第五章异步电机(二).ppt

* 能量转换关系 功率关系 第三节 三相异步电动机的功率和转矩 一、功率转换过程 * 二、功率方程式 1. 从定子绕组输入电动机的功率 2. 一小部分消耗在定子电阻上的定子铜耗 3. 一小部分消耗在定子铁心中的铁耗 4. 余下的电功率经过气隙磁场传送到转子，这就是异步电动机的电磁功率 * 5.转子绕组电阻上发生了转子铜耗 由于正常运行时转差率很小，所以转子的铁耗可以略去不计。 6.余下是使转子产生旋转运动的总机械功率 7.扣除机械损耗 和附加损耗最终为转子轴上输出净机械功率P2 * 因为 机械功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积，所以 对机械功率方程式 三、转矩方程式 ?两边除以转子的机械角速度?Ω就可以得到稳态转矩平衡方程式 式中 ——电动机输出的机械转矩； ——机械损耗转矩； —— 附加损耗转矩； ——空载转矩； ——电磁转矩。 旋转磁场对转子做功的物理情况 电磁转矩既可以用转子的总机械功率除以转子机械角速度来计算；也可以用电磁功率除以同步角速度来计算。 * 四、电磁转矩公式 ——转矩常数 * 三相异步电动机的工作特性是指在U1=UN和f1= fN条件下，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数特性cos?1、转矩特性T、效率特性?与输出功率P2的关系。 转速特性n=f(P2) 定子电流特性I1=f(P2) 功率因数特性cos?1=f(P2) 转矩特性T=f(P2) 效率特性?=f(P2) 第四节 三相异步电动机的工作特性及其测取方法 * 一、工作特性的分析 1、转速特性 负载增大时，必使转速略有下降，转子电势?E2s?增大，所以转子电流?I?2?增大，以产生更大一点的电磁转矩和负载转矩平衡。 因此随着输出功率?P2?的增大，转速稍有下降， 所以异步电动机的转速特性为一条稍向下倾斜的曲线 输出功率变化时转速变化的曲线? * 2、定子电流特性 空载时P2=0，I2?0，I1=Im，随着P2↑→n ↓→I2 ↑→ I1↑ * 3、功率因数特性 (1)空载时 定子电流 I1?主要用于无功励磁， 所以功率因数很低，约为 0.1~?0.2 (2)负载增加时 转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量 随之增加，使功率因数提高。 (3)接近额定负载时 功率因数达到最大 (4)负载超过额定值时 s 值就会变得较大，使转子电流中得无功分量增加，因而使电动机定子功率因数又重新下降了。 　 * 4、电磁转矩特性 5、效率特性 电磁转矩特性 近似为于一条斜率为 1/Ω?的直线。 当可变损耗等于不变损耗时，异步电动机的效率达到最大值。 中小型异步电机的最大效率出现在大约为3/4的额定负载时。 第五节 三相异步电动机参数的测定 通过空载试验可以测定异步电动机的励磁参数，异步电动机的励磁参数决定于电机主磁路的饱和程度，所以是一种非线性参数； 通过堵转试验可以测定异步电动机的堵转参数,异步电动机的堵转参数基本上与电机的饱和程度无关，是一种线性参数。 　 我们要利用异步电动机的等效电路定量计算和分析时，必须知道等效电路中的参数。与变压器一样，可分别通过空载试验和堵转试验来测定。 * * 一、空载试验与励磁参数的确定 1、空载试验 异步电动机在额定电压、额定频率下，轴上不带任何负载运行。 2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定 空载试验时输入电动机的损耗有：定子铜耗、铁耗和机械损耗 从空载损耗中扣除定子铜耗，可得铁耗和机械损耗之和 1.机械损耗和铁耗的分离 * 曲线 作曲线延长线相交于直轴于 oˊ点， 过 oˊ作一水平虚线将曲线的纵坐标分为两部分。 所以虚线下部纵坐标表示与电压大小无关的机械损耗，虚线上部纵坐标表示对应于某个电压 U1?的铁耗。 由于可认为铁耗与磁密平方成正比，因而铁耗与端电压平方成正比。由于机械损耗仅与转速有关，空载状态下电动机的转速 n 接近 ns?，可以认为机械损耗是恒值。绘制铁耗与机械损耗之和与端电压平方值的曲线。 * 空载时异步电动机的等效电路 2.励磁参数的确定 励磁电抗 励磁电阻 短路试验求取 * 二、堵转试验及堵转时参数的确定 堵转时异步电动机的等效电路 异步电动机的堵转特性 对异步电动机而言，堵转是指?T?形等效电路中的附加电阻(1-s)R2/s = 0?的状态，即电动机在外施电压下处于静止的状态 * 可以认为励磁支路开路，Im≈0，铁耗可忽略不计。此时输出功率和机械损耗为零，全部输入电功率都变成了定子铜耗与转子铜耗。 * 短路阻抗 短路电阻 短路电抗 一般假设 * [例5-2] 根据[例5-1]中的数据，还知道电动机的机械损耗