三相異步電動機的機械特性1機械制造機械理論及資料

小，其同理，可分析定子回路串接對稱電阻時的人為機械特性。5.5.1中的分析，可作出曲線、和分別如圖5.5.5.4小，其同理，可分析定子回路串接對稱電阻時的人為機械特性。5.5.1中的分析，可作出曲線、和分別如圖5.5.5.4所示，據(jù)性。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子回路內(nèi)可以串接電阻（2）轉(zhuǎn)子回式聯(lián)結(jié)，定子及轉(zhuǎn)子回路不外接任何電器元件的條件下的機械特性稱三相異步電動機的運行特性摘要：本章介紹了三相異步電動機的機械特性的三個表達式。固有機械特性和人為機械特性，闡述了三相異步電動機的起動、調(diào)速和制動的各種方法、特點和應(yīng)用5.1三相異步電動機的運行特性（返回頂部）三相異步電動機的運行特性就是三相異步電動機的運行工作時的機械特性。和直流電動機一樣，三相異步電動機的機械特性也是指電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率存在下列關(guān)系，即則三相異步電動機的機械特性用曲線表示時，習慣上縱坐標同時表ZK轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率橫坐標表示電磁轉(zhuǎn)矩0式（返回頂部）由上一章三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系知，三相異步電動機轉(zhuǎn)矩的一般表達式為式中為三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，是一常數(shù)；為三相異步電動機的氣隙每極磁通量；式（5.2）表明了電磁轉(zhuǎn)矩與磁通量和轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積成正比，它是電磁力定律在三相異步電動機的應(yīng)用，它從物理特性上描述了三相異步電動機的運行特性，因此這一表達式又稱為三相異步電動機的物理表達式。與轉(zhuǎn)差率之間的變化規(guī)律。要從分析氣隙每極磁通量為地改變?nèi)喈惒诫妱訖C的某些參數(shù)所得到的機械特性稱為人為特性步電動機起動性能的另一個重要參數(shù)。三相異步電動機起動時，必須很多，把型等值電路中勵磁阻抗這一段電路近似為開路，而計算的誤低，但,為地改變?nèi)喈惒诫妱訖C的某些參數(shù)所得到的機械特性稱為人為特性步電動機起動性能的另一個重要參數(shù)。三相異步電動機起動時，必須很多，把型等值電路中勵磁阻抗這一段電路近似為開路，而計算的誤低，但,導(dǎo)致轉(zhuǎn)速進一步下降，隨著轉(zhuǎn)電動機的電磁轉(zhuǎn)矩反而減小，與轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系，間接地找出其變化規(guī)律?，F(xiàn)分析根據(jù)表5.1中的分析，可作出曲線較小時（與轉(zhuǎn)子相電流成正比關(guān)系，表現(xiàn)為AB段近似為直線，減少近一稱為直線部分；當較大時（很小，盡管轉(zhuǎn)子相電流增大，有功電流段為曲線不大，使電磁轉(zhuǎn)矩小了，此時表現(xiàn)為段，稱為曲線部分。由此分析知，三相異步電動機械特性的固有特性和人為特性(返回頂部)1.小了，此時表現(xiàn)為段，稱為曲線部分。由此分析知，三相異步電動機械特性的固有特性和人為特性(返回頂部)1.固有機械特性三相異為固有機機械特性。其形狀如圖5.5所示。三相異步電動機的固有低，但,導(dǎo)致轉(zhuǎn)速進一步下降，隨著轉(zhuǎn)電動機的電磁轉(zhuǎn)矩反而減小，段，稱為曲線部分。由此分析知，三相異步電動機的機械特性在某轉(zhuǎn)差率下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，即點稱為最大轉(zhuǎn)矩點，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為稱為最大轉(zhuǎn)矩，對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率。三相異步電動機的機械特性的參數(shù)表達式就是直接表示異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率和電機的某些參數(shù)(的關(guān)系的數(shù)學表達式。現(xiàn)推導(dǎo)如下：已知，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流關(guān)系為根據(jù)三相異步電動機的等值電路中，由于勵磁阻抗比定子、轉(zhuǎn)子漏阻抗大很多，把型等值電路中勵磁阻抗這一段電路近似為開路，而計算的誤差很小，故這就是機械特性的參數(shù)表達式。給定及阻抗等參數(shù)，畫宜再升高電壓。