电机学孙旭明王善明版第十五章.pptVIP

第15章 三相异步电动机的功率、转矩和运行特性 稳态运行时的功率和转矩关系 电磁转矩及其与参数的关系 运行特性 参数的测定方法 15.1 三相异步电动机的功率与转矩关系 功率平衡关系 功率平衡关系 传递给转子的电磁功率： 功率平衡关系 电阻 上的损耗代表传递给电动机转轴上的机械功率： 功率平衡关系 电磁功率Pem一定时，转差率s越大，转子铜耗pCu2越大，电机的效率越低。 功率平衡关系 电机在旋转中，还会产生机械损耗 pm（风阻、摩擦损耗等）以及附加损耗 pad 。 功率平衡关系 功率流程图 转矩平衡关系 机械功率等于作用在旋转体上的转矩与机械角速度的乘积： 15.2 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定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩T 与转速n 或转差率s 之间的函数关系T＝f(n)或T＝f(s) 。 用曲线表示时，常以转速n 或转差率s 为纵坐标，以电磁转矩T 为横坐标，简称 T-s曲线。 电磁转矩的一般表达式 电磁转矩T 既等于机械功率Pm除以转子机械角速度? ，也等于电磁功率Pem除以同步机械角速度?1 。 电磁转矩的一般表达式 电磁转矩T与每极磁通量?m、转子电流、I2、转子功率因数cos?2的乘积成正比。即：T与?m和转子电流的有功分量的乘积成正比。 机械特性的参数表达式 定量分析电磁转矩T 与转差率s 的关系。 机械特性的参数表达式 电磁转矩T 与转差率s 的关系 固有机械特性 固有机械特性：电压、频率均为额定值不变，定、转子回路不串任何电路元件时的机械特性（T-s曲线）。 固有机械特性 固有机械特性 固有机械特性 固有机械特性的关键点 固有机械特性 额定运行点C 固有机械特性 堵转点A 固有机械特性 堵转点A 固有机械特性 最大转矩点B 固有机械特性 最大转矩点B 固有机械特性 最大转矩点B 人为机械特性 人为机械特性：在外施电压或频率不是额定值，或定、转子回路串入电路元件时的机械特性。 人为机械特性 转子串接电阻的人为机械特性 机械特性 稳定运行问题 15.3 三相异步电动机的工作特性 异步电动机的性能指标 主要有效率、功率因数、过载能力、堵转转矩倍数和堵转电流倍数。 三相异步电动机的工作特性 转速调整特性 三相异步电动机的工作特性 电磁转矩特性 三相异步电动机的工作特性 定子电流特性 三相异步电动机的工作特性 功率因数特性 三相异步电动机的工作特性 效率特性 15.4 三相异步电动机参数的测定 通过空载和堵转试验，测量T型等效电路中的6个参数： 堵转试验 转子绕组短路，转子卡住，定子绕组加低电压。 调节定子电压，一般可从0.4UN开始逐渐降低，到定子电流接近额定值为止。 测量定子线电压Uk、定子线电流Ik 、定子输入功率Pk ，测量定子绕组电阻R1 。 堵转试验 通过堵转试验，可得到定、转子电阻和漏电抗。 空载试验 电动机空载运行，定子加额定频率的电压。 定子电压由1.1～1.3倍的额定电压开始逐渐降低，直到转速发生明显变化。 测量定子绕组线电压U0 、定子线电流I0 、定子输入功率P0 。试验结束后应立即测量绕组电阻。 空载试验 需要将 pFe 与 pm 分离。 空载试验 取额定电压时的值进行计算。 堵转时，定子电压Uk 很低，铁耗pFe可忽略。 则定子输入功率Pk 都消耗在定、转子电阻上。 （Uk? 、Ik?为相电压、相电流） 空载运行时，转子电流I2 很小，铜耗pCu2可忽略。 则定子输入功率P0 消耗在空载定子铜耗 pCu10 、铁耗 pFe 、机械损耗 pm 和空载附加损耗 pad0 上。 铁耗 pFe 和空载附加损耗 pad0 与定子电压的平方成正比。 机械损耗 pm 与定子电压无关，与转速有关。转速变化不大时，可视为常数。 * 铁耗（只考虑定子铁耗）： 定子铜耗： 输入有功功率： 电磁功率也可表示为： 转子绕组的铜耗 输出功率： 通常认为： 电磁转矩T 等于转轴的输出转矩T2 与空载转矩T0（机械损耗和附加损耗转矩）之和。 电磁转矩T与转差率s（或转速n）之间不是线性关系。 当定子相电压U1 和频率f1 一定时，电机参数可视为常数，电磁转矩T 仅和转差率 s 有关。 电动机状态 发电机状态 电制动状态 C点：额定运行点 B点：最大转矩点 A点：堵转点（最初起动点） 额定电磁转矩TN ：额定运行时的电磁转矩。 （T2N≠TN） 额定输出转矩T2N ： （kW） 堵转转矩Ts ：在额定电压和额定频率下堵转时（s＝1）的电磁转矩 。 堵转转矩倍数kst ：堵转转矩Ts与额定转矩TN之比。反映电动机带负载起动的能力。 堵转电流 Is ，堵转电流倍数ksi Ts与电压U1的平方成正比。 漏电抗增大，Ts 减小。 最大转矩Tm