第二十章异步电动机的功率、转矩和运行性能解读.ppt

第二十章 异步电动机的功率、转矩和运行性能 一、功率关系 第一节 三相异步电动机功率 和转矩关系 说明： 称为电磁功率。它是通过定转子之间的 电磁耦合关系从定子绕组传递到转子绕组的功率。 一、功率关系 → → 根据机械功率关系 ，在等号两侧同除于机械角速度 ，得转矩平衡关系： 其中 称为电磁转矩； 称为空载转矩； 称为电动机输出转矩。 二、转矩关系 其中 称为转矩因数。 电磁转矩的物理表达式 从异步电动机的电磁转矩物理表达式可以看出：电磁转矩 的大小与气隙每极磁通量 、转子每相电流 以及转子功率因数 三者的乘积有关。 一、机械特性的参数表达式 根据简化等效电路 ，把 它代入电磁转矩表达式 得到： 第二节 三相异步电动机的机械特性 如果给出 、 及阻抗参数，根据上式机械特性的参数表达式画出曲线便为 “ ”曲线。 “T－s ”曲线 三相异步电动机在电压、 频率为额定不变，定转子回路 不串任何电路元件条件下的机 械特性，称为固有机械（自然） 特性。 曲线1为电源正序时的；曲线2 为电源负序时的曲线。 我们只研究电源正序时的情况。 二、固有机械特性 机械特性曲线位于坐标的三个象限, 第Ⅰ象限： 电动状态；第Ⅱ象限： 发电状态； 第Ⅳ象限： 电动机工作在一种电磁制动状态。 我们重点研究第Ⅰ象限电动机运行状态。 D点（ ， ） 为堵转点，或者说叫起 动点。 C点（ 、 ）为电磁转矩最大点； B点为额定运行； A点（ ， ） 为理想空载运行点； 在实际额定电磁转矩求解中，通常通过额定输出功率 和额定转速 ，用下面式子来计算： 机械特性－－额定电磁转矩点 从机械特性参数表达式求得，令 ， 得到最大电磁转矩: 产生最大电磁转矩的转差率称为临界转差率， 用 表示: 机械特性－－最大电磁转矩点推导 式中：“＋”号适用于电动机状态；“－”适用于发电机状态。 一般情况下， 数值远小于 的数值，可以忽略 的影响，这样上面两式可简化为 1） 与电压的平方 成正比，而 和 无关； 2） 与转子回路总电阻大小 无关，而 和转子回路总电阻的大小 成正比； 3）过载能力 最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值： 电动机堵转时 的电磁转矩称为堵转转矩，也称起动转矩： 与电压的平方 成正比；漏电抗 越大， 堵转转矩越小； 机械特性－－堵转转矩点 堵转转矩倍数 定义：堵转转矩与与额定电磁转矩的比值，即： 三、稳定运行问题 当电动机拖动负载稳态 运行时，电磁转矩 和负载 转矩 总是大小相等方向相 反。如图所示，这时电机运行 在“a”或者“b”点都没有什么问 题。现在由于某种原因引起波 动，当波动消失后，理论分析 和实践都发现电机在“a”点继 续保持稳定运行，但是不能在 “b”点保持稳定运行。 理论分析很容易得到，当电机的机械特性和负载特性配合，满足： 那么电机就能稳定运行；反之，电机就不能运定运行。 所谓三相异步电动机的人为机械特 性，是指认为降低电机的定子电源电压、 频率或者在绕线式转子回路中串附加电 阻后获得的异步电动机机械特性。 四、人为机械特性 最常见的是“降低定子电压” 、“转子回路串入三相对称电阻”和“改变电源频率”等的人为机械特性。下面我们调用小程序“三相异步电动机机械特性”来分析各种人为机械特性的各自特性。 这些人为机械特性很重要，因为在改善电机的起动性能和调速场合经常用到。 但实际使用中，某些参数不