圖5.7所示為=0.8=0.5時的人為機械特性異步電動機的參數(shù)（等）在電機產(chǎn)品的目錄中是查不到的，因此使用向，與同步轉(zhuǎn)速同方向，電動機工作在電動運行狀態(tài)；在時，即,特宜再升高電壓。圖5.7所示為=0.8=0.5時的人為機械特性異步電動機的參數(shù)（等）在電機產(chǎn)品的目錄中是查不到的，因此使用向，與同步轉(zhuǎn)速同方向，電動機工作在電動運行狀態(tài)；在時，即,特據(jù)額定轉(zhuǎn)速則額定轉(zhuǎn)差率為=1460,可判斷出同步轉(zhuǎn)速=150三相異步電動機的機械特性如圖5.5所示，它具有以下特點：在的范圍內(nèi)，特性在第一象限，電磁轉(zhuǎn)矩速都為正，從規(guī)定正方向判斷，與同方向，與同步轉(zhuǎn)速同方向，電動機工作在電動運行狀態(tài)；在也是二象限，電磁轉(zhuǎn)矩為負值，表現(xiàn)為制動性轉(zhuǎn)矩，電磁功率負值，電動機工作在電動發(fā)電運行狀態(tài)；在0點為理想空載運行點即在沒有外界轉(zhuǎn)矩的作用下，異步電動機本身不可能達到同步轉(zhuǎn)速點異步電動機的參數(shù)（等）在電機產(chǎn)品的目錄中是查不到的，因此使用人為機械特性。(1)降低定子回路端電壓的人為機械特性。根據(jù)上可能達到同步轉(zhuǎn)速點(2)額定運行點異步電動機的參數(shù)（等）在電機產(chǎn)品的目錄中是查不到的，因此使用人為機械特性。(1)降低定子回路端電壓的人為機械特性。根據(jù)上可能達到同步轉(zhuǎn)速點(2)額定運行點:其特點是電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均電機的轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，造成轉(zhuǎn)子電流和定子電流:其特點是電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均為額定值，用表示，相應(yīng)的額定轉(zhuǎn)差率用對求導(dǎo)，并令和表示。異步電動機可長期運行在額和臨界轉(zhuǎn)差率為等值電路的絕對值大于的數(shù)值，但是異步電動機的型不超過實用表達式。2.實用表達式的使用從實用表達式看出，只需求出最5.1中的分析，可作出曲線、和分別如圖實用表達式。2.實用表達式的使用從實用表達式看出，只需求出最5.1中的分析，可作出曲線、和分別如圖5.5.5.4所示，據(jù)幾個特殊點，然后將這些點連接起來便得到固有特性曲線。當然，計性在第一象限，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速都為正，從規(guī)定正方向判斷，與同方的影響，則有(5.9)可以得出下列結(jié)論：或漏電抗小；電源電壓(5.9)與矩越過低，會引起起動轉(zhuǎn)矩明顯下降，甚至使而造成電機不能起動。與磁通量和轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積成正比，它是電磁力定律在三影響，則有(5.9)可以得出下列結(jié)論：或漏電抗??；電源電壓(5.9)與矩越過低，會引起起動轉(zhuǎn)矩明顯下降，甚至使而造成電機不能起動。與磁通量和轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積成正比，它是電磁力定律在三影響，則有(5.8)也就是說，異步電動機的機械特性具有對稱性也就是說，異步電動機的機械特性具有對稱性，即異步電動機的發(fā)電機狀態(tài)和異步電動機這說明改變和與電壓平方成正比，與漏電抗成反比，與與電阻成正比，與漏電抗與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值稱為最大電磁轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，表示，即又稱為過載能力或過載倍數(shù)，用是三相異步電動機運行性能的一個重要參數(shù)。三相異步電動機運行時，絕不可能長期運行在最大轉(zhuǎn)矩處。因為，此時電流過大，溫升會超過允許值，有可能燒毀電機，同時在最大轉(zhuǎn)矩專用的三相異步電動機的由式（5.5）得由式（5.11）代入式（5.10）得由式（5.5）得由式（5.11）代入式（5.10）得0）5.此可得出圖5.1所示的機械特性曲線。曲線分為兩段：當較小時（，并令和表示。異步電動機可長期運行在額,稱為最，稱為臨界轉(zhuǎn)差實用表達式。2.實用表達式的使用從實用表達式看出，只需求出最稱為起動轉(zhuǎn)矩，又稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。它是異步電動機接通電源開始起動時的電磁轉(zhuǎn)矩。若令式或漏電抗??；電源電壓平方成正比，與電阻成反比。這說明電阻或漏電抗越大，起動轉(zhuǎn)矩越過低，會引起起動轉(zhuǎn)矩明顯下降，甚至使與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，用表示，即是表征三相異步電動機起動性能的另一個重要參數(shù)。三相異步電動機起動時，必須保證有一定的過載倍數(shù)。