[工学]第24章 异步电动机的功率、转矩与运行性能.ppt

第二十章 异步电动机的功率、转矩和运行性能 第一节 三相异步电动机功率 和转矩关系 一、功率关系 二、转矩关系 电磁转矩的物理表达式 第二节 三相异步电动机的机械特性 如果给出 、 及阻抗参数，根据上式机械特性的参数表达式画出曲线便为 “ ”曲线。 二、固有机械特性 机械特性－－额定电磁转矩点 机械特性－－最大电磁转矩点推导 机械特性－－堵转转矩点 三、稳定运行问题 四、人为机械特性 五、机械特性的实用公式 实用公式的实际应用 第三节 三相异步电动机的工作特性 工作特性及其分析 1）转速特性 ： 3）功率因数特性 ： 5）效率特性 ： 第四节 三相异步电动机参数的测定 3）机械损耗 和铁耗 的测定： 4）励磁阻抗参数的计算： 二、堵转试验 如果负载继续增加：转速 下降开始明显， 明显增大，转子功率因数角 增加， 减小，引起定子的功率因数 减小。 空载时：异步电动的 ，因此功率因数很低； 随着负载增加： ，在额定负载附近，异步电动机的功率因数达到最大值； 电机从空载到额定负载之间，转速 变化很小，所以: 因此电磁转矩特性近似为直线。 4）电磁转矩特性 ： 其中 为不变损耗， 为可变损耗，当不变损耗等于可变损耗时，异步电动机的效率达到最大。 对于中小型电动机，大约 时效率最高； 如继续增加负载，效率反而降低。一般来说电动机容 量越大， 越高。 异步电动机的效率为 。 由于 ， 空载时从电源吸收的功率： 一、空载试验 1）试验目的：测取 、 、 。 2）试验方法：异步电动 机空载，转子转速接近同 步速，转子相当于开路。 画出空载特性曲线。 异步电动机空载特性曲线 从上式中减去定子 铜耗： 改变电压 ，测量 、 。 在下页画出了 曲线。 注意到，右侧的曲线近似一 条直线。其原因机械损耗 和电压无关，只要电动机的 转速不变或变化很小，就认 为是常数；而铁耗和附加损 耗 可与磁密的平 方成正比，近似的和电动机 的端电压 的平方成正比。 这样根据图中的虚线很容易 把 和 分离出来。 曲线 * * 一、功率关系 说明： 称为电磁功率。它是通过定转子之间的 电磁耦合关系从定子绕组传递到转子绕组的功率。 → → 根据机械功率关系 ，在等号两侧同除于机械角速度 ，得转矩平衡关系： 其中 称为电磁转矩； 称为空载转矩； 称为电动机输出转矩。 其中 称为转矩因数。 从异步电动机的电磁转矩物理表达式可以看出：电磁转矩 的大小与气隙每极磁通量 、转子每相电流 以及转子功率因数 三者的乘积有关。 一、机械特性的参数表达式 根据简化等效电路 ，把 它代入电磁转矩表达式 得到： “T－s ”曲线 三相异步电动机在电压、 频率为额定不变，定转子回路 不串任何电路元件条件下的机 械特性，称为固有机械（自然） 特性。 曲线1为电源正序时的；曲线2 为电源负序时的曲线。 我们只研究电源正序时的情况。 机械特性曲线位于坐标的三个象限, 第Ⅰ象限： 电动状态；第Ⅱ象限： 发电状态； 第Ⅳ象限： 电动机工作在一种电磁制动状态。 我们重点研究第Ⅰ象限电动机运行状态。 D点（ ， ） 为堵转点，或者说叫起 动点。 C点（ 、 ）为电磁转矩最大点； B点为额定运行； A点（ ， ） 为理想空载运行点； 在实际额定电磁转矩求解中，通常通