《电机拖动与控制》课件第5章.ppt

理想空载时，I2＝0、s＝0，故n＝nl。随着负载的增加，转子电流I2增大，pcu2和Pem也随之增大，因为pcu2与I2的平方成正比。而Pem则近似地与I2的一次方成正比，因此，随着负载的增大，s也增大，转速n就降低。为了保证电动机有较高的效率，负载时的转子铜耗不能太大，因此负载时的转差率限制在一个比较小的数值。如前所述，一般在额定负载时的转差率sN＝0.02～0.06，相应的额定负载时的转速nN＝(1-sN)n1＝(0.98～0.94)n1，与同步速度十分接近，由此可见，感应电动机的转速特性是一根对横轴稍微下降的曲线，与并励直流电动机的转速调整特性相似。5.6.2定子电流特性定子电流特性（statorcurrentcharacteristic）是指定子电流与输出功率之间的关系式I1=f(P2)。由磁动势平衡方程式 可知，理想空载时， 。随着负载的增加，P2增加，转子电流增大， 也增加，于是定子电流的负载分量也跟着增大，因此I1随P2的增大而增大。5.6.3定子功率因数特性定子功率因数特性(statorpowerfactorharacteristic)是指功率因数与输出功率之间的关系cosφ1=f(P2)。感应电动机是从电网吸取滞后的无功电流进行励磁的。空载时，定子电流基本上是励磁电流，功率因数cosφ1很低，仅为0.1～0.2。随着负载的增加，定子电流的有功分量增加，功率因数cosφ1逐渐上升，在额定负载附近，功率因数达最大值。超过额定负载后，由于转速降低，转差增大，转子功率因数下降较多，使定子电流中与之平衡的无功分量也增大，功率因数反而有所下降。对小型感应电动机，额定功率因数约在0.76～0.90范围内。5.6.4输出转矩特性感应电动机的输出转矩为(5.6.2)因负载转矩T2=P2/Ω，考虑到感应电动机从空载到满载转速n变化不大，可以认为T2与P2成正比，所以T2=f(P2)是一条过原点稍向上翘的曲线。Tem=T0+T2,Tem=f(P2)也是一条上翘的曲线（不过原点）。5.6.5效率特性效率特性（efficiencycharacteristic）是指效率与输出功率之间的关系η=f(P2)，有（5.6.3）空载时，P2=0，η=0。负载时，随着P2的增加，η也增加；当负载增大到可变损耗与不变损耗相等时，η最大。图5.6.1感应电动机工作特性5.7三相感应电动机的参数测定5.7.1空载试验1．试验目的空载试验的目的是测定励磁支路的参数rm、xm以及铁损耗pFe和机械损耗pmec。2．试验条件试验时，电动机空载，定子接到额定频率的三相对称电源，改变定子端电压的大小可测得对应的空载电流I0和空载输入功率P0，绘出I0＝f(U1)和P0=f(U1)两条曲线，如图5.7.1所示。图5.7.1感应电动机的空载特性图5.7.2机械损耗的求法空载时，因为转子电流很小，转子铜损耗可以不计，所以输入功率P0完全消耗在定子铜损耗pCu1、铁损耗pFe和机械损耗pmec上。从P0中减去定子铜损耗，得(5.7.1)其中pFe近似与电压的平方成正比，当U=0时，pFe=0；而pmec则与电压U1无关，仅仅取决于电动机转速，在整个空载试验中可以认为转速无显著变化，因此可以认为pmec等于常数。因此，若以U21为横坐标，则P0=f(U21)近似为一直线，此直线与纵坐标的交点即为pmec的值，见图5.7.2。求得pmec后，即可求出U1=UN时的pFe值。3．参数计算根据空载试验，求得额定电压时的I0、P0、pFe值，即可得（5.7.2）式中:U1为相电压；I0为相电流。空载时，I2＝0，从“T”形等效电路来看，相当于转子开路，因此（5.7.3）通过堵转试验(见本节二)，求得xl后，即可求得励磁电抗励磁电阻（5.7.4）严格地说，空载时，除了定子铁损耗外，还有一部分空载附加损耗，因此若要精确计算rm还需再考虑这部分损耗。5.7.2堵转试验1．试验目的堵转试验的目的是测定感应电动机的短路参数2．试验条件试验时，将转子堵住不动，这时s＝1，则在等效电路中的附加电阻等于零，相当于转子电路本身短接，因此堵转试验也称为短路试验（shortcircuittest），求得的参数也就称之为短路参数。试验时，定子仍加额定频率的三相对称电压，为了使短路试验不出现过电流，应降低电压。一般电压从U1=0.4UN开始逐渐降低，求得不同电压下的定