机械特性课件

1、复 习1、定子(不动的部分)主要由机座、定子铁心和定子绕组等组成2、转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成(转动的部分)一、三相异步电动机的基本构造作用：通入三相交流电，建立旋转磁场。作用：产生感应电动势和感应电流，并形成电磁转矩。二、异步电动机的转动原理定子绕组通电转子导体（闭合）切割磁力线产生感应电动势及感应电流带电的转子导体在磁场中受力（左手定则）旋转磁场（转速为n1）转子导体受到电磁转矩T的作用转子转动起来，且与旋转磁场同方向，转速为n旋转磁场转速:无转矩转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）转子无电流提 示：转子不能转动电动机转速: n和n1是否相等？异步电机：

2、n n1，且 n TL电机能起动，否则将起动不了。2、曲线启动转矩倍数：三相异步机4)、启动转矩倍数st=Tst/TN反映异步电动机的起动能力。（起动转矩） 2、曲线(3)、起动点A反映电机带动最大负载的能力（4）、临界点P（最大转矩） 2、曲线2) sm与 R2 有关， R2 sm n。 3）工作时，一定令负载转矩 ，否则电机将停转。致使电机严重过热过载系数：三相异步机： 它表征了电动机能够承受冲击负载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。 （4）、临界点P（最大转矩） 例 (1)解:一台Y225M-4型的三相异步电 动机，定子绕组型联结，其额定数据为：PN=45kW,nN=1480r/

3、min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tm/TN=2.2，求：(1) 额定电流IN； (2) 额定转差率sN； (3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 、和起动转矩TN (2) 由nN=1480r/min，可知 p=2 (3)有一台异步电动机的技术数据为： 额定功率PN=40kW,形连接,额定电压UN=380 V,额定转速nN=1470r/min,额定效率=90%,定子功率因数cos =0.85,启动能力st=1.2,过载系数m=2,工频f1=50Hz,启动电流比KI=Ist/IN=7。例5：试求：(1) 极对数p； (

4、2) 额定转差率sN； (3) 额定转矩TN； (4) 最大转矩Tm； (5) 直接启动转矩Tst； (6) 额定电流IN； (7) 直接启动电流Ist。解：（1）求极对数p因为nN=1470r/min，所以n1=1500r/min，故得：P=60f1/n1=6050/1500=2(2) 求额定转差率sN sN=(n1nN)/ n1100% =(1500-1470)/1500100%=2%(3) 求额定转矩TN TN=9.550PN/ nN =9.55040000/1470 Nm=259.9 Nm(4) 求最大转矩Tm Tm=mTN=2259.9 Nm=519.8 Nm（5）求直接启动转矩Ts

5、t Tst=STTN=1.2259.9 Nm=311.9 Nm（7）求直接启动电流Ist （6）求额定电流IN 人为改变定子电压U1、定子电源频率f1、定子极对数、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗中的一个或多个参数所得到的机械特性称为异步电动机的人为机械特性。三、人为机械特性1、 降低电源电压U1人为机械特性UTmTstTLTO三、人为机械特性（1）、n1、 Sm不变。（2）、TL不变，S增大，I增大，将使电动机发热。 定子绕组外加电压为0.8UN:定子绕组外加电压为UN: Ta=Tm定子绕组外加电压为0.5UN:1、 降低电源电压U1人为机械特性Tb=0.64TmTc=0.25Tm2、

6、电网电压下降 ，在负载不变的条件下，将使电动机转速下降，转差率S 增大，电流增加，引起电动机发热甚至烧坏。1、若TSTTN电动机会停转例有一台异步电动机，其Tst/TN=1.7，额定功率30KW，额定电压380V，形联结，启动时电源电压为额定电压的65%，试问当负载转矩为额定转矩的80%和50%时，此电动机能否启动？解： Tst=1.7TN Tst=0.6521.7TN=0.7 TN Tst=0.7 TN0.5TN能启动 额定功率电源频率转速电压效率功率因 数Tst/TN16KW50HZ1440r/min380V93.3%0.882一台Y180M-4型三相异步电动机，其部分额定数据如下表所示：

