電機學三相異步電動機的機械特性及

1、整理ppt第四章 三相異步電動機的機械特性及各種運行狀態(tài)第一節(jié) 機械特性的三種表達式第二節(jié) 固有機械特性和人為機械特性第三節(jié) 各種運行狀態(tài)整理ppt第一節(jié) 機械特性的三種表達式機械特性：轉速與轉矩的關系， 。v物理表達式v參數(shù)表達式v實用表達式)(Tfn 整理ppt一、物理表達式： cos22 ICTmT222222)/(XsREI2222222222222)(coscosXsRsRXsRRsnnsnn00)1 (整理ppt將 曲線與 曲線相乘，再乘以轉矩常數(shù)等就可得到 曲線。)(2Ifn )(cos2 fn)(Tfn 2I2cosTT2I2cos0n0n整理ppt二、參數(shù)表達式：為反映電機參

2、數(shù)與電磁轉矩的關系，從電機的等值電路圖及電磁轉矩的公式推導參數(shù)表達式：sRImTPTsRImP2220102221 22121212)()/(XXRsRUI）（sfnXXsRRsRUmT1nn p2602 )()/(/00022122122101整理ppt這樣可繪制機械特性曲線，曲線形式與物理表達式繪制的一樣。是s的二次曲線。Tn0n0s10mTmsstT整理ppt臨界轉差率和最大轉矩公式)(2)(2212112101221212XXRRUmTXXRRsmm)(2)(R 210211211212XXUmTXXXXRsmm整理ppt1、當各參數(shù)及電源頻率不變時各參數(shù)及電源頻率不變時，臨界轉差率與

3、定子臨界轉差率與定子 相電壓無關相電壓無關；而 。21UTm21XX )0.38.1(emTTTK 2、當 及及 不變時不變時，臨界轉差率和最大電磁轉矩臨界轉差率和最大電磁轉矩 近似反比于近似反比于 。3、最大電磁轉矩與轉子電阻無關，臨界轉差率與最大電磁轉矩與轉子電阻無關，臨界轉差率與 轉子電阻成正比轉子電阻成正比。 當轉子回路串入電阻使臨界轉差等于當轉子回路串入電阻使臨界轉差等于1時，啟動時，啟動轉矩最大，并可求出轉子外串的電阻值轉矩最大，并可求出轉子外串的電阻值；1f1U過載倍數(shù)過載倍數(shù)： 電機短時過載的極限電機短時過載的極限。222121RXXRRQ）（整理ppt4、起動轉矩：當起動轉矩

4、：當S1時的電磁轉矩時的電磁轉矩： 起動轉矩倍數(shù)起動轉矩倍數(shù)： 時， 電機才能起動。 )()(22122122101XXRRRUmTst1 steststKTTK只有當，整理ppt三、實用表達式實用表達式：一般電機產品目錄中，有些參數(shù)沒有，用參數(shù)表達式不方便，因此將T的參數(shù)表達式除以Tm參數(shù)表達式，并代入Sm值，有21212)1 (2RRsssssRRsTTmmmmm已知KT、TN和nN，可求出Tm、sN、sm；這樣實用表達式中只有兩個未知數(shù)，可繪制機械特性。(當忽略定子電阻時。)ssssTTmmm2 整理ppt第二節(jié) 固有機械特性與固有機械特性與人為機械特性人為機械特性v固有機械特性固有機械

5、特性v人為機械特性人為機械特性整理ppt一、固有機械特性固有機械特性：在額定電壓和額定頻率下，在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線方法，定轉子不串電阻時的機械特性按規(guī)定的接線方法，定轉子不串電阻時的機械特性 。1、起動點： n=0，s=1，T=Tst，Ist2、額定工作點： n=nN，s=sN，T=TN，IN3、同步轉速點： n=n0，s=0，T=0，I=04、最大轉矩點： s=sm，T=Tm 5、回饋制動最大轉矩點： s=-sm，T=-Tm)(Tfn ABHPP整理pptT0n0nstTNTAPBHP電車下坡整理ppt二、人為機械特性人為機械特性：據參數(shù)表達式知，T與一定轉速 下的定子電壓

6、，電源頻率 ，極對數(shù)p，電機 定轉子參數(shù)有關。人為地改變某些參數(shù)可以獲得 人為機械特性人為機械特性：1f1U p2602 )()/(/10022122122101fnXXsRRsRUmT整理ppt1、降低電源電壓降低電源電壓 ：最大轉矩和起動轉矩與電源 電壓 的平方成正比；臨界轉差 和理想空 載轉速 不變化。注意：若電源電壓因為某種 原因降低，負載為額定，電動機將不能長期運行。1U1UTn0n0msms0n1U2U3U321UUU整理ppt2、轉子電路內串聯(lián)對稱電阻（轉子電路內串聯(lián)對稱電阻（繞線式轉子用）：理想 空載轉速和最大轉矩不變；起動轉矩增大，直到等 于最大轉矩后又減小；臨界轉差率隨電阻

