電機(jī)第二十講

1、電機(jī)與拖動基礎(chǔ)17.5 三相異步電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩7.5.1 功率關(guān)系 當(dāng)三相異步電動機(jī)以轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，從電源輸入的功率為定子銅耗為定子回路的鐵耗2 從等值電路看出，傳輸給轉(zhuǎn)子回路的電磁功率 等于轉(zhuǎn)子回路全部電阻上的損耗電磁功率也可表示為 轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗為3 電磁功率減去轉(zhuǎn)子銅耗，剩下的就是等效電阻上的損耗，而此損耗實(shí)際上是電機(jī)轉(zhuǎn)軸上總的機(jī)械功率，用 表示。 電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)，會產(chǎn)生軸承以及風(fēng)阻等摩擦阻轉(zhuǎn)矩，這也要損耗一部分功率，把這部分功率叫做機(jī)械損耗，用 表示。 當(dāng)然除了這些損耗外，還有一些附加損耗 ，用 表示， 這樣輸出功率為：4 從以上功率關(guān)系定量分析中看出，異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)電磁

2、功率、轉(zhuǎn)子回路銅損耗和機(jī)械功率三者之間的定量關(guān)系是：57.5.2 功率關(guān)系機(jī)械功率 除以軸的角速度 就是電磁轉(zhuǎn)矩 ，即：其中 為同步角速度。其中 為空載轉(zhuǎn)矩， 為輸出轉(zhuǎn)矩。67.5.3 電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式電磁功率 除以同步機(jī)械角速度 得電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩系數(shù)77.6 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 （或轉(zhuǎn)差率 ）之間的函數(shù)關(guān)系。7.6.1 機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系為8 異步機(jī)等值電路中，由于勵磁阻抗比定、轉(zhuǎn)子漏阻抗大很多，把 型等值電中勵磁阻抗這一段電路認(rèn)為開路9代入上面電磁轉(zhuǎn)矩公式中去，得到107.

3、6.2 固有機(jī)械特性1、固有機(jī)械特性曲線 三相異步電動機(jī)在電壓、頻率均為額定值不變，定、轉(zhuǎn)子回路不串入任何電路元件時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。（如下頁圖示） 三相異步電動機(jī)固有機(jī)械特性不是一條直線，且具有如下特點(diǎn)1）在 ，即 的范圍內(nèi)，特性在第象限，電磁轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速 都為正，從正方向規(guī)定判斷， 與 同方向。電動機(jī)工作在這范圍內(nèi)是電動狀態(tài)。書上有誤11電源負(fù)相序電源正相序122）在 范圍內(nèi)， ，特性在第象限，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，是制動性轉(zhuǎn)矩，電磁功率也是負(fù)值，是發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械特性在 和 兩個(gè)范圍內(nèi)近似對稱。3）在 范圍內(nèi)， ，特性在第象限 ，也是一種制動狀態(tài)。發(fā)電制動132、最大電磁轉(zhuǎn)矩 正、負(fù)最

4、大電磁轉(zhuǎn)矩可以從參數(shù)表達(dá)式求得得到最大電磁轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率“+”用于電動狀態(tài)“-”用于發(fā)電狀態(tài)14一般情況下， 值不超過 的5%，可以忽略。這樣一來，有: 異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)和電動機(jī)狀態(tài)的最大電磁轉(zhuǎn)矩絕對值可近似認(rèn)為相等，臨界轉(zhuǎn)差率也近似認(rèn)為相等，機(jī)械特性具有對稱性。最大電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，與漏電抗 成反比；臨界轉(zhuǎn)差率與電阻 成正比，與漏電抗 成反比，與電壓無關(guān)。15 最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，又稱過載倍數(shù)，用 表示一般三相異步電動機(jī) ,起重、冶金用的異步電動機(jī) 。注意：絕對不能讓電動機(jī)長期工作在最大轉(zhuǎn)矩處，這樣電流過大，溫升超過允許值，將會燒毀

5、電動機(jī)，同時(shí)在最大轉(zhuǎn)矩處運(yùn)行也不穩(wěn)定。163、啟動轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)啟動時(shí)， 的電磁轉(zhuǎn)矩稱為啟動轉(zhuǎn)矩，將 帶入電磁轉(zhuǎn)矩公式，得到啟動轉(zhuǎn)矩為不能稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 書上有誤啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 電機(jī)啟動時(shí)，啟動轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的1.1-1.2倍就可以順利啟動。一般異步電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為0.8-1.2。174、穩(wěn)定運(yùn)行問題 從三相異步電動機(jī)機(jī)械特性上看，當(dāng) ，機(jī)械特性下斜，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和泵類負(fù)載運(yùn)行時(shí)均能穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng) ，機(jī)械特性上翹，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能穩(wěn)定運(yùn)行。拖動泵類負(fù)載時(shí)，滿足 處 的條件，即可以穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于這時(shí)候轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，轉(zhuǎn)子電動勢 比正常運(yùn)行時(shí)大很多，造成轉(zhuǎn)子電

6、流、定子電流均很大，因此不能長期運(yùn)行。因此三相異步電動機(jī)可以長期穩(wěn)定運(yùn)行在 范圍內(nèi)。187.6.3 人為機(jī)械特性1、降低定子端電壓的人為機(jī)械特性 從機(jī)械特性表達(dá)式上我們可以看出我們可以通過改變一些參數(shù)使得特性曲線更滿足用戶的需要，這樣就得到了我們的人為機(jī)械特性曲線。 保持其它量都不變，只改變定子電壓的大小，研究這種情況下的機(jī)械特性。由于異步電機(jī)的磁路在額定電壓下已有點(diǎn)飽和了，故不宜再升高電壓。19 從表達(dá)式上可以看出, 異步電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電壓無關(guān)，不同電壓的人為機(jī)械性都得通過同一個(gè)理想空載運(yùn)行點(diǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，為此最大轉(zhuǎn)矩以及起動轉(zhuǎn)矩都要隨電壓平方的降低而按電壓的平方減小。而最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率不變。0.5UN0.8UNUNA202、定子回路串接三相對稱電阻的人為機(jī)械特性串電阻的特點(diǎn)： 213、定子回路串接三相對稱電抗的人為機(jī)械特性串電抗的特點(diǎn)： 224、轉(zhuǎn)子回路串接三相對稱電阻的人為機(jī)械特性A書上有誤23 繞線式三相異步電動機(jī)通過滑環(huán)，可以把三相對稱電阻串入轉(zhuǎn)子回路，鼠籠式異步電動機(jī)不能通過該方法改變機(jī)械特性。 繞線式三相異步電動機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩與電阻無關(guān)。臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路的電阻成正比。轉(zhuǎn)子回路串電阻不改變同步轉(zhuǎn)速。24轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮?，可以提高起動轉(zhuǎn)矩其中 若