电工学简明教程 第4章 电动机.ppt

R2 jX2 转子电路 + ? ?　+ 2．转子电动势 E2 转子内阻抗： Z2 = R2 + jX2 转子电动势： E2 = 4.44 f2N2? = 4.44 sf1N2? = sE20 3．转子感抗 X2 4．转子电流 I2 R2 jX2 转子电路 + ? ?　+ 5．转子电路的功率因数 cos?2 I2 cos? 2 cos? 2 I2 O s 1 4.4　三相异步电动机的转矩与机械特性 电磁转矩 T = KT ? I2 cos? 2 　　电磁转矩是由旋转磁场的磁通 ? 和转子电流的 I2 有功分量相互作用而产生的，所以 与结构有关的常数 常数 4.4.1　转矩公式 4.4.2　机械特性曲线 s T 1 0 Tst Tm sm sN TN 转矩特性 T = f (s) T 与　　成正比 机械特性曲线 n = f (T ) 1．额定转矩 TN T = TC = T2 + T0 ? T2 P2：电动机轴上的输出功率 P2 单位：瓦(W) n 单位：转/分(r/min) T 单位：牛米(N ·m) n Tst T2 = TN (在 b 点) O n0 T Tm nN TN b a 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 求得最大转矩 Tmax 2．最大转矩 T max 不同电源电压的转矩特性 n O n0 T Tst T max nN TN d U1 (4) sm = R2 /X20 结论： (1) Tmax ? U12 (2) Tmax 与 R2 无关 (3) 过载系数 ? ? Tmax ? T N ? ? 1.8 ? 2.2 sm 与 U1 无关 2．最大转矩 Tmax 不同转子电阻的转矩特性 n O n0 T Tmax R2 起动瞬间 n = 0，s = 1 U1↓→ Tst ↓↓ R2↑→ Tst↑ 负载转矩 T2 Tst ，不能起动。 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 = 950r/min，?N = 84.5%，U = 380 V，f1 = 50 Hz，? = 2，?st = 1.7。求：(1)磁极对数 p；(2)s；(3)TN；(4)输入功率 P1；(5)Tmax；(6)Tst。 [解] (1)　p = 3 s = n0 ? nN n1 1000 ? 950 1000 = = 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 = kW = 5.33 kW (5)　Tmax = ? TN = 2 ? 45.24 N·m = 90.48 N·m (6)　Tst = ?st TN = 1.7 ? 45.24 N·m = 76.91 N·m 4.5　三相异步电动机的起动 4.5.1　起动性能 起动初始瞬间，n = 0，s = 1 　　(1)起动电流 Ist 大，4 ~ 7IN。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 ? I2 cos ?2 4.5.2　起动方法 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。 (1)星形—三角形(Y-?)换接起动 FU W2 U1 U2 V1 V2 W1 QS1 转子 定子 绕组 　　只适用于电动机在工作时定子绕组为 ? 形接法。 ? QS2 Y W1 V1 U1 U2 V2 W2 ? 形 U1 U2 V1 W1 V2 W2 Y 形 FU W2 U1 U2 V1 V2 W1 QS1 转子 定子 绕组 ? QS2 V2 (1)星形—三角形(Y-?)换接起动 Y 形 ? 形 　　起动电流和起动转矩都降低为直接起动时的三分之一。 QS2 起动 三相自耦变压器 (2)自耦降压起动 U1 U2 V1 V2 W1 W2 QS1 M 3~ U1 U2 V1 V2