电力拖动与控制第3版李岚电子课件第三章节三相异步电动机的电力拖动.pptx

第一篇 电力拖动基础第三章 三相异步电动机的电力拖动电力拖动与控制主要内容三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的固有机械特性与人为机 械特性三相异步电动机的起动三相异步电动机的制动三相异步电动机拖动系统的调速三相异步电动机的四象限运行电力拖动与控制第一节 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性有三种表达式： 物理表达式 参数表达式 实用表达式电力拖动与控制p —极对数 式中, —定子角频率，一、机械特性的物理表达式三相异步电动机的电磁转矩为：PM —电磁功率，有二种表达式，即:电力拖动与控制一、机械特性的物理表达式将电磁功率表达式1代入转矩表达式，并考虑到：得机械特性的物理表达式：CT—转矩常数，式中,kw1—基波绕组系数N1—定子绕组每相串联匝数cosθ2—转子侧的功率因数电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式1.参数表达式公式图3-1　异步电动机的T形等效电路电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式由图3-1，略去Im时，可得： 将上式代入电磁转矩表达式可得参数表达式：电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式2.机械特性曲线分析机械特性曲线如图3-2所示。第Ⅰ象限为电动机运行状态：0﹤n ﹤n1，T﹥0第Ⅱ象限为发电回馈制动状态:n﹥n1，T﹤0 图3-2 异步电动机的机械特性电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式（1）起动点A起动转矩倍数： 起动转矩与电源和电动机参数有关，与电动机所带负载无关，对于绕线转子异步电动机来说，转子回路串电阻，在一定范围内可以增大起动转矩，从而改善起动性能，对于笼型转子异步电动机，则不能通过此方法改善起动性能。电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式（2）最大转矩点B式中 +号对应于电动状态，－号对应于发电状态。由上两式，可得以下结论：1）当电动机参数及电源频率不变时，Tmax与U12成正比， sm与U1无关。2） Tmax与r2无关，而sm与r2成正比。电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式3）当电源电压与频率不变时， sm 和Tmax都近似与 x1+ x2’成反比。过载倍数λT： λT是异步电机很重要的参数，反映了电动机短时过载的极限。电力拖动与控制二、机械特性的参数表达式（3）额定运行点C对于一台三相异步电动机，其额定运行点是一定的。（4）同步转速点D又称理想空载点电力拖动与控制三、机械特性的实用表达式在电动运行状态下，可以求得： 因代入上式经整理得电力拖动与控制三、机械特性的实用表达式如忽略r1,得机械特性的实用表达式式中, Tmax及sm计算方法： 电力拖动与控制此式适用范围： 式中， 三、机械特性的实用表达式? 当三相异步电动机在额定负载下运行时，转差率s很小，约在0.020.05之间，则，因此实用表达式可以简写为： 当Tm和sm已知时，T与s成正比，机械特性是一条直线，称为机械特性的近似计算公式。电力拖动与控制例3-1 一台三相异步电动机额定值如下:PN=30kW, UN=380V,nN=725r/min，过载能力λT=2.2。求： (1) 电动机机械特性的实用表达式； (2) 电动机能否带动额定负载起动。解(1) 额定转差率： 额定转矩：电力拖动与控制最大转矩： 临界转差率： 机械特性的实用表达式 (2) 电动机开始起动时， s=1代入实用表达式得 因为Tst ＜ TN，故电动机不能带额定负载起动。 电力拖动与控制第二节 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性一、固有机械特性 其中： 曲线1为气隙磁场按正方向旋转时的固有机械特性。 曲线2为气隙磁场反方向旋转时的固有机械特性。 气隙磁场的旋转方向取决于定子电压的相序。 图3-3 三相异步电动机的固有机械特性电力拖动与控制二、人为机械特性1. 降低定子电压的人为机械特性 图3-4 异步电动机降压时的人为特性电力拖动与控制二、人为机械特性 当定子电压U1降低, Tmax降低，Tst降低，sm与n1不变。降低定子电压的人为机械特性是一组通过同步速点的曲线簇。 当降低定子电压时，转差率s增大，转子电动势E2s增大，转子电流增大，从而引起定子电流增大，若电流超过额定值，则导致电动机过载，电动机长期欠电压过载运行，会造成电动机过热，缩短电动机的使用寿命，另外，定子电压下降过多，可能出现最大转矩小于负载转矩，迫使电动机停转。 电力拖动与控制二、人为机械特性2.转子电路中串对称电阻时的人为机械特性 图3-5 绕线转子异步电动机转子电路串接对称电阻a)电路图b)人为机械特性电力拖动与控制二、人为机械特性 当其它参数保持不变，仅在转子电路中串接对称电阻Rs 时，要保持电磁转矩不变，则有：式中,s－固有机械特性上电磁转矩为TL时的转差率； s’－在同一电磁转矩下人为机械特性上的转差率。 比例推移规律：