第五章参数测定功率与电磁转矩_电机学.ppt

2005-5 第5章 异步电机 5.6? 异步电动机的参数测定 由于异步电动机空载运行时转子电流小，转子铜耗可以忽略不计。在这种情况下，定子输入功率消耗在定子铜耗m1I02R1、铁耗pFe、机械损耗pmec，空载附加损耗pad0上 p0=m1I02R1+pFe+pmec+pad0 从输入功率p0中扣除定子铜耗，得p0 p0=p0-m1I02R=pFe+pmec+pad0 1、机械损耗的求法 2、空载等效阻抗计算： Z0 =U1／I0 R0= p0／3I02 X0=(Z02-R02)1/2 由于电动机空载，s≈0，转子支路近似开路，则 X0=Xm＋X1σ 即 Xm=X0－X1σ 式中，定子漏电抗X1σ将由短路试验测出。 在已知额定电压下铁耗pFe的情况下，励磁电阻 Rm=pFe／3I02 二、短路试验 1. 试验目的：测定短路阻抗、转子电阻、定、转子漏抗。 2. 试验方法：将转子堵住，在定子端施加电压，从0.4UN开始逐渐降低，记录定子绕组端电压Uk、定子电流Ik、定子端输入功率Pk，作出异步电机的短路特性Ik=f(Uk)，Pk=f(Uk)，如图所示。根据短路特性曲线，取额定电流点的Uk(相电压)、Ik(相电流)、Pk(三相短路损耗)。 3. 短路等效阻抗计算 Zk =Uk／Ik Rk=Pk／3Ik2 Xk=(Zk2-Rk2)1/2 根据短路时的等效电路，由于XmRm，忽略Rm，并近似认为X1σ=X2σ。考虑到X0=Xm+X1σ(空载试验)，可推导出 对于大中型异步电机，由于Xm很大，励磁支路可以近似认为开路，这时 Rk=R1+R2 X1σ =X2σ=Xk／2 5.7? 笼型转子的相数和极对数 Bm相对于定子转速为n1，以n2=(n1-n)转速切割转子导条。e2s与Bm成正比，故e2s与Bm波过零点相同，幅值相差固定倍数。每根导条功率因数角为φ2，导条中电流i2s波滞后于e2s波φ2相位差。转子磁动势F2亦为正弦波，以转速n1相对于定子旋转。 5.8? 异步电动机功率、转矩平衡方程式 5.8? 异步电动机的功率、转矩平衡方程式 5.8? 异步电动机的功率、转矩平衡方程 5.8? 异步电动机的功率、转矩平衡方程 功率平衡方程为： P1= Pem+pcu1 + ?pFe Pem=pcu2+Pmec 机械功率平衡方程式：Pmec=P2+pmec+pad 电磁功率、转子绕组回路铜耗、总机械功率三者之间的关系为： Pem： pcu2 ：Pmec=1：s：(1-s) 5.8? 异步电动机的功率、转矩平衡方程 二、转矩平衡方程式 异步电动机机械功率平衡关系式 Pmec=P2+pmec+pad的两边同除以转子机械角速度Ω=2πn/60，即得对应的转矩平衡方程式。 Tem=T2+T0 Tem= Pmec／Ω 为电磁转矩；T2= P2／Ω为负载制动转矩；T0=(pmec+pad +p0)／Ω 为空载制动转矩。 5.8? 异步电动机的功率、转矩平衡方程 Tem= Pmec/Ω =Pmec/(1-s)Ω 1 =Pem/Ω1 式中，Ω1=2πn1/60为同步角速度。上式说明，电磁转矩等于电磁功率除以同步机械角速度，也等于总机械功率除以转子机械角速度。 三、效率 η =(P2／P1)×100％? 5.9 异步电机的电磁转矩 5.9 异步电机的电磁转矩 5.9? 电磁转矩的三种表达式 2. 三个特殊点 ① 同步点：s=0，n=n1，旋转磁场相对于转子静止，Tem=0。 ② 最大转矩点：s=sm ，临界转差率sm ，特点是与R2成正比，与Xk成反比。 Tmax的特点是与R2无关。 过载倍数 2. 三个特殊点 ③ 起动点：s=1 ，n=0，转子静止，Tem= Tst 。 5.10 异步电动机的工作特性 5.10?