7、增大而增 大。Tn0n01R2R3R4R4321RRRR整理ppt3、定子電路串聯(lián)對稱電抗定子電路串聯(lián)對稱電抗：理想空載轉速不變，最大 轉矩、起動轉矩、臨界轉差隨電抗的增大而減小。Tn0n01ms2ms11x12x1211xx 整理pptTn0n01ms2ms11R12R1211RR 4、定子串對稱電阻定子串對稱電阻：理想空載轉速不變，最大轉矩、 起動轉矩和臨界轉差隨電阻的增大而減小。曲線 與串電抗的相似。整理ppt整理ppt5、轉子接入并聯(lián)阻抗轉子接入并聯(lián)阻抗：改善起動性能，限制起動電流， 保證電機平滑加速。起動時，由電阻決定電流和轉 矩，起動結束后，電阻被短接。Tn0n0固有人為整理ppt

8、第三節(jié) 三相異步電動機的三相異步電動機的各種運轉狀態(tài)各種運轉狀態(tài)v運行狀態(tài)：電動（運行狀態(tài)：電動（T與與n同方向）同方向） （原來）（原來） 發(fā)電（發(fā)電（T與與n反方向）反方向） 電磁制動（電磁制動（T與與n反方向）反方向）v運行狀態(tài)：電動（運行狀態(tài)：電動（T與與n同方向）同方向） （現(xiàn)在）（現(xiàn)在） 制動（制動（T與與n反方向）反方向）制動：回饋制動制動：回饋制動 反接制動反接制動 能耗制動能耗制動整理ppt電動和制動運轉狀態(tài)一、電動運轉狀態(tài)電動運轉狀態(tài)： 機械特性在一、三象限，轉矩與轉速同向。二、制動運轉狀態(tài)制動運轉狀態(tài)： 轉矩與轉速反向。機械和電氣制動兩種。 要求：足夠大的制動轉矩，且制動

9、電流不宜過大。 制動的平滑性好、可靠性高、經濟性好、時間短。整理ppt(一)、回饋制動回饋制動： 位能性負載使轉速大于理想空載轉速，轉子感應電勢反向，轉子電流有功分量也改變方向，無功分量方向不變，所以轉矩也就改變了方向。制動運行時，軸上輸入機械功率，特性在第二象限。整理pptT0n0nZT電車下坡整理ppt特點特點：1、屬于穩(wěn)定制動；2、制動時轉子回路不串電阻，以免轉速過高 (因串電阻越大，穩(wěn)定轉速越高)；3、當電機由少極對數(shù)換成多極對數(shù)時也有可能發(fā)生 回饋制動；4、定子接在電網上，從電網吸取無功功率以建立磁場；5、若為異步發(fā)電機，定子三相應接上成星形或三角形 的三組電容器，以供給無功功率。整

10、理ppt(二)、反接制動反接制動：1、轉速反向轉速反向(正接反轉正接反轉)： 電動機起動時帶重負載，負載作用使電機在反向起動轉矩方向上加速，特性在第四象限。分析：屬于穩(wěn)定制動。轉子回路可串電阻。軸上輸入機械功率，定子吸收電功率傳給轉子，這兩部分功率均消耗于轉子回路總電阻中。整理ppt正接反轉0nnT0ZTnstT整理ppt2、定子兩相反接：定子兩相反接：(反接正轉反接正轉) 電機本來運行在電動狀態(tài)，突將定子兩相反接，定子電流相序改變，磁場旋轉方向改變，從而得到理想空載轉速與原轉速方向相反的機械特性，工作點也改變，電動機的轉矩為負，電機在負載轉矩與反向電磁轉矩的共同作用下很快停車。特性為第二象限

11、的BC段。整理ppt反接正轉TZTOADn0nBCn0nZT整理ppt(三)、能耗制動能耗制動： 電機在電動狀態(tài)下運行，突將三相交流電斷開，同時在定子兩相間通入直流電流，在定子內形成固定磁場，轉子由于慣性仍旋轉，切割磁場感應電勢和電流，據左手定則，可確定轉矩的方向與轉速的方向相反，特性在第二象限。整理ppt能耗制動123TnZT直流勵磁增大，特性曲線如何變化？整理ppt整理ppt同一電動機在相同電樞電阻時各種運行狀態(tài)：Tn0正向電動正接反轉能耗降壓回饋反接正轉反向電動位能回饋能耗整理ppt例1、一臺他勵直流電動機數(shù)據：1)電機拖動位能負載，在固有特性上作回饋制動下放，當 時，求電動機反向下放速度？2)電動機帶動位能負載，作反接制動下放，當 時， ，求串接在電樞回路的電阻值、電網輸入功率、電機軸上輸入的電磁功率、電樞回路電阻消耗功率？安。歐，分，轉伏千瓦，2 .76393. 0/1050 ,44029NaNNNIRnUP安60aI安50aI分轉/600n整理ppt3)電動機帶位能負載從 作能耗制動，若將其最大制動電流限制在100安，計