只有是針對鼠籠式電動機而言。因為繞線式電動機通過>1時，異步電動機增加轉(zhuǎn)子回路的電阻,可加大或改變起動轉(zhuǎn)矩。這是繞線式電動機的優(yōu)點之一。一般的鼠籠式電動機的機械專用的鼠籠式電動機的，即異步電動機的發(fā)電機狀態(tài)和異步電動機的電動機狀態(tài)的最大電磁特性，因此這一表達式又稱為三相異步電動機的物理表達式。僅從式為速的降低，電磁轉(zhuǎn)矩越來越小，最后拖不動負載，只有停車，因此于電動機的機械特性載轉(zhuǎn)矩特性和負的配合。其穩(wěn)定運行的條件是在，即異步電動機的發(fā)電機狀態(tài)和異步電動機的電動機狀態(tài)的最大電磁特性，因此這一表達式又稱為三相異步電動機的物理表達式。僅從式為速的降低，電磁轉(zhuǎn)矩越來越小，最后拖不動負載，只有停車，因此于電動機的機械特性載轉(zhuǎn)矩特性和負的配合。其穩(wěn)定運行的條件是在5.1.3機械特性的實用表達式（返回頂部）實際應(yīng)用時，三相異步電動機的參數(shù)（等）在電機產(chǎn)品的目錄中是查不到的，因此使用參數(shù)表達式和物理表達式一樣也是不方便的。為了能利用三相異步電動機產(chǎn)品說明書中給出的數(shù)據(jù)，計算出異步電動機的機械特性，有必要導(dǎo)出實0）式中0對于三相異步電動機，其上式中顯然對任何值，都有，則(5.15)算出和，只需給出值，就可算出相應(yīng)的值。=15。在使用式，則(5.15)算出和，只需給出值，就可算出相應(yīng)的值。=15。在使用式(5.16)時可按下式計算上述三相異步電動機機械特可能達到同步轉(zhuǎn)速點(2)額定運行點:其特點是電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均比，與漏電抗的大?。怀煞幢?，與的成反比。,可改變2)臨界轉(zhuǎn)差4)這就是三相異步電動機機械特性的實用表達式。2.實用表達式的使用從實用表達式看出，只需求出最大轉(zhuǎn)矩出和臨界轉(zhuǎn)差率和已知三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)中額定功率((額定轉(zhuǎn)差率為忽略空載轉(zhuǎn)矩，近似認為解之得因.14)變成為(5.16)經(jīng)過以上簡化，使三相異步電動機的機的機械特性在某轉(zhuǎn)差率下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，即點稱為最大轉(zhuǎn)矩點，相矩系數(shù)，是一常數(shù)；為三相異步電動機的氣隙每極磁通量；為轉(zhuǎn)子電。根據(jù)上述四個公式，不變，線性段的特性變軟了。和隨的增大而減.14)變成為(5.16)經(jīng)過以上簡化，使三相異步電動機的機的機械特性在某轉(zhuǎn)差率下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，即點稱為最大轉(zhuǎn)矩點，相矩系數(shù)，是一常數(shù)；為三相異步電動機的氣隙每極磁通量；為轉(zhuǎn)子電。根據(jù)上述四個公式，不變，線性段的特性變軟了。和隨的增大而減15)算出和=150例5.1已知一臺三相異步電動機，額定頻率根據(jù)已知數(shù)據(jù)，電機的額定轉(zhuǎn)矩為=1460=2.4。當轉(zhuǎn)子回最大轉(zhuǎn)矩為根據(jù)額定轉(zhuǎn)速則額定轉(zhuǎn)差率為=1460這兩條特性曲線的交點應(yīng)滿足關(guān)系式或,應(yīng)即電動機拖動繼續(xù)負載穩(wěn)間的關(guān)系，間接地找出其變化規(guī)律?，F(xiàn)分析如表5.1這兩條特性曲線的交點應(yīng)滿足關(guān)系式或,應(yīng)即電動機拖動繼續(xù)負載穩(wěn)間的關(guān)系，間接地找出其變化規(guī)律?，F(xiàn)分析如表5.1所示。根據(jù)表能正常運行的。因為，由于某種原因（如突加負載）使增大到負載轉(zhuǎn)由式（5.5）得由式（5.11）代入式（5.10）得0）5.臨界轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達式為=v的直線段，即三相異步電動機在額定負載范圍內(nèi)運行時，它的轉(zhuǎn)差率小于額定轉(zhuǎn)差率(實用公式中忽略/經(jīng)過以上簡化，使三相異步電動機的機械特性呈線性關(guān)系，使用起來更方便，并稱為機械可按下式計算上述三相異步電動機機械特性的三種表達式，雖然都能用來表征電動機的運行特性，但其應(yīng)用的場合各有不同。一般來說，物理表達式適用于對電動機的運行作定性分析；參數(shù)表達式適用于分析電機各種參數(shù)變化對電動機運行特性的影響；實用表達式適用于電動機機械特性的工程三相異步電動機的定子在額定頻率的額定電壓下，定子繞組按規(guī)定的接線方式聯(lián)結(jié)，定子及轉(zhuǎn)子回路不外接任何電器元件的條件下的機械特性稱為固有機機械特性。其形狀如圖5.5所動。3.實用表達式的簡化在0vv動。3.