第九章_三相异步电动机的运行原理.ppt

2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,1,第九章异步电机的运行原理,9-1三相异步电动机的空载运行,9-2三相异步电动机的负载运行,9-3三相异步电动机的功率和电磁转矩,9-4三相异步电动机的工作特性,9-5三相异步电动机的参数测定,第九章异步电机的运行原理,9-1三相异步电动机的空载运行,9-2三相异步电动机的负载运行,9-3三相异步电动机的功率和电磁转矩,9-4三相异步电动机的工作特性,9-5三相异步电动机的参数测定,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,2,本章基本要求,1.掌握异步电动机的负载运行时的工作原理、物理过程。,2.掌握异步电动机的等效电路、基本方程式、相量图。,3.掌握三相异步电动机的能量传递、功率流程图和电磁转矩的计算。熟悉电磁功率计算常用的公式。,4.了解异步电动机的工作特性和参数测定。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,3,概述,三相异步电动机的定、转子电路间没有电的直接的联系，它们之间的联系是通过电磁感应关系而实现的，这一点和变压器相似。,定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于变压器的副绕组。,本章就是利用这种相似性，以变压器运行理论为基础，先分析异步电动机运行时的物理过程，导出电磁平衡方程，画出相量图，通过绕组折算和频率折算而得出等效电路。为分析异步电动机的能量转换过程，电磁转矩和运行性能提供理论基础。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,4,9-1三相异步电动机的空载运行,1.空载电流I0,电动机空载，定子三相绕组接到对称的三相电源时，在定子绕组中流过的电流。,2.定子空载磁动势的幅值,若不计谐波磁动势，三相空载电流所产生的合成磁动势的基波分量的幅值,一、空载电流和空载磁动势,它以n1的转速旋转，由于电机空载，轴上没有负载，所以电机的转速很高，非常接近于同步转速，在理想空载下，可认为n1=n，即s=0，而E2=0，I2=0。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,5,称为励磁磁动势；,空载时的定子磁动势F0，,称为励磁电流：,空载时的定子电流I0，,用来供给空载损耗，包括空载时的定子铜损耗、定子铁心损耗和机械损耗。,用来产生气隙磁场，也称为磁化电流。,空载电流的有功分量I0p,空载电流的无功分量I0q,空载电流I0,三相异步电动机的空载运行,所以空载时电机气隙磁场完全由定子空载磁势F0所产生。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,6,3.主磁通1：,同时与定、转子绕组相交链的基波磁通。,在电动机中产生电磁转矩，进行机电能量转换。,主磁通的磁路由定、转子铁心和气隙组成。,三相异步电动机的空载运行,定子漏磁通：,仅与定子绕组相交链的磁通。,主要由槽部漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通组成。,槽漏磁通：只与定子槽交链的磁通，称为槽漏磁通；,端部漏磁通：交链定子绕组端部的磁通，称为端部的漏磁通；,谐波漏磁通：气隙中除了主磁通外的谐波磁通，它就是气隙中总磁通减去基波磁通后所剩下来的磁通，故又称差漏磁通。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,7,三相异步电动机的空载运行,二、空载时定子电压平衡关系,异步电动机空载时的等效电路,式中Z1定子漏阻抗,类似于变压器的分析方式，由等效电路，得定子电压方程式：,该磁通虽然也通过气隙与转子绕组交链，但它的极对数和转速与基波不同，对转子不产生有用的转矩。因此把它作为定子漏磁通来处理，而称为谐波漏磁通。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,8,因为E1I0Z1，可近似地认为,或,对于已经制成的异步电动机，当频率f1一定时，U11。由此可见，在异步电动机中，若外施电压一定，主磁通1大体上也为一定值，这和变压器的情况相同。,但电动机的空载电流则较大，在小型感应电动机中，I0甚至可达到额定电流的60%。,三相异步电动机的空载运行,而,为什么？,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,9,9-2三相异步电动机的负载运行,一、转子静止时的异步电动机,异步电动机通常所用的计算方法与变压器类似，即将其化成等效电路，求解电路的方式来解决具体计算问题。,设定、转子都具有极对数为p的三相对称绕组，转子被堵住不动，(可以接入起动电阻)，定子接到频率为f1、线电压为对称三相电源如图所示。,（一）电磁过程,以三相绕线式异步电动机为例，说明转子静止时电动机内部的电磁过程。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,10,q12,气隙中的旋转磁场由定转子磁场共同建立，电磁关系如下：,在三相对称电压作用下,定子绕组中便有三相电流流过，产生的基波旋转磁势在气隙中以同步转速旋转；,从而在定、转子绕组中感应电势，在转子中产生对称的三相电流，它们也产生旋转磁场。