电工学简明ch4电动机详解.ppt

Z1 = R1 + jX1 定子的内阻抗： U1 ? E1= 4.44 f1N1? ?： 旋转磁场每极磁通 N1：每相定子绕组匝数 f1： 定子电流频率 4.3.1 定子电路 忽略 Z1 定子电路 R1 jX1 4.3.2 转子电路 1. 转子频率 f2 转子电路 R2 jX2 Z2 = R2+ jX2 转子内阻抗： E2 = 4.44 f2N2? = 4.44 f1N2? s = E20s 2. 转子电动势 E2 转子电动势： 3. 转子感抗 X2 转子电路 R2 jX2 转子电路 R2 jX2 4. 转子电路电流 5. 转子电路的功率因数 cos?2 I2 cos? 2 cos? 2 I2 O s 1 返回 电磁转矩 T = KT? I2cos? 2 电磁转矩是由旋转磁场 ? 和转子电流的有功分量相互作用而产生的，所以 与结构有关的常数 常数 4.4 三相异步电动机的转矩与机械特性 4.4.1 转矩公式 s T 1 O Tst Tm sm a b c sN TN T 与 U12成正比 转矩特性 T = f (s) 4.4.2 机械特性曲线 n O n0 T a b c Tst Tm nN TN d T2 = TN (在 d 点) 机械特性曲线 n = f (T) 1. 额定转矩 TN P2：电动机轴上的输出功率 P2 单位：瓦(W) N 单位：转每分(r/min) T 单位：牛·米(N ·m) 不同电源电压的转矩特性 由 dT/ds = 0, 得 Sm = ?–— R2 X20 sm= –— R2 X20 取正值 sm — 称为临界转差率 代入 T 的表达式 ? U12 求得最大转矩 Tmax 2. 最大转矩 Tmax n O n0 T a Tst Tmax nN TN d U1 d. sm= R2 / X20 不同转子电阻的转矩特性 结论： a. Tmax ? U12 b. Tmax 与 R2 无关 c. 过载系数 ? ? Tmax / TN ? ? 1.8 ? 2.2 sm与 U1无关 2. 最大转矩 Tmax n 0 n0 T a Tmax R2 起动瞬间 n = 0，s = 1 U1↓→ Tst ↓↓ R2↑→ Tst↑ 负载转矩 T2 Tst ，不能起动, 可空载或轻载起动。 负载转矩 T2 Tst ，可带负载起动。 ? st ? Tst ? TN 一般 ?st ? 1.0 ? 2.2 起动转矩倍数 3. 起动转矩 Tst [例 1] 已知 PN = 4.5 kW，nN = 950 r/min， ?N = 84 .5%，U1 = 380 V，Y 接，f1 = 50 Hz，? = 2， ?st = 1.7。求：(1) 磁极对数 p；(2) sN；(3) TN； (4) 输入功率 P1；(5) Tmax；(6) Tst。 [解] (1) p = 3 sN = n1? nN n1 1 000 ? 950 1 000 = = 0.05 (2) (3) TN = 9.55 PN nN = 9.55 4.5×103 950 = 45.24 N·m (4) P1 = PN ?N 4.5 0.845 = = 5.33 kW (5) Tmax = ? TN = 2 × 45.24 = 90.48 N·m (6) Tst= ?st TN = 1.7 × 45.24 = 76.91 N·m 返回 4.5.1 起动性能 起动初始瞬间，n = 0，s = 1 　　(1) 起动电流 Ist 大，5 ~ 7 IN。频繁起动会使电动机过热。 　　过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大 的电压降落，影响邻近负载的正常工作。 　　(2) 起动转矩 Tst 不大，虽然刚起动时转子电流较大，但转子的功率因数很低, 不能满载起动。 电磁转矩 　　　 T = KT? I2cos? 2 4.5 三相异步电动机的起动 1. 直接起动 　　直接起动是在起动时把电动机的定子绕组直接接入电网。 　　特点：起动转矩小；起动电流大，比额定值大 4 ~ 7 倍；影响同一电网上其他负载的正常工作。 　　优点：简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型笼型异步电动机。 2. 降压起动 　　起动时降低电动机的电源电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。 4.5.2 起动方法 (1) 星形—三角形(Y-?)换接起动 FU ~ ~ W2 U1 U2 V1 V2 W1 Q1 转子 定子 绕组 　　只适用于电动机在工作时定子绕组为 ? 连接。 ? S Y U1 U2 V1 W1 V2 W2 Y 型 W