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第十三章 异步电机的基本理论 13.7 异步电动机的电磁转矩和机械特性 一、电磁转矩 转子回路的 功率因数 转矩常数 参数表达式 由近似等效电路得： 电磁转矩 参数表达式： * 由公式可知 电磁转矩公式 1. T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1? ?T ?? 2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻 ，从而改变转距。 * 二、机械特性 O T S 根据转矩公式 得特性曲线： O T 1 * 电动机在额定负载时的转矩。 1.额定转矩TN 三个重要转矩 O T 额定转矩 (N ? m) 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为 2.最大转矩 Tmax 转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将造成堵转(停车)。 电机带动最大负载的能力。 令： 求得 临界转差率 O T Tmax 将sm代入转矩公式，可得 与U1无关 与r2成正比 与xσ成反比 2.最大转矩 Tmax 电机带动最大负载的能力。 O T Tmax 最大转矩与电网电压的平方成正比； 最大转矩近似于漏电抗反比 最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整； 最大转矩的值与转子电阻值没有关系。 当 U1 一定时，Tmax为定值 (2) sm与 R2 有关， R2?? sm ? ? n 。绕线式电机改变转子附加电阻R′2 可实现调速。 ? * 一、频率折算（用静止的转子代替旋转的转子）☆☆ 频率折算：转子频率f2用定子频率f1来代替；即用一个等效的静止转子代替旋转的转子。 折算原则：折算前后，转子基波磁动势的大小、相位、转向、转速都保持不变。 ——即折算前后，转子电流的有效值和相位不变。 频率折算前的转子电流转子漏阻抗角： 13.4 异步电动机的磁势平衡 * 显然，如果将转差率为S的实际转子堵住，且在每相转子中串入附加电阻： ，使每相转子电阻为： 则这个静止的转子的每相转子电流和漏阻抗角为： 比较堵转前后的转子电流和漏阻抗角，我们很快发现： 因此，折算（等效）前后磁势相同。 * 　　综上所述，得到以下结论： 　　一个以转速n（转差率S）旋转的三相感应电动机的转子，可以用一个静止的转子来代替，只要在转子 每相回路中增加一个附加电阻 。 进一步讨论： 静止的转子不能输出机械功率，但多了一个附加电阻，而转子电流不变，所以附加了一个电功率。 分析证明（后述）：附加电阻上消耗的电功率等于实际的电动机输出的机械功率。因此，频率折算不仅对磁势是等效的，对功率而言也是等效的。 频率折算前后的等效电路如下： * R1 R2 R1 SX2σ R2 频率折算前 频率折算后 X1σ X1σ X2σ * * 二、绕组折算☆ 1、电流折算：根据磁势关系不变原则 绕组折算方法： 用等效的转子绕组（ ）代替实际的转子绕组（ ）。 折算的原则是： (1)磁势平衡关系不变; (2)功率平衡关系不变。 * 2、电势折算：折算前后，磁通保持不变—— 3、阻抗折算：折算前后，有功功率不变—— 对漏电抗也有类似的结论： * 折算后的转子电路方程式： 因此，最后得到经过两次折算后的基本方程组： * 三、感应电动机的等值电路 1、 T 形等值电路R1 T 形等值电路 R1 R2 R2 * T 型等值电路是由基本方程组推导的，它可以精确反映电机的电磁规律。 （1）空载时 因此，转子回路可以看做开路，则空载等值电路为： 图中有一个很大的Xm，所以功率因数cos?0很低。 * （2）堵转或刚启动时，由于： 因此，励磁支路回路可以看做断开，则此时等值电路为： 其中： 分别称为感应电动机的短路电阻和短路电抗。 Rk * 2、 简化等值电路 T 形等值电路 简化等值电路 R1 R2 Rm R1 * 四、感应电动机的相量图 * 【例1】一台四极鼠笼式三相异步电动机，额定数据和每相参数为：PN=10kW，U1N=380V，△接法，nN=1455r/min； r1=1.26?， x1=2.25?， xm=80.3 ?。求额定运行时的定子线电流、功率因素、输入功率及