,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,11,r2+jx2+r2st,r1+jx1,（二）定子磁势和转子磁势相对静止,定子磁势以同步转速n1旋转，若定子三相绕组的轴线沿气隙按ABC次序逆时针方向排列，见前图，电流相序是I1AI1BI1C，则磁场沿反时针旋转。,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,12,若转子绕组（通过起动电阻）接成通路，则在前述电势的作用下有三相转子电流，其频率也为f2=f1，而相序为I2aI2bI2c。,若转子绕组开路，I2=0，则由定子电流单独产生旋转磁场，转速为n1。于是切割静止的转子绕组而产生转子电势的频率为：,转子电势的频率等于定子电流的频率。,设转子三相绕组轴线沿气隙逆时针方向为abc，则三相转子电势的相序为E2aE2bE2c。,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,13,三相转子电流产生的极对数为p的转子基波磁势，其转速相对于转子（因转子不动也即相对于定子）为,并沿逆时针方向旋转。,后面将证明：当转子以任意转速旋转时，定子磁势和转子磁势仍保持相对静止。,三相异步电动机的负载运行,由此可见，定、转子磁势是同极数、同转速、同转向，因此，它们在空间相对静止。正是相对静止，才能用矢量相加求得气隙中的合成磁势波，然后产生旋转磁场，这时和的转速和转向与相同。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,14,由于F1和F2在空间上相对静止，可以合并为一个合成磁势Fm，Fm产生气隙中的旋转磁场，故称励磁磁势，这样可得异步电动机的磁势平衡式,定、转子磁势的平衡关系，可用电流的形式表示出来，因而有利用进一步导出相量图和等效电路。即,三相异步电动机的负载运行,（三）磁势平衡式,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,15,（四）电势平衡方程式,定、转子绕组电势的有效值为,异步电动机的电势比。,仿照变压器假定各物理量正方向的方法，根据电路定律可得定、转子的电势平衡方程式,异步电动机的电流比。,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,16,转子电流滞后转子电势的相位,如定子漏抗x1是由定子三相对称电流联合产生的定子漏磁通1在定子每相中引起的电抗，对转子漏抗也应仿此定义。,由于异步电动机的转子电路自成闭合回路，端电压U2=0，所以,上式各参数均为每一相的值，各参数的性质和意义均与变压器相同。,应注意，由于三相绕组交织在一起，任一相的参数（电阻和电抗）应由三相来决定。,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,17,和变压器相似，可把异步电机的转子绕组折算为一个相数、匝数和绕组系数与定子的相同的等效绕组，这也相当于用一个m2=m1、W2=W1、kw2=kw1的等效转子绕组来代替原来的转子绕组。,（五）转子绕组的折算,在一般情况下，异步电机转子的相数m2，每相串联匝数W2和绕组系数kw2与定子的m1、W1、kw1不同，难以导出等效电路，分析计算比较麻烦。,折算后与定子有关的物理量应完全不受影响，转子上各种功率或损耗都不变，因而电机中的电磁本质和能量关系保持不变。,1.折算条件,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,18,根据这些条件可求得折算后转子上各物理量应有的数值，称为“转子量折算到定子的值”，简称折算值。用该量原来符号在右上角加一撇来表示。,三相异步电动机的负载运行,由于转子对定子的影响是通过转子磁势来实现的，因此上述的折算条件即是：,折算后转子磁势的大小和空间位置保持不变，转子上的各种功率也保持不变。,2.折算值与实际值的关系,(1)电流折算：由于折算前后转子磁势F2的大小应不变，所以的电流的折算应满足下式：,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,19,所以,(2)电势折算值：由于折算前后转子磁势不变故主磁通不变：,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,20,(3)电阻折算：由于折算前后转子上的有功功率即铜耗保持不变，于是转子每相电阻的折算值应满足,(4)漏抗折算：因折算前后有功和无功功率不变，则2不变。,所以,随之可得折算后的转子漏阻抗为,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,21,总之，把转子电路上各个量折算到定子时，电势、电压乘以ke，电流除以ki，阻抗、电阻、漏抗则乘以keki。,上述折算方法无论转子静止或旋转都适用。只是转子旋转时，转子各量应改为旋转时的值。,异步电动机进行折算后的基本方程式如下,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,22,后面将进一步证明，当转子旋转时，只要把转子旋转这一因素考虑进去，上述的电磁关系、折算法和基本方程式仍适用。