(zhuǎn)子電路串接對稱電阻時的人為機械特性。如圖2-36所示。三、三相異步電動機的運行特性三、三相異步電動機的運行特性1.轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性nf(P2)，如圖2-37所示。2.轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性Tf(P2)，如

6、圖2-38所示。 3.定子電流特性定子電流特性I1f(P2)，特性曲線如圖2-39所示。4.定子功率因數(shù)特性定子功率因數(shù)特性cos 1f(P2)，特性曲線如圖2-39所示。5.效率特性效率特性f(P2)，特性曲線如圖2-39所示。 【任務(wù)實施【任務(wù)實施】1.任務(wù)實施的內(nèi)容任務(wù)實施的內(nèi)容 測定三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率，由三相異步電動機的負載實驗測試工作特性。2.任務(wù)實施的要求任務(wù)實施的要求 (1)掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 (2)掌握三相異步電動機的負載試驗的方法，測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。3.設(shè)備器材設(shè)備器材 導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表，1套；校正直流測功機，1臺；三相鼠籠式異步電動

7、機，1臺；交流電壓表、電流表，各1塊；功率表、功率因數(shù)表，各1塊；直流電壓表、電流表， 各1塊；三相可調(diào)電阻器，1只。 4.任務(wù)實施的步驟任務(wù)實施的步驟 (1)用日光燈法測定三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率用日光燈法測定三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率 將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表2.12中。中。 式中，t計數(shù)時間，單位為s；Nt秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；f1電源頻率，50Hz。 (2)三相異步電動機的負載實驗三相調(diào)壓交流電源三相異步電動機的負載實驗三相調(diào)壓交流電源 按圖2-40接線，同軸聯(lián)接負載電動機。圖中Rf阻值為1800，RL的阻值為2250。合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器逐漸升壓至額定電壓并保持不變。合上校正過的直流電動機的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值并保持不變。調(diào)節(jié)負載電阻RL，使電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。從這負載開始，逐漸減小