第十章 三相异步电动机的机械特性及各种转状态.ppt

* * 第十章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式 一、物理表达式 式中： 异步机的转矩系数 ——异步机每极磁通 异步电动机的机械特性 二、参数表达式 可得 则得 由于异步电动机的电磁功率为 分子分母同乘以（1-s），即得 由异步电动机的近似等效电路 得异步电动机的机械特性参数表达式 临界转差率 使 ，即可求得 最大转矩 由于 起动转矩 起动转矩倍数 三、实用表达式 忽略 R1 得机械特性的实用表达式 可以求出 （式中 ） 第二节 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性 一、固有机械特性 固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下，电动机按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性曲线 。 三相异步电动机的固有机械特性 1）起始点A； 2）额定工作点B； 3）同步转速点H； 4）最大转矩点P和P′。 二、人为机械特性 三相异步电动机降低定子相电压时的人为机械特性 （一）降低 降低后电动机电流将大于额定值，电动机如长时连续运行，最终温升将超过允许值，导致电动机寿命缩短，甚至烧坏。 转子电路内串联对称电阻时的人为机械特性 （二）转子电路内串联对称电阻 转子电路串联对称电阻适用于绕线转子异步电动机的起动，也可用于调速。 （三）定子电路串联对称电抗 定子电路内串联对称电抗时的人为机械特性 定子电路串联对称电抗一般用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流。 定子电路内串联对称电阻时的人为机械特性 （四）定子电路串联对称电阻 与串联对称电抗时相同，定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动 。 （五）转子电路接入并联阻抗 由于转子电路参数可变，如果参数配合恰当，电动机在整个加速过程中产生几乎恒定的转矩，在右图上绘出了这样的人为机械特性。 转子电路接入并联阻抗时的电路图和人为机械特性 转子电路接入并联阻抗时的转子等效电路图 第三节 三相异步电动机的各种运转状态 一、电动运转状态 电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同。 电动状态下异步电动机的机械特性 二、制动运转状态 异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。 （—）回馈制动状态 位能负载带动异步电动机进入回馈制动状态 异步电动机在回馈制动时的相量图 当异步电动机由于某种原因（例如位能负载的作用 ），使其转速高于同步速度 时，转子感应电动势反向，转子电流的有功分量也改变了方向，其无功分量的方向则不变。此时异步电动机既回馈电能，又在轴上产生机械制动转矩，即在制动状态下工作。 当 时 转子电流的有功分量为 转子电流的无功分量为 也为负，与转速方向相反 异步电动机轴上输出的机械功率也为负 异步电动机回馈制动时的机械特性 如果异步机定子脱离电网，又希望它能发电，则必须在异步机定子三相之间接上连接成三角形或者星形的三组电容器。这时电容器组可供给异步电动机发电所需要的无功功率，即供给建立磁场所需要的励磁电流。 电容器接成三角形时 电容器接成星形时 转速反向的反接制动时的异步电动机特性 异步电动机转速反向反接制动电路图 （二）反接制动状态 1．转速反向的反接制动 转子轴上机械功率 为负 此时的转差率 转子由定子输入的电功率即为电磁功率 为正 转子电路的损耗 为两者之和，因此能量损耗极大 。 异步电动机定子两相反接的电路图与机械特性 2．定子两相反接的反接制动 为了迅速停车或反向，可将定子两相反接，工作点由A转移到B此时转差率为 在两相反接时 ，电动机的转矩为－T，与负载转矩共同作用下，电动机转速很快下降，这相当于图中机械特性的BC段。 在转速为零的C点，如不切断电源，电动机即反向加速，进入反向的电动状态（对应于特性CD段），加速到D点时，电动机将稳定运转，实现了电动机的逆转过程。 （三）能耗制动状态 异步电动机能耗制动的电路图与机械特性 当K1断开，电动机脱离电网时，立即将K2接通，则在定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一固定磁场。当转子由于惯性而仍在旋转时，其导体即切割此磁场，在转子中产生感应电动势及转子电流。根据左手定则，可确定出转矩的方向与转速的方向相反，