,三相异步电动机的负载运行,转子不转时的等效电路,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,23,三相异步电动机的负载运行,二、转子旋转时的异步电动机,在前述的电机中，如把堵住转子的机构松开，让转子旋转起来，使转子绕组自行短路，在一定的机械负载下，电动机将某一转速n沿气隙中的旋转磁场转向稳定运行。,（一）转子旋转对各物理量的影响,当转子旋转时，旋转磁场将不再以同步转速n1切割转子绕组，因而导致转子电势的频率和大小发生变化，频率的改变使转子绕组的漏抗也跟着改变，这些变化的结果使转子电流的频率和大小也发生相应的变化。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,24,三相异步电动机的负载运行,1.转子频率f2,此时旋转磁场以转差速度(n1-n)切割转子绕组，因而转子绕组感应电势的频率(简称转子频率)为,即与转差频率s成正比故又称转差频率；当转子静止时n=0，s=1，f2=f1。,2.转子电势E2s,由于转子频率改变，用E2s来表示转子旋转时的转子每相电势,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,25,三相异步电动机的负载运行,E2是折算到是定子频率的转子电势，也可把E2看成是1的大小不变时转子静止的感应电势。,3.转子漏抗x2s,由于电抗与频率成正比，故转子旋转时的转子每相漏抗x2s为,x2=2f1L2称为折算到定子频率的转子漏抗，即在L2不变的条件下，把转子频率从f2改变为定子频率f1时，转子漏抗应有的数值。,在物理概念上，x2可看成是转子静止时的转子漏抗。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,26,三相异步电动机的负载运行,4.转子电流I2,旋转后转子电流是由转子电势产生的，显然转子电流的频率与电势的相同，即等于转子频率f2=sf1，由于转子绕组直接短路，所以只有转子自身的漏阻抗限制电流，所以,有效值为,5.转子功率因数cos2,通过上述分析可知，当转子旋转时，转子的各个物理量均与转速(转差率)有关。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,27,例：某绕线型三相异步电动机，nN=2880r/min，fN=50Hz,转子绕组开路时的额定线电压U2N=254V。求该电动机在额定状态下运行时转子每相绕组的电动势E2s和转子频率f2。,解：由nN=2880r/min，可知,由于转子绕组为星形联结，故转子绕组开路时的相电压为,n1=3000r/min；则,额定时,E2s=sNE2,=0.04146.82V,=5.87V,f2=sNf1,=0.0450Hz,=2Hz,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,28,相对于转子的转速为n2=n1-n；,三相异步电动机的负载运行,1.当转子不转时，定、转子磁势相对静止。,2.当转子旋转时：定子旋转磁势相对于定子的转速为同步转速n1，取决于定子频率f1；,转子旋转磁势相对于转子的转速为,取决于转子频率f2。,相对于定子的转速为n1=n2+n=sn1+n=n1（sn1=n1-n）。,可见转子旋转时定、转子磁势仍相对静止。,（二）转子旋转时定子磁势和转子磁势相对静止,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,29,三相异步电动机的负载运行,（三）旋转时的电磁过程,转子旋转时，定、转子磁势仍保持相对静止，说明转子旋转式电机内部的电磁过程仍和转子静止时一样，所不同的是转子电势和电流的频率从静止时的f1改变为旋转时的f2=sf1。,转子旋转时异步电动机各物理量的内部关系，如下图所示。,从图可见，旋转磁场和它产生的磁通是整个电磁过程的核心，是联系定、转子的重要环节，作为时间相量，有双重意义。,对定子来说：是主磁通和定子的整距线圈交链的磁通，因此交变频率是f1；,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,30,三相异步电动机的负载运行,对转子来说，是主磁通与转子整距绕组交链的磁通，交变频率是f2=sf1。,r2+jx2s,r1+jx1,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,31,三相异步电动机的负载运行,（四）旋转时异步电动机的基本方程式,1.磁势平衡方程式,2.定子每相电势方程式,3.转子每相电势方程式,或,4.每相定子电势,（五）绕组折算后的基本方程式,1.绕组折算,以上分析的是对实际的转子绕组，并且适用于定、转子相数不等即m1m2的普通情况。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,32,三相异步电动机的负载运行,为了简化分析计算过程，可用前面所述的绕组折算法，把实际的转子绕组折算为一个m2=m1、W2=W1、kw2=kw1的等效绕组。,但当转子旋转时，由于定、转子频率不同，还需对频率进行折算。,定、转子的频率不同，不能画出等效电路，必须将转子的频率折算到定子频率；所谓频率的折算，就是把转子频率用定子频率代替（将旋转的转子用不转的转子来代替），定子各物理量不受影响。,2.频率折算,从实际值求折算值的方法与转子静止时相同。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,33,三相异步电动机的负载运行,转子电流频率的大小仅影响转子磁势相对与转子本身的转速，转子磁势相对于定子的转速为n1，与f2的大小无关。