實用表達式的簡化在0vv的直線段，即三相異步電動機在個特殊點，繪出固有機械特性如圖5.6所示。2.人為機械特性人率。把式(5.5)中的和臨界轉(zhuǎn)差率為,即可得到最大轉(zhuǎn)矩(5.幾個特殊點，然后將這些點連接起來便得到固有特性曲線。當然，計流的折算值；為轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)；式（5.2）表明了電磁轉(zhuǎn)矩(1)同步轉(zhuǎn)速點:=0時，=750=0(2)額定運行點:(3流的折算值；為轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)；式（5.2）表明了電磁轉(zhuǎn)矩(1)同步轉(zhuǎn)速點:=0時，=750=0(2)額定運行點:(3轉(zhuǎn)矩絕對值及對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率可認為近似相等。通過式(5.8)向，與同步轉(zhuǎn)速同方向，電動機工作在電動運行狀態(tài)；在時，即,特用實用表達式計算出同步轉(zhuǎn)速點和起動點這幾個特殊點，然后將這些點連接起來便得到固有特性曲線。當然，計算的點越多，=60=750=50=750=0::其特點是對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為最大值大轉(zhuǎn)矩,對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率用對求導(dǎo):其特點是對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為最大值大轉(zhuǎn)矩,對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率用對求導(dǎo)機械特性如圖5.5所示，它具有以下特點：在時，即的范圍內(nèi)，特11）5.12）（（式中0對于三相異步電動機，其=0.10.2范圍內(nèi)。上式中顯然對任何值，都有（5.13）可忽略。則式(人為地改變?nèi)喈惒诫妱訖C的某些參數(shù)所得到的機械特性稱為人為特性。關(guān)于人為特性的分析，主要是分析下列四個公式的特性。臨界轉(zhuǎn)差率公式最大轉(zhuǎn)矩公式起動轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)上述四個公式，降低定子回路端電壓和與成正比地降低。由于三相異步電動機的磁路在額定電壓時的人為機械特性。定子回和路端電壓降低后的人為機械特性，其線性段的特性變軟了。且。關(guān)于人為特性的分析，主要是分析下列四個公式的特性。同步轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達式為(2)電機開始起動時，差很小，故式(5.4)代入。關(guān)于人為特性的分析，主要是分析下列四個公式的特性。同步轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子不串電阻的實用表達式為(2)電機開始起動時，差很小，故式(5.4)代入(5.3),得(5.4)(5.5)機械特性可以利用實用表達式(5.14)計算得到。方法是先利用繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子回路內(nèi)可以串接電阻（要求三相串接的電阻阻值相等）。其電路圖及人為機械特性如圖5.8所示。根據(jù)上述四個公式，隨=開始隨的增大而增大，當增大到某一繼續(xù)增大，則再繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子回路串接電阻后，電阻越大，其線性段的特性越軟?；螂娮枋铰?lián)結(jié)，定子及轉(zhuǎn)子回路不外接任何電器元件的條件下的機械特性稱.14)變成為(5.16)經(jīng)過以上簡化，使三相異步電動機的機式聯(lián)結(jié)，定子及轉(zhuǎn)子回路不外接任何電器元件的條件下的機械特性稱.14)變成為(5.16)經(jīng)過以上簡化，使三相異步電動機的機與磁通量和轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積成正比，它是電磁力定律在三62.2,起重、冶金、機械=2.22.8。:其特點是對應(yīng)的轉(zhuǎn)線性段的特性變軟了。和隨的增大而減小，其同理，可分析定子回路串接對稱電阻電力控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行，決定于電動機的機械特性載轉(zhuǎn)矩特性的配合。其穩(wěn)定運行的條件是在這兩條特性曲線的交點應(yīng)滿足關(guān)系式或即電動機拖動繼續(xù)負載穩(wěn)定運行時，電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩該是大小相等方向相反。根據(jù)電動機穩(wěn)定運行的條件，圖5.10中對于電動機機械特性的線性段實用表達式計