电机及拖动基础第五章异步电机2课件.ppt

①转子电流（即负载电流） ②励磁电流 ③定子电流 ④定子功率因数 ⑤定子输入功率 ⑥效率 定子线电流有效值 第三节 三相异步电动机的功率和转矩 ①异步电动机机电能量转换的关键是耦合磁场对电气系统和机械系统的作用与反作用 ②气隙磁场基本与负载变化无关 ③转换过程中存在损耗 一、功率转换过程 能量转换关系 功率关系 二、功率方程式 P1-pcu1-pFe=Pe P1=m1U1I1cosφ Pe-pcu2=Pmech Pmech-(pmech+pΔ)=P2 pcu2=sPe 总机械功率Pmech=(1-s)Pe 三、转矩方程式 Pmech=P2 +pmech+pΔ → Te=T2+Tmech+TΔ≈T2+T0 注：输入的电磁转矩等于输出的机械转矩与空载转矩之和 ÷Ω Pmech=(1-s)Pe= Pe= Pe→ 故Te有两种计算方式 旋转磁场对转子做功的物理情况 四、电磁转矩公式 ——转矩常数 [例5-2] 根据[例5-1]中的数据，还知道电动机的机械损耗pmech=100W，额定负载时的附加损耗pΔ=50W，试计算各种功率和转矩。 解：定子和转子的铜耗、及定子铁耗 pcu1=3 R1=3×11.422×1.33W=520W pcu2=3 =3×9.982×1.12W=335W pFe=3 Rm=3×3.912×7W=321W 同步角速度 转子机械角速度 总机械功率Pmech=P2+pmech+ pΔ=10150W 电磁功率Pe=Pmech+pcu2=10485W 负载制动转矩 空载制动转矩 电磁转矩 或者 第四节 三相异步电动机的工作特性及其测取方法 工作特性的定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，电动机的n、I1、cosφ1、Te 、η等与输出功率P2的关系。 一、工作特性的分析 1、转速特性 n=f (P2) ①定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，输出功率变化时转速变化的曲线n=f (P2) ②特性分析： A.空载时，P2≈0→I2≈0→s差不多与I2成正比，s ≈0 →n≈ns B.负载增大时n↓→s↑→E2s↑→ I2↑→P2↑ C.实际电机s =(1.5~5)% 2、定子电流特性I1=f(P2) ①定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，定子电流随P2变化的曲线n=f (P2) ②特性分析： A.空载时 ≈0，?1 ≈ ?m B.负载增大时n↓→s↑→ ↑→ ?1↑ 实际上?1几乎随P2按正比例增大 3、功率因数特性 cosφ1=f(P2) ①定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，定子功率因素随P2变化的曲线cosφ1=f(P2) ②特性分析：异步电动机的总阻抗是感性的，因此，从电源角度来说cosφ1是滞后的 A.空载时?1 ≈ ?m， cosφ1=0.1~0.2，较小 B.负载增大时?2↑→?1↑但?m基本不变→cosφ1↑ 4、电磁转矩特性 ①定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，电磁转矩随P2变化的曲线Te= f(P2) ②特性分析： Te=T0+T2→Te=T0+P2/Ω 负载不超过额定值时，转速和角速度变化很小，T0近似不变，故Te= f(P2)近似为一条斜率1/Ω为直线 5、效率特性η= f(P2) ①定义：在U1=U1N，f1=f1N情况下，效率随P2变化的曲线Te= f(P2) ②特性分析： 异步电机损耗有不变损耗pmech和可变损耗pCu1、pCu2、pΔ两种。 当P2增加时可变损耗增加较慢，η上升很快； 当可变损耗=不变损耗时，η达到最大值； 当P2再增加时效率降低 对于中小型电机， P2=3PN/4时η达到最大值； 二、工作特性的求取 1、方法 ①直接负载法 ②等效电路计算法 2、直接负载法 通过做实验求取。额定电压和额定频率下，加负载到5/4额定值，再逐步减少到1/4额定值 读取P1、I1和n→计算cosφ1、Te、η 3、等效电路计算法 额定电压和额定频率下，气隙磁场变化小，可认为不变，定转子的漏阻抗基本不变为常数，故可用等效电路计算 第五节 三相异步电动机参数的测定 一、空载试验与励磁参数的确定 1、空载试验 ①定义：异步电动机在额定电压、额定频率下，轴上不带任何负载运行。 ②过程：在额定值下电动机运转一段时间(30min) ，使机械损耗达到稳定值→调节电源电压从(1.10~1.30)UN开始，逐步调低电压到最小值(此时转速会发生明显变化) →记录7~9点数据 ③数据种类：端电压、空载电流、空载功率、转速 ④绘图：如右图 2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定 ①机械损耗、铜耗与铁耗的分离：空载时p10