定、转子之间的联系是通过磁势相联系，只要保持转磁势的大小不变，即每极安匝数不变就行，与电流的频率无关。,根据这个概念进行如下变换：,式中是转子旋转时，转子每一相的电流、电势和漏抗；,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,34,三相异步电动机的负载运行,在上式的推导过程中，并没有任何的假设，结果证明了两个电流的有效值以及初相角完全相等。,是不转动时每一相的电势、电流和漏抗。,这两个有效值相等的电流，他们的频率不同，对应的电路图如下：,频率为f2的转子电路,频率为f1的转子电路,电流的频率虽不同，但电流的有效值相等，在转子产生磁势的幅值是一样的。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,35,三相异步电动机的负载运行,转子电路虽经过这种变换，从定子边看转子基波磁势并无任何的不同。,即把转子旋转时实际频率为f2的电路变成了转子不转，频率为f1的电路，定子边不受影响，这就是转子的频率折算。,3.转子经绕组和频率折算后的基本方程式,(1)磁势平衡方程式,k为三式相同的常数,用电流形式表示,(2)转子电势平衡方程式,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,36,三相异步电动机的负载运行,转子经频率折算后，转子电路应加入一个附加电阻。,该电阻代表电动机获得的总机械功率（包括输出的机械功率、电动机本身的机械损耗和附加损耗），故把此电阻称为总机械功率的等效电阻。,总结上述可得，当采用折算值时，异步电机的基本方程式组为：,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,37,三相异步电动机的负载运行,三、异步电动机的等效电路,异步电动机的基本方程式与变压器一样，所不同的是在异步电动机中，代表机械负载的是一个纯电阻。,1.等效电路,而在变压器中，付方的负载是一个阻抗ZL（包括电阻和电抗），因此异步电动机的运行情况，各物理量的相互关系，相当于变压器在纯电阻负载时的情况。从这一点来看，异步电动机比变压器还简单些。,异步电动机的T型等效电路，如下图（a）所示。,和变压器一样，把T型等效电路中间的励磁支路移到电压源一侧，变成近似型简化等效电路，以简化计算，见下图（b）。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,38,等效电路及其简化,(a)T形等效电路,(b)简化等效电路,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,39,三相异步电动机的负载运行,而在异步电机中，由于Zm较小，励磁电流Im较大，定子漏阻抗也比变压器原方的漏阻抗较大，所以把磁励支路直接移到电源端将有较大误差，特别是对小型电机常不能满足工程计算的准确度。,在变压器中，由于Zm很大，Im和Z1都很小，因此把励磁支路直接移到电压端，不致引起过大误差；,通常对电路进行修正，引入修正系数（在本书中没有讨论修正系数，故略）。,2.异步电机的相量图,根据基本方程式画相量图，与变压器的相量图相同。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,40,相量图,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,41,解：(1)应用T型等效电路,Z22=r2/sjx2=(1.12/0.032j4.4),Z1=r1jx1=(1.33j2.43),三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,42,Zm=rmjxm=(7j90),或,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,43,(2)应用简化等效电路,三相异步电动机的负载运行,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,44,9-3三相异步电动机的功率和电磁转矩,一、功率转换过程和功率平衡方程式,异步电动机运行时损耗的种类和性质都与直流电动机相似。,输入的电功率P1扣除了定子绕组的铜耗pCu1和定子铁耗pFe后，余下的功率,PM=P1-pFe-pCu1,电磁功率减去转子绕组的铜耗pcu2,P=PM-pcu2,1.电磁功率PM,2.总机械功率P,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,45,三相异步电动机的功率和电磁转矩,4.异步电动机的功率平衡方程式,总机械功率减去机械损耗p和附加损耗ps,P2=P-(p+ps),3.转子轴端输出的机械功率P2,P=P2+p+ps,P1=PM+pFe+pCu1,PM=P+pcu2,异步电动机的功率流程图如下：,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,46,P2,pFe,pcu2,p,P,ps,定子铜耗：pCu1=m1I12r1,电动机铁耗（即定子铁耗）：pFe=m1I02rm,三相异步电动机的功率和电磁转矩,P1,PM,pcu1,从电路的观点来看，输入功率P1减去r1和rm上的损耗pCu1和pFe后，应等于在电阻上所消耗的功率，即,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,47,三相异步电动机的功率和电磁转矩,频率折算后，必需引入电阻的物理意义,转子铜耗：pCu2=m1I22r2,异步电动机的两个重要公式,pCu2=sPM,P=(1-s)PM,说明：转差s越大，电磁功率消耗在转子铜耗中的比重就越大，电动机效率就越低，所以感应电动机一般都运行在s=0.02-0.06的范围内。