电机原理与拖动第6章课件(一)

1、电机原理及拖动（下）电机原理及拖动（下）东北大学东北大学东北大学边春元边春元边春元2007.82007.82007.8 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学内容介绍同步电动机同步电动机控制电机控制电机三相异步电动机的电力拖动三相异步电动机的电力拖动三相异步电动机原理三相异步电动机原理电力拖动系统中电动机的选择电力拖动系统中电动机的选择 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学第六章 异步机的拖动 l第一节第一节 异步机机械特性异步机机械特性 概述概述实用表达式参数表达式物理表达式式机械特性的三种表达形 sfT 用于函数式表示： 用于曲线表示 ： Tfs 东北大学东北大学东北

2、大学东北大学东北大学东北大学l物理表达式物理表达式 表达式表达式 （ P182183，推导过程推导过程自己看自己看，在此仅给结论，在此仅给结论）22cosICTmT sfsfIsfm22cos 曲线曲线 图6-1： sfm2212212222xxsrrxsrmBmmBmBss2110mm 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学图6-2 ： sfI 222122112xxsrrUI图6-3 ： sf2cos222222cosxsrr机械特性曲线（图6-4 ）22cosICTmT 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l参数表达式参数表达式 推导（推导（ “”型等效电路：型等效

3、电路：图图5-45、46、48）2212212211112221122xxsrrsrUfpmpfsrImPTM 机械特性曲线（机械特性曲线（图图6-4）象限分析与说明（P184，自己看）特定点v同步运行点 ，)(01nns 0T 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学v临界点 （最大转矩点），mss maxTT 临界转差率 临界（最大）转矩 ，可得令0dsdT221212xxrrsm2212112111max22xxrrUfpmT 讨论 21maxUT Tmax与r2无关 U1、f1恒定，max21Txx 2rsm2212122XXrRr1ms起动转矩： maxTTst（绕线式：转子

4、外串电阻加大起动转矩） 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学v起动点 （s=1）221221221112xxrrrUfpmTst 讨论 21UTst 改变r2 ，可以改变Tst；（绕线电机：转子外串电阻可加大起动转矩；电网不允许（大功率）电机直接起动（1-s）/s=0，功率因数低：0.3），否则影响其它设备的正常运行）：图5-4548 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学v额定点（s=sN（n=nN），T=TN） l实用表达式实用表达式（不依赖于电机参数，根据产品目录给出的数（不依赖于电机参数，根据产品目录给出的数据进行计算据进行计算 ） 推导推导 2212212212

5、112max2xxsrrsxxrrrTT221221221112xxsrrsrUfpmT2212112111max22xxrrUfpmT 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 注意：注意： msrxxr222121maxmax21212212TqssssqTsrrsssssrrTmmmmmmmsrrq2122 . 01 . 0ms21rr（符合实际） 2221msrrq2ssssmm 分析分析 ： 实用表达式实用表达式 ： ssssTTmmmax2 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学mNmTTmaxssssTTmmNm2产品目录给出： 0222mmNmsssTTs12

6、TTTTssNmNmms=f(T)： 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 sm的求法：的求法：12TTTTssNmNmm）转差率：（通常用额定点计算临界NNssTT,12mmNmss121111nTTTTsnsnNmNmmssssTssssTTmmmmNmmax22 n=f(T)： 机械特性的计算：机械特性的计算： 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学v先求sm和Tmax 11nnnsNNNNNnPT9550NmTTmax12mmNmss（通常取“+”） 机械特性的线性化机械特性的线性化 ）（通常工作状态：Nss ssssmmssTTmmax2）（Nss 0 东北大学

7、东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l固有（自然）机械特性条件： 定子电压：额定 频率：额定 定子绕组接线：按规定接线 转子绕组：短接l固有机械特性和定子电流示意图固有机械特性固有机械特性sn0sN1TNTkNTmaxTABCDSmIkNI1 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l特殊点特殊点 额定工作点：额定工作点：209550NNNNPTTTnmaxmNTT2.4 3（） 最大转矩点：最大转矩点：堵转转矩：堵转转矩：kNT堵转电流：堵转电流：kNI 堵转点：堵转点：起动转矩倍数：起动转矩倍数：NkNTTTk1.7 2.2（）起动电流倍数：起动电流倍数：NkNIIIk 4 7

