浙江大学-电机学讲义(绪论+习题)第五章三相感应电动机的电力拖动.ppt

三、人为机械特性 * * 第五章 三相感应电动机的电力拖动 §5－1 异步电动机的电磁转矩和机械特性 一、机械特性的三种表达式 1、机械特性的物理表达式 反映了感应电动机的电磁转矩与气隙每极磁通和转子电流有功分量的乘积成正比的物理本质。 电磁转矩的物理表达式 2、机械特性的参数表达式 根据简化电路得到的转子电流 转子侧功率因数 机械特性的参数表达式 电磁转矩的参数表达式： 电磁转矩与转速之间的关系曲线，是电动机的机械特性。 几个关键点： 起动点 最大转矩点 额定工作点 电动，发电，制动三种运行状态 电磁转矩的参数表达式（2） 异步电动机的T-s曲线上有一个最高点； 最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得。 代入转矩公式，得 过载能力：最大转矩与额定转矩之比： （1.6~2.2) 最大转矩，过载能力 最大转矩与电网电压的平方成正比； 最大转矩近似与漏电抗成反比； 最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整； 最大转矩的值与转子电阻值没有关系； 异步电动机调节转子电阻时机械特性的变化。 关于最大转矩的几个重要结论 起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流；从等效电路求出起动电流： 起动转矩，即起动瞬间电动机的电磁转矩 若令Sm = 1 起动转矩等于最大转矩。 对于绕线式转子可通过外串电阻达到。 起动电流、起动转矩 异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比； 总漏抗越大，起动转矩越小； 绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的电阻可以增大起动转矩； 起动转矩的几个重要结论 当 时， 起动转矩最大。 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法。 3 转矩的实用计算公式 二、固有机械特性 当定子的对称三相绕组 按规定的接线方式； 定子不经任何阻抗直接加额定电压、额定频率的三相电压； 转子回路不串任何阻抗，直接短路。 这种情况下得到的n＝f（T）， 称为固有机械特性。 T S 固有机械特性的特殊点 固有机械特性的特殊点： 起动点A：该点S＝1； 临界点B：该点S＝Sm； 额定点C：该点S＝Sn； 同步点D：该点S＝0， 又称理想空载点； S=0 S=1 T0 Sn Tn Sm Tm 人为地改变电动机地任一个参数（如U1、f1、p、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗的机械特性称为人为机械特性。 降低定子端电压的人为特性； 改变转子回路的电阻的人为特性； 改变定转子回路电抗的人为特性； 改变极数后的人为特性； 改变输入频率的人为特性； 起动转矩： 最大转矩： 临界转差率： S T 改变定子电压的人为特性 T S 改变转子电阻的人为特性 T S 改变定子电抗的人为特性 人为特性曲线 §5-2 三相感应电动机的起动 起动性能包括： 起动电流倍数Ist/IN; 起动转矩倍数Mst/MN; 起动时间 起动时消耗的能量 起动设备的简单和可靠； 起动的过渡时间 异步电动机直接起动时的问题：电流大但转矩并不大。 起动时， S＝1， 等效阻抗小， 起动电流大； f2＝f1 ， ?2接近900， cos ?2很小， 转子电流用功分量小。 异步电动机的起动， 存在两种矛盾： 电动机起动电流大， 供电网络承受冲击电流能量有效； 电动机起动转矩小， 负载要求有足够的转矩才起动； 异步电动机起动分四种情况： 小容量轻载起动； 中、大容量轻载起动； 小容量电机重载起动； 中、大容量重载起动； 一、小容量电动机轻载起动－直接起动 不仅取决于电机本身的大小， 还与供电电网容量和供电线路长短有关。 （要求母线降落不大于10％） 电动机容量与供电变压器的比值； 起动是否频繁； 供电线路距离； 同一台变压器其它用户的要求； 一般7.5KW以下电机允许直接起动。 二、中、大容量电动机轻载起动－降压起动 此时主要矛盾时电流。 降低电流的方法， 主要靠降低电压。 起动电流： 降压起动时， 起动电流与定子电压成比例降低。待转速升高到一定值， 恢复全电压。 注意： 起动转矩与U2成正比， 降压起动后， 比起动电流降低得更厉害。 常用的降压起动方法 定子串电阻或电抗降压起动； 用自耦变压器降压起动； Y－?起动 延边三角形起动 三、小容量电动机重载起动 主要矛盾是起动转矩不足。 解决的方法： 容量大一号的电动机； 高起动转矩的电动机 特殊电机获得高起动转矩的原因， 主要是转子电阻的影响。转子参数自动随转速的变化而变化。 如双鼠笼电机和深槽电机。 集肤效应 漏磁通只穿过槽一次， 由 槽底铁心形成闭合回路。 可以看成许多单元导体的并联； 越接近槽口的导体所交链的漏磁通越少， 即漏抗小；