284第3章 异步机的功率转矩运行性能.ppt

1. 功率关系（用等效电路分析）: 当三相异步电动机以转速 n 稳定运行时，从电源输入的功率 为: 定子铜损耗 为: 第十章变压器的并联运行 第三章 异步电动机的 运行性能 第三章 异步电动机的运行性能 3.1 异步电动机的功率与转矩关系 3.2 异步电动机的工作特性 3.3 三相异步电动机的参数测定 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 在正常情况下，转子的转速接近于同步转速，所以转子回路的铁耗很小，我们给予忽略，因此只计定子回路的铁耗： 从等效电路看出，传输给转子回路的电磁功率等于转子回路全部电阻上的损耗。 也可表示为： 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 转子绕组中的铜损耗为： 这样电磁功率减去转子铜耗，剩下的就是模拟电阻上的损耗，而此损耗实际上是电机转轴上总的机械功率，用 表示。 电动机在运行时，会产生轴承以及风阻等摩擦阻转矩，这也要损耗一部分功率，把这部分功率叫做机械损耗，用 表示。 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 当然除了这些损耗外，还有一些附加损耗等， 这样，输出功率为： 所以整个功率传递过程中的功率关系为： 从以上功率关系定量分析中看出，异步电动机运行时电磁功率、转子回路铜损耗和机械功率三者之间的定量关系是： 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 用等效电路分析各功率 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 功率流程图： 例题: 试分析当负载不变，绕线式电动机绕组内串入电阻Rst，P1，PM，pcu2，Pm，s，n 怎样变化? 答 : 负载不变，I2不变，I1不变，一般电压固定， U1不变。 总之: P1 不变 → pcu2↑→ P2 ↓ 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 2. 转矩关系 机械功率 除以轴的角速度 Ω 就是电磁转矩 ，即： 对功率表达式 两边同除以角速度Ω 得转矩关系： 式中，T2 为电动机转轴输出转矩，T0=Tm+Ta 为 空载转矩。 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 电磁转矩 T 与电磁功率 的关系为： 式中 Ω1 为同步角速度（用机械角度表示），等于常数。 将 代入上式得电磁转矩表 达式为： 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 3-1 异步电动机的功率与转矩关系 式中 ： 是一常数，称转矩因数。 从式中可以看出，三相异步电动机得电磁转矩 T的大小与气隙每极磁通量 、转子相电流 I2 以及转子功率因数 三者的乘积成正比。 或者说与气隙每极磁通量和转子电流的有功分量乘积成正比。 3-2 三相异步电动机的工作特性 异步电机工作特性 1）转速特性: 2）定子电流特性： 3）定子边功率因数： 4）电磁转矩特性 5）效率特性 1）转速特性 : 三相异步电动机空载时，转子的转速 n 接近于同步转速 。 随着负载的增加，转速n要略微降低，这时转子电动势 增大，转子电流 增大，以产生大 的电磁转矩来平衡负载转矩。 因此，随着P2的增加，转子转速n下降，转差率s增大。 3-2 三相异步电动机的工作特性 2）定子电流特性 ： 空载时，转子电流基本上为零，此时的定子电流就是励磁电流I0，随着负载的增加，转速降低，转子电流增大，定子电流也增大。 3-2 三相异步电动机的工作特性 3）定子边功率因数 ： 已知三相异步电动机运行时必须从电网中吸收滞后的无功功率来建立磁场，所以它的功率因数永远小于1。 空载时，定子侧的功率因数很低，不超过0.2。 接近额定负载时, 定子电流中的有功电流增加，使功率因数提高，接近于1。 但是如果进一步增大负载, 由于转差率的增大，使功率因数角增大，则功率因数减小。 3-2 三相异步电动机的工作特性 4）电磁转矩特性 稳定运行时异步电动机的转矩方程为 输出功率 ，所以 当电动机空载时，电磁转矩 。随着负载增加， 增大，由于机械角速度Ω变化不大，电磁转矩 T 随的变化近似地为一条直线。 3-2 三相异步电动机的工作特性 5）效率特性 : 空载时， = 0， = 0，随着输出功率的增加，效率也在增加。 与变压器