三相異步電動機的機械特性

1、第八講 三相異步電動機的機械特性及各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)（1）1第八講 三相異步電動機的機械特性及各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)（1）1、三相異步電動機機械特性的三種表達式2、三相異步電動機固有機械特性與人為機械特性3、三相異步電動機各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)4、根據(jù)異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)計算其參數(shù)5、繞線式異步電動機調(diào)速與制動電阻計算21、異步電動機機械特性的三種表達式物理表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性CTJ異步電動機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)；Fm異步電動機每極磁通；I2轉(zhuǎn)子電流折算值；cosj2轉(zhuǎn)子功率因數(shù)折算值；（見上冊P14

2、6）31、異步電動機機械特性的三種表達式物理表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性41、異步電動機機械特性的三種表達式物理表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性51、異步電動機機械特性的三種表達式物理表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性61、異步電動機機械特性的

3、三種表達式物理表達式反映了不同轉(zhuǎn)速時T與Fm及轉(zhuǎn)子電流之間的關(guān)系；在物理上，三個量的方向必須遵循左手定則，三個互相垂直；形式上，與直流電動機轉(zhuǎn)矩表達式T=CTFIa相似；稱物理表達式，用于物理上分析異步電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)矩T與磁通Fm及轉(zhuǎn)子電流有功分量之間的關(guān)系較方便。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性71、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式物理表達式反映了不同轉(zhuǎn)速時T與Fm及轉(zhuǎn)子電流之間的關(guān)系，不能直接反映異步電動機轉(zhuǎn)矩與電動機參數(shù)（如定子相電壓Ux，s，R1，R2，X

4、1，X2，定子相數(shù)m1，轉(zhuǎn)子同步機械角速度W0等）。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性81、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性91、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式由異步電動機的近似等效電路得1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械

5、特性101、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性111、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩sm代入T = f（s）得：1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性121、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式通常小結(jié)當(dāng)電動機參數(shù)及電源頻率不變時，Tm與Ux2成正比，sm保持不變，與Ux無關(guān)；當(dāng)電源頻率及電壓不變時， sm與T

6、m近似與X1X2成反比； Tm與R2 無關(guān)，sm則與R2 成正比。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性131、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式過載倍數(shù)Tm 是電動機可能產(chǎn)生得最大轉(zhuǎn)矩。如果TzTm，電動機將停轉(zhuǎn)，為保證電動機不會因短時過載而停轉(zhuǎn)，電動機必須有一定得過載倍數(shù)KT一般電動機的KT1.83.0，起重設(shè)備的電動機的KT可達3.5；1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性

7、141、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式起動轉(zhuǎn)矩除Tm 外，異步電動機還有一個重要的參數(shù)，即起動轉(zhuǎn)矩。起動時，s=1（n=0）代入T = f（s），得對繞線式異步電動機可通過轉(zhuǎn)子回路串電阻（加大R2），可增加電動機的TST；1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性151、異步電動機機械特性的三種表達式參數(shù)表達式起動轉(zhuǎn)矩對鼠籠式異步電動機，則不可通過轉(zhuǎn)子回路串電阻來增加電動機的TST；起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為：KST=TST/TN；當(dāng)TSTTz時，電動機才能起動，在額定負(fù)載下，只有KST1的籠型

8、異步電動機才能額定負(fù)載起動。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性161、異步電動機機械特性的三種表達式實用表達式其中：1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性171、異步電動機機械特性的三種表達式實用表達式忽略R1，則1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性181、異步電動機機械特性

9、的三種表達式實用表達式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性額定負(fù)載時額定負(fù)載時，s一般很小，有s/smsm/s，則192、異步電動機固有與人為機械特性固有機械特性固有機械特性是指異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時所獲得的機械特性曲線。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性202、異步電動機固有與人為機械特性固有

10、機械特性幾個特殊運行點1）起始點A，特點：n = 0（s = 1），T = Tst，I1st=（47）IN；2）額定工作點B ，特點：n = nN（s=sN），T = TN，I1 = IN ；3）同步轉(zhuǎn)速點H ，特點：n= n0（s = 0），T=0，I1 = I0 ；4）最大轉(zhuǎn)矩點P和P電動狀態(tài)最大轉(zhuǎn)矩點P，特點：T=Tm，s = sm，對應(yīng)書中式(10-16) 、(10-17) 中的正號；回饋制動最大轉(zhuǎn)矩點P，特點：T=Tm，s= sm，對應(yīng)書中式(10-16) 、(10-17) 中的負(fù)號。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械

11、特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性212、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T的數(shù)值是由某一轉(zhuǎn)速n（或s）下的電源電壓Ux，電流頻率f1，定子極對數(shù)p，定子和轉(zhuǎn)子回路的電阻及電抗決定。人為地改變相關(guān)參數(shù)，就可得到不同的人為機械特性。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性222、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性降低 Ux時的人為機械特性可知由下式1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性

12、2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性當(dāng)降低Ux時，Tm，Tst與Ux2成正比，sm與Ux無關(guān)。232、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性降低 Ux時的人為機械特性下圖所示為Ux=0.8UN及Ux=0.5UN時的人為機械特性。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性242、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性降低 Ux對電動機運行的影響Ux降低時，轉(zhuǎn)速不變，I1和I2將下降，T下降，電動機開始減速，s增大，sE2增大，T回升，直至T=Tz =TN ，達到新的平衡；Ux降低后電動機

13、電流將大于額定值，電動機如長時連續(xù)運行，最終溫升將超過允許值，導(dǎo)致電動機壽命縮短，甚至燒壞。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性252、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機械特性由下式R2增大時，n0， Tm不變，sm增大，Tst一開始增大，當(dāng)增大到Tst=Tm后Tst開始減小。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性可知262、異步電動機固有與人為機

14、械特性人為機械特性轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機械特性可見，對于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，可通過在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻來達到減小起動電流的目的，同時也可用于調(diào)速。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性272、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗時的人為機械特性由下式X1增大時，n0不變，Tm 、sm、Tst隨X1的增大而減小。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性可知

15、282、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗時的人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性292、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機械特性R1增大時，n0不變，Tm 、sm、Tst隨X1的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2

16、 人為機械特性可知由下式302、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻亦可用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性312、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)的電路如下圖所示。起動初期，轉(zhuǎn)子頻率相當(dāng)大，電抗器的感抗Xst=2psf1Lst較大，轉(zhuǎn)子電流的大部分將流過電阻Rst，這時相當(dāng)于轉(zhuǎn)

17、子串電阻起動。隨著起動過程的進行，sf1或Xst越來越小，起動結(jié)束時， Xst很小，幾乎將Rst短接。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性322、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)電路時的機械特性如下圖所示。1. 機械特性三種表達式1.1 物理表達式 1.2 參數(shù)表達式1.3 實用表達式2. 固有與人為機械特性2.1 固有機械特性2.2 人為機械特性332、異步電動機固有與人為機械特性人為機械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)的電路時轉(zhuǎn)子回路的等效電路下圖所示。1. 機械特