,只要知道了感应电动机的转子铜耗和转速，就可求出电磁功率PM和总机械功率P。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,48,三相异步电动机的功率和电磁转矩,二、转矩平衡方程式,电动机稳定运行时，作用在电动机转子上有三个转矩：,(1)电磁转矩TM：由转子电流和主磁通相互作用产生，使电动机旋转；(2)空载制动转矩T0：机械损耗和附加损耗所引起；(3)负载转矩T2：电动机所拖动的负载反作用于转子的转矩。,转矩平衡方程式可以从功率平衡方程式求出,电动机的转矩平衡方程式：,TM=T2+T0,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,49,三相异步电动机的功率和电磁转矩,将式P=(1-s)PM代入电磁转矩表达式中，得,异步电动机的电磁转矩等于电磁功率除以同步角速度，也等于总机械功率除以转子的机械角速度。,称为同步机械角速度,三、电磁转矩公式,异步电动机的电磁转矩公式，可像直流电机那样，根据电磁关系式用积分方法求得，在这里只介绍由等效电路和相量图所求出的方程式进行推导。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,50,三相异步电动机的功率和电磁转矩,前面已推导,从相量图上可得,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,51,三相异步电动机的功率和电磁转矩,电磁转矩与气隙磁通和转子电流的有功分量的乘积成正比，说明正是由于此二者的相互作用才产生电磁转矩。,上式说明：,当异步电动机的电磁转矩在1一定时，并不与转子电流成正比，而是与转子电流的有功分量成正比。,转矩常数,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,52,例：一台三相异步电动机，UN=380V，Y形联结。在拖动TL=140Nm的负载运行时，定子电流I1=42A，转速n=1440r/min。铁损耗pFe=800W，铜损耗pCu=1200W，空载损耗p0=750W。求：(1)转矩T2、T0和TM；(2)功率P2、PM、P和P1；(3)效率和功率因数。,解：(1)求转矩,T2=TL=140Nm,TM=T0T2=145Nm,三相异步电动机的功率和电磁转矩,(2)求功率,由n=1440r/min可知n1=1500r/min,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,53,P=(1s)PM,三相异步电动机的功率和电磁转矩,=(10.04)22.77kW,=21.85kW,P1=P2pFepCup0,=(21.10.81.20.75)kW,=23.85kW,(3)求效率和功率因数,=cos1,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,54,9-4三相异步电动机的运行特性,三相异步电动机的工作特性：指在额定电压、额定频率下，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数cos1、电磁转矩TM、效率与输出功率P2的关系曲线，即n、cos1、TM、=f（P2）。,一、转速特性n=f（P2）,sPM=pcu2,已知,随着负载的增加，I2pcu2，（此时PM增加，但pcu2增加的幅度比PM增加的幅度（近似与I2成正比）来得快。因此随着负载增加，s增加。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,55,三相异步电动机的工作特性,异步电动机的转速特性n=f（P2）是一条对横轴稍微下降的曲线，直流电动机的转速调整特性相似。,O,P2,O,P2,n,各种类型的电动机，其效率特性形状是完全相同的。曲线如下：,二、效率特性=f（P2）,三、功率因数特性cos1=f（P2）,空载时，定子电流基本上是个励磁电流，功率因数很低，仅为0.10.2。,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,56,空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大，曲线如下图。,四、定子电流特性I1f（P2）,随着负载的增加，定子电流的有功分量增加，功率因数逐渐上升，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，使定子电流中与平衡的无功分量也增大，功率因数反而有所下降。,三相异步电动机的工作特性,O,P2,2020年6月9日星期二,山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作,57,转速的变换范围很小，从空载到满载，转速n变化不大，可以认为T2与P2成正比。,异步电动机的输出转矩,因为T2=f（P2）为一直线，TM=T2+T0，因T0近似不变，所以TM=f（P2）也为一直线。,五、转矩特性TMf（P2）,