8、（）笼型铭牌给出：笼型铭牌给出： 和和TKTI，绕线式不给。，绕线式不给。 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l机械特性参数表达式和实用表达式的计算机械特性参数表达式和实用表达式的计算（例例6-1 ） 参数表达式：参数表达式：221221221112xxsrrsrUfpmT 实用表达式：实用表达式：21mNmmssssssTTmmNm2 直流机 （电磁转矩）： 额定转矩：额定转矩： 异步机 （输出转矩）：NNNnPT9550amTNICT 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l计算举例：计算举例：异步机异步机， kW30V380A2 .67min/722r08. 3m

9、求：求：1、机械特性表达式；、机械特性表达式； 2、已知：、已知：T，求：，求：s和和n。 基本计算：基本计算：9550415.8NNNPTN mn0373. 011nnnsNN（额定点）（额定点） mNTTNm9 .1249max210.224 mNmmss（0.0061，舍去）（转矩最大点）（转矩最大点） 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 机械特性表达式：机械特性表达式： 21m Nm NmTTsf TsTT 211111m Nm NmTTn f Ts nsnTT （实用表达式）（实用表达式） max22559.550.05mmTsTf ssssss（实用表达式）（实用表达

10、式） 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 已知：已知：T，求：，求：s和和n。 NTT2 Tfs 0826. 0(607. 0舍去）s0.5NTT Tfs 2.47(0.0183s舍去）v方法一： NTT0.01822mmNTssT11736 /minns nrv方法二：线性化条件 练习：练习： NTT 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l实际固有机械特性（实际固有机械特性（图图6-6 ） 讨论：讨论：低速（低速（sms1）时，公式计算的机械特性与实际特性曲线存）时，公式计算的机械特性与实际特性曲线存在较大偏差，原因在于：在较大偏差，原因在于： 定、转子电流大，槽磁

11、动势大，漏磁路饱和，定、转子漏抗值减小；定、转子电流大，槽磁动势大，漏磁路饱和，定、转子漏抗值减小；此外，此外，s s=1=1时，转子导条的挤流效应（转子阻值增大）。时，转子导条的挤流效应（转子阻值增大）。 存在寄生转矩：气隙高次谐波磁场与转子电流作用产生的一系列谐波存在寄生转矩：气隙高次谐波磁场与转子电流作用产生的一系列谐波转矩。转矩。 “蠕动蠕动”问题：问题：Y Y系列笼型异步电动机设计要求最小转矩系列笼型异步电动机设计要求最小转矩min0.5KNTT 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学人为机械特性l从参数表达式出发：从参数表达式出发：221221221112xxsrrsrU

12、fpmTl降低定子电压的人为特性降低定子电压的人为特性 （图图6-7 ） 方法：方法：1U221212xxrrsm1U（不允许：磁饱和（不允许：磁饱和（磁化曲线磁化曲线和和“恒压系统恒压系统”），绝缘），绝缘） 特点：特点： 同步转速同步转速n1=60f1/p不变；不变； 临界转差率临界转差率sm与定子电压无关；与定子电压无关； 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 21UT v最大转矩： 2212112111max22xxrrUfpmTv初始起动转矩：221221221112xxrrrUfpmTst 机械特性图组（机械特性图组（图图6-8）l定子串三相对称电阻（电抗）的人为特性定

13、子串三相对称电阻（电抗）的人为特性 特点：特点： 同步转速同步转速n1不变；不变； 临界转差率临界转差率sm、 Tmax与与Tst随随外串电阻（电抗）的增大而减小。外串电阻（电抗）的增大而减小。 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 机械特性图机械特性图1 0TmaxTsms n0n1Tmaxsm 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学l转子串三相对称电阻（绕线式）转子串三相对称电阻（绕线式） 接线：接线：图图6-10 特点：特点： 同步转速同步转速n1和和Tmax不变；不变； 临界转差率临界转差率sm与与Tst随随外串电阻的增大而增大。外串电阻的增大而增大。 机械特性图组（下页） 讨论：讨论：转子串入电阻，为保证转子串入电阻，为保证T=C（0TTmax），有：），有：221221221112xxsrrsrUfpmT2122232cccABCDrRrRrRrssssv三相异步电机转差率的比例推移法三相异步电机转差率的比例推移法：转差率与转子回路电阻成正：转差率与转子回路电阻成正比的规律比的规律 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学r2+Rc3Tst2sm2r2+Rc2Tst1sm1r2+Rc11 0TstTmaxTs n0n1smr2B AC D 东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学东北大学 外串电阻的计算：外串电阻的计算：121BcAsRr