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第十章 三相异步电动机的机械特性及各种运行状态 本次课程内容和教学要求 内容： 三相异步电动机固有和人为机械特性。 要求： 掌握机械特性各种表达式和适用场合。 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式 三相异步电动机的机械特性是指在电动机定子电压、 频率以及绕组参数一定的条件下，电动机电磁转矩与转速 或电磁转矩与转差率的关系，即n=?(T)或T=?(s)。 机械特性可用函数表示，也可用曲线表示，用函数表 示时，有三种表达式：物理表达式、参数表达式和实用表 达式。 一、机械特性物理表达式 电磁转矩为： 说明： 为异步机的转矩系数； 为转子电流折算值； 为转子功率因数。 二、参数表达式 由物理表达式、功率关系、简化等值电路可推出参数 表达式： 在电压、频率及绕组参数一定的条件下，电磁转矩T与转速n之间的关系可用曲线表示。 机械特性曲线： ① 最大转矩Tm 最大转矩： 两式中“+”为电动状态（特性在第Ⅰ象限）；“-” 为制动状态（特性在第Ⅱ象限）。 最大转矩近似表达式： 通常情况下， 可忽略R1，则有： 最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍数，其值大小 反映电动机过载能力，用KT表示，即： 一般异步电动机过载倍数KT=1.8～3.0，特殊三相异 步电动机KT可达3.5。 ② 起动转矩Tst 起动瞬间n=0或s=1时，电动机相当于堵转，这一时刻 的电磁转矩称为起动转矩或堵转转矩，用Tst表示，则有： 起动转矩与额定转矩的比值称为起动转矩倍数或堵转 转矩倍数，用Kst表示，则有： 一般普通异步电动机起动转矩倍数为0.8～1.2TN，可 看出只有Kst﹥1的笼型异步电动机才能启动。 三、实用表达式 由于在产品手册中查不到电动机内部参数，因此可用实用表达式求的电动机特性。 过载能力倍数： ，Tmax及sm可由产品手册 查的。 由于s/sm? sm/s，工程上经常简化为 使用。 第二节 三相异步电动机的固有机械特性 和人为机械特性一、固有机械特性 异步电动机的固有机械特 性是指U1=U1N，?1=?1N，定子 三相绕组按规定方式连接，定 子和转子电路中不外接任何元 件时测得的机械特性n =?（T） 或T=?（s）曲线。 对于同一台异步电动机有 正转（曲线1）和反转（曲线2 ）两条固有机械特性。 特性上的各特殊点： (1) 同步转速点A： 在该点：n=ns，s=0，T=0， E2s=0，I2=0，I1=I0，电动机处 于空载状态。 (2) 额定运行点B： 在该点处：n=nN，T=TN， I1=I1N，I2=I2N，P2=PN，电动机 处于额定运行状态。 二、人为机械特性 异步电动机的人为机械特性是指人为改变电动机的电 气参数而得到的机械特性。 由参数表达式可知，改变定子相电压UΦ、定子频率f1、 极对数p、定子回路电阻R1和电抗X1、转子回路电阻R2和 电抗X2，都可得到不同的人为机械特性。 1.降低定子电压UΦ 在参数表达式中，保持其它参数不变，只改变定子电 压UΦ的大小，可得改变定子电压的人为机械特性。 降电压人为机械特性曲线： 可看出Tm∝U12；Tst∝U12；而ns和sm与电压无关。 2.转子电路串联对称电阻 由公式可知：sm∝R2；一开始Tst∝R2；而ns和 Tm与R2 无关。 分析: 当转子电阻R2增大时，同步转速ns和临界转矩Tm不 变，但临界转差率sm变大，起动转矩Tst随转子电阻R2增 大而增大，直至Tst=Tm。 当转子电阻R2