7、试求：（1）该电动机的同步转速n1。（2）转差率S。（3）启动转矩Tst。（4）如果电源电压降为额定电压的80%，这台电动机能否带额定负载直接启动？例TOR2Tst n2、 转子回路串电阻人为机械特性（2）n1和Tm不变，过载能力提高。（1）Tst和Sm增大，启动能力提高，机械特性曲线变软。四、机械特性的软硬 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加转速下降较快 硬特性 （R2小）软特性（R2大）TstTLTO负载的机械特性一、系统旋转运动的三种状态1、当 ,系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。2、当 ,系统处于加速运行状态，即处于动态。3、当 ,系统处于减速运行状

8、态，即处于动态。 首先确定电动机的旋转方向为转速的正方向，然后规定：二、转矩正、负号规定1、电磁转矩 与转速 的正方向相同时为正，相反时为负。2、负载转矩 与转速 的正方向相同时为负，相反时为正。1、若T与n符号相同（同为正或同为负），则表示T的作用方向与n相同，T为拖动转矩；若T与n符号相反，则表示T的作用方向与n相反，T为制动转矩。2、而对于负载转矩则与上述情况正好相反，若TL与n符号相同，则表示TL的作用方向与n相反，TL为制动转矩；若TL与n符号相反，则表示TL的作用方向与n相同，TL为拖动转矩。三、从转矩和转速的符号上判定T与TL的性质一、恒转矩负载 所谓恒转矩负载是指生产机械的负载

9、转矩的大小不随转速n变化，大小为常数，这种负载称为恒转矩负载。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。1、反抗性恒转矩负载（2）当n0,TL0 当n0,TL0（1）由摩擦力产生特点:大小恒定不变，转矩的性质总是阻碍运动的制动性转矩。 负载转矩TL与电机转速n之间的关系，即n=f(TL)称为负载的机械特性，简称负载特性。（3）如机床平移机构、轧钢机、皮带运输机2、位能性恒转矩负载特点是负载转矩由重力作用产生，不论生产机械运动的方向变化与否，负载转矩的大小和方向始终不变。（2）、当n0 当n0（1）、由重力作用产生（3）、如起重机的提升机构、垂直升降机二、恒功率负载 恒功率负载特点是：负载转矩与

10、转速的乘积为一常数，即 与 成反比，特性曲线为一条双曲线。（2）如卷取装置 （2）TL方向始终与n反向（3）如风机、水泵、油泵等。三、泵与风机类负载 负载的转矩 基本上与转速 的平方成正比。负载特性为一条抛物线。（1）（1）电力拖动系统稳定运行条件 稳定点不稳定点条件2.电动机与负载的两条特性的交点要在异步电动机机械特性的运行段。条件1. 电机机械特性曲线及负载机械特性曲线的交点 把电动机的机械特性与负载的转矩特性画在同一坐标平面上。两条特性曲线的交点称为工作点。n1TnTmTstTL启动：TstTL (负载转矩)，电机启动转速n，转矩T cc点：转矩达最大Tm ，转速n继续，T，沿cb走bb

11、点：T=TL，转速n不再上升，稳定运行 若TL ，暂时T TLn s I2 T 直至新的平衡。电动机的自适应负载能力 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。常用特性段s=0s=1例：三相异步电动机，额定功率PN=10kW，额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.2，过载系数=1.8。（牛顿米）（1）额定转矩TN（2）启动转矩Tst（3）最大转矩Tm#（4）用Y 方法起动时的Tst例已知Y225M-2型三相异步电动机的有关技术数据如下：pN=45KW,电源频率f1=50Hz，nN=2940r/m， ，启动能力Kst=2.0，过载系数KM2.2，求该电机的额定转差率、额定转速时电动机转子回路电流的频率、额定转矩、启动转矩、最大转矩和额定输入功