三相异步电动机的机械特性.pptVIP

4.1 三相异步电动机的机械特性 电动机作为一种将电能转化成机械能，从而带动其他机械进行工作的设备，我们最关心的是电动机的机械特性。所谓三相异步电动机的机械特性是指在一定条件下，电动机的转速n与转矩Tem之间的关系n=f（Tem）。三相异步电动机的转速n与转差率s之间存在一定关系： ，所以三相异步电动机的机械特性也往往用Tem=f（s）的形式表示。 4.1.1 机械特性的表达式 根据前面章节的学习，我们知道三相异步电动机的等效电路图可以化简为如图4.1所示。 从电路的观点分析知，电磁功率为； 一、电磁转矩的物理表达式 我们把 公式进行整理（利用前面已学的公式）可得；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （4-1） 式中 ——转矩常数 上式表明电动机的电磁转矩与主磁通成正比，与转子电流的有功分量成正比，从物理概念上反映了Tem、 、Φ1三者的关系，并符合左手定则。 二、电磁转矩的参数表达式 转子电流折算值为 （4-2） 电磁转矩为 （4-3） 可见， （4-3）方程，它清楚地表示了异步电动机电磁转矩、转差率与电动机各参数之间的关系，下面我们就从这个公式出发，分析三相异步电动机的固有特性及人为机械特性。 4.1.2 三相异步电动机的机械特性 1．固有机械特性 三相异步电动机的固有机械特性是指电动机工作在额定电压和额定频率下，按规定方法接线，定子、转子外接电阻为零时，n（或s）与Tem的关系。 对于某一台确定的电动机而言。机械特性方程式表明，此时只有n（或s）与Tem是变量，其余均为确定值。因为机械特性方程式是一个二次方程，故Tem存在最大值。以Tem为横轴，n（或s）为纵轴，做出如图4.2所示的三相异步电动机固有机械特性曲线。 由图可见整个机械特性可以分成两个部分。 （1）H-P部分 即sms0范围内。在这一部分，随着电磁转矩Tem的增加，转速降低。根据电力系统稳定运行的条件，这部分为稳定运行工作部分，电动机应工作于这一范围内。此时机械特性曲线近似为一条直线。 （2）P-A部分 即1ssm范围内。这一部分随着转矩的减小，转速也减小。此区域称为不稳定运行区域，三相异步电动机一般不能稳定地工作于这一范围。因此，有时也将称这一部分为非工作部分。 为了进一步描述三相异步电动机机械特性的特点，下面重点研究几个反映电动机工作的特殊点。 （1）理想空载点H 此时n=n1, s=0。因转子电流I2=0，定子电流I1=I0，所以电磁转矩Tem=0。 （2）最大转矩点P 对于三相异步电动机而言，通过数学求导，令dTem/ds=0分析可知，产生最大转矩Tm时的临界转差率 为 （4-4） 进而可求得最大电磁转矩Tm为； （4-5） 由于 忽略Ｒ１得近似表达式； 由此进一步可知： ① 三相异步电动机的临界转差率 与电源电压U1无关，只与电动机自身的参数有关，且与转子电阻 成正比，所以改变转子电阻 的大小（如在绕线型异步电动机转子电路中串接变阻器）即可改变临界转差率 。 ② 三相异步电动机的最大电磁转矩 与转子电阻 无关。因此，电动机转子电阻的大小不会影响电动机的最大转矩，只会影响产生最大转矩时的转差率。 ③ 最大电磁转矩 的大小与电源电压U1的平方成正比，而临界转差率 却与电源电压无关。最大电磁转矩 与额定转矩 之比叫过载能力， 即 ， 的值在电动机技术数据资料中可查到：一般异步电动机 在