第三章 三相异步电动机的机械特性.ppt

第三章 三相异步电动机的电力拖动 The Three-phase Induction Machines Drives 本章基本教学要求 1.熟悉分析三相异步电动机的机械特性及各种运行状态的基本方法； 2.掌握三相异步电动机的起动、制动； 3.了解三相交流电动机的调速方法。 重点： 机械特性、调速、起制动。 本次课程内容和教学要求 内容： 三相异步电动机固有和人为机械特性。 要求： 掌握机械特性各种表达式和适用场合。 3.1三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的机械特性是指在电 动机定子电压、频率以及绕组参数一定的 条件下，电动机电磁转矩与转速或电磁转 矩与转差率的关系，即n=?(T)或T=?(s)。 机械特性可用函数表示，也可用曲线 表示，用函数表示时，有三种表达式：物 理表达式、参数表达式和实用表达式。 3.1.1机械特性物理表达式 电磁转矩为： 说明 为异步机的转矩系数； 为转子电流折算值； 为转子功率因数。 物理表达式 物理表达式它反映了不同转速时电磁转 矩T与主磁通Φm以及转子电流有功分量 I2ˊcosφ2之间的关系，此表达式一般用来 定性分析在不同运行状态下的转矩大小和性 质。 3.1.2参数表达式 由物理表达式、功率关系、简化等值电 路可推出参数表达式： 说明 参数表达式说明，异步电动机的电磁转 矩T与定子每相电压U1平方成正比，若电源 电压波动大，会对转矩造成很大影响。 在电压、频率及绕组参数一定的条件 下，电磁转矩T与转差率s之间的关系可用曲 线表示，下面对机械特性曲线上的几个特殊 点进行分析。 机械特性曲线 ①最大转矩Tm 最大转矩Tm是T=?（s）的极值点，则： 最大转矩对应的临界转差率为： 两式中“+”为电动状态（特性在第Ⅰ象限）；“-”为制动状态（特性在第Ⅱ象限）。 最大转矩近似表达式 通常情况下， 可忽略r1， 则有： 最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍 数，其值大小反映电动机过载能力，用λm表 示，即： 一般异步电动机过载倍数λm=1.5～2.2。 ②起动转矩Tst 起动瞬间n=0或s=1时，电动机相当于堵 转，这一时刻的电磁转矩称为起动转矩或堵转 转矩，用Tst表示，则有： 起动转矩与额定转矩的比值称为起动转矩 倍数或堵转转矩倍数，用kst表示，则有： 一般普通异步电动机起动转矩倍数为0.8～1.2。 3.1.3实用表达式 实用表达式： 认为 ，一般异步电动机的 ，在任何s值时都有： ，而 ， 可以忽略，简化得： 临界转差率 临界转差率： 当拖动额定负载时，TL=TN，临界转差率为： 额定转矩为： 从产品目录查出该异步电动机的数据PN、nN、λm，应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。 3.1.4固有机械特性 异步电动机的固有机械 特性是指U1=U1N，?1=?1N， 定子三相绕组按规定方式连 接，定子和转子电路中不外 接任何元件时测得的机械特 性n =?（T）或T=?（s）曲 线。 对于同一台异步电动机 有正转（曲线1）和反转（曲 线2）两条固有机械特性。 说明特性上的各特殊点1 (1)同步转速点A 同步转速点又称理想空载点，在该点 处：s=0，n=n1，T=0，E2s=0，I2=0， I1=I0，电动机处于理想空载状态。 (2)额定运行点B 在该点处：n=nN，T=TN，I1=I1N， I2=I2N，P2=PN，电动机处于额定运行状 态。 说明特性上的各特殊点2 (3)临界点C 在该点处：s=sm，T=Tm，对应的电 磁转矩是电动机所能提供的最大转矩。 Tmˊ是异步电动机回馈制动状态所对应 的最大