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三相异步电动机的机械特性
【任务要求】
知识点
技能点
转矩-转差率特性的三种表达式；
起动转矩和最大转矩；
掌握固有机械特性的特点；
掌握人为机械特性的特点；
能够根据实际情况分析和应用转矩-转差率特性的三种表达式；
起动转矩和最大转矩的分析和计算；
固有机械特性的分析与应用；
人为机械特性的分析与应用；
重点
难点
固有机械特性
固有机械特性
【任务清单】
三相异步电动机的转矩-转差率特性
任务1：转矩-转差率特性的物理表达式
转矩-转差率特性：转矩-转差率特性反映了转差率和电磁转矩之间的关系，其数学表达式有三种表达方式。
物理表达式：物理表达式用于定性分析异步电机在各运转状态下的物理过程。
，为异步机的转矩系数。
任务2：转矩-转差率特性的参数表达式
参数表达式可以直观地表示出电磁转矩形成的物理概念。
当时，可以推导出的临界转差率和最
大转矩公式：
异步电动机的电磁转矩与定子每相电压的平方成正比；
若不考虑、及参数变化时，电磁转矩仅与转差率s、或转速n有关。
任务3：起动转矩和最大转矩
Tm是异步电动机可能产生的最大转矩。若TLTm，电动机停转。为保证电动机不会因短时过载而停转，电动机需有一定过载倍数KT：
一般异步电动机的KT=1.8~3.0，对于起重冶金机械用的电动机，KT可达3.5。
Tst是异步机接至电源开始起动时的起动转矩（s＝1，n＝0）：
起动转矩倍数（电动机的起动能力）：
任务4：转矩-转差率特性的实用表达式
利用产品目录可以估算Tm、sm和TM
三相异步电动机转矩-转差率特性的三种表达式，其应用的场合各有不同。
物理表达式适用于对电动机的运行作定性分析；
实用表达式适用于电动机机械特性的工程计算；
参数表达式适用于分析电机各参数变化对电动机运行特性的影响。
三相异步电动机的机械特性
任务1：固有机械特性
固有机械特性：指额定电压和额定频率下，按规定的接线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性，在固有特性曲线上有四个特殊的点。
（1）起动点A
起动转矩：
A、起动转矩与电源电压的平方成正比；
B、起动转矩与转子回路电阻有关，转子回路串入适
当电阻可以增大起动转矩。绕线式异步电动机可以通过转
子回路串入电阻的方法来增大起动转矩，改善起动性能。
起动转矩倍数：，电动机起动的条件是。
（2）最大转矩点B
通常＜＜,不计，有最大电磁转矩与临界转差率：
A、当电动机各参数与电源频率不变时，与成正比；则与无关；
B、当电源频率及电压不变时，和近似地与成反比；
C、当电源频率及电压与电动机其他各参数不变时，与成正比，则与r2′无关。由于该特点，对绕线型异步电动机，当转子电路串联电阻时，可使增大，但不变。也就是说，选择不同的转子电阻值，可以在某一特定的转速时使电动机产生的转矩为最大，这一性质对于绕线型异步电动机具有特别重要的意义。
过载系数，一般异步电动机的过载倍数=1.6～2.2，对于起重冶金用的异步电动机，其值可达3.5。
（3）额定运行点C
异步电动机带额定负载运行,,,=0.01～0.06，。若忽略空载转矩，即为额定输出转矩。
其中单位为KW,的单位是r/min。
（4）理想空载运行点D
（D）点是电动机的理想空载点，其特点是n=，s=0，电磁转矩=0，转子电流，定子电流。显然，此时的电动机不进行机电能量转换，如果没有外界转矩的作用，异步电动机本身不可能达到同步转速点。
任务2：人为机械特性
（1）降低定子端电压：机械特性线性段斜率变大，特性变软。
电动机的起动转矩Tst和最大转矩Tm都与U12成
正比，因此定子电压降低时，最大转矩和起动转矩成二
次方地降低，但临界转差率sm不变。
当电动机在某一负载下运行时，若降低电压，则电、
动机转速降低，转差率增大，转子电流将因此而增大，
从而引起定子电流的增大。若电动机电流超过额定值时，
则电动机最终温升将超过容许值，导致电动机寿命缩短，
甚至使电动机烧坏。如果电压降低过多，致使最大转矩Tm小于负载转矩TL，则会发生电动机停转事故。
（2）转子回路串电阻：只适用于绕线式异步电动机，
在一定范围内增加电阻，可以增加Tst。当sm=1时Tst=Tm，若再增加电阻，Tst则减小。绕线型异步电动机转子电路串电阻，可以改变转速而应用于调速，也可以改变起动转矩应用于改善异步电动机的起动性能，还可以提高功率因数。
（3）定子回路串电阻或电抗：一般用于鼠笼型异步电动机的降压起动，用来限制起动电流。
定子电路串电阻或电抗后，同步转速n1不变，最大转矩Tm和临界转差率sm都随电阻R或电抗X的增大而减小。
【任务拓展】
请认真思考并回答下列问题（三相异步电动机的机械特性）
某三相异步电动机，P
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