异步电动机的功率、转矩与运行性能

异步电动机的功率、转矩与运行性能三相异步电动机的功率与转矩关系一、功率关系异步电动机在负载时，负载时，P1从电源输入的电功率借助于气隙旋转磁场的作用，作用，从定子通过气隙PM传送到转子，传送到转子，这部分功率称为电磁功率Pmec再扣除转子的机械损耗pmec再扣除转子的机械损耗P和杂散损耗，可得转子轴2和杂散损耗p,上输出的机械功率P2上输出的机械功率消耗于定子绕组的电阻而变成铜耗pCu1消耗于定在转子电子铁心变阻上消耗为铁耗的铜耗pFepCu2pmec+p正常运行时，转差率很小，正常运行时，转差率很小，转于中磁通的变化频率很低，于中磁通的变化频率很低，通常仅1~常仅~3Hz,所以转子铁耗，一般可略去不计。因此，一般可略去不计。因此，从传送到转子的电磁功率中扣除转子铜耗后，子铜耗后，可得转换为机械能的总机械功率功率方程式P=3U1I1cos11pcu1=3IR121PM:pCu2:Pm=1:s:(1s)可见，转速n越低，s越大，转子铜耗越大'22'2pFe=3I02RmRPM=PpCu1pFe=3I1s'''PM=3E2I2cos2=3E2I2cos2′′pcu2=3I22R2=sPMPm=PMpCu2=(1s)PM转差功率P2=Pm(pm+pa)二、转矩关系功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积。功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积。P=TPm=P2+pm+paT=T2+Tm+Ta=T2+T0空载转矩电磁转矩电动机输出的机械转矩机械损耗转矩附加损耗转矩nPm=(1s)PM=PM=PM1n1PmPM==T1电磁转矩既等于总机械功率除以转子的机械角速度，电磁转矩既等于总机械功率除以转子的机械角速度，也等于电磁功率除以旋转磁场的同步角速度。也等于电磁功率除以旋转磁场的同步角速度。电磁转矩公式PMm2E2I2cos2m2(4.44f1N2kdp2Φm)I2cos2T===2πn12πn116060pm2N2kdp2′′=()ΦmI2cos2=CTΦmI2cos22CT=pm2N2kdp22转矩因数第二节三相异步电动机的机械特性一、机械特性的参数表达式3URsT=''2πn1(R1+R2s)+(X1+X2)2602'3pU1R2s='2'22πf1[(R1+R2s)+(X1+X2)]212'2二、固有机械特性1、固有机械特性曲线、临界转差率sm和最大电磁转矩Tm和最大电磁转矩T13pU1213pU12Tm=±≈±''22πf1[±R1+R12+(X1+X2)2]22πf1(X1+X2)sm=±R21'2'22R+(X1+X)R≈±'X1+X2'2过载能力---过载倍数过载能力---过载倍数---Tmkm=TN普通电机km=1.6―2.2,在有特殊要求时也可特殊制造成km=2.2―2.8。堵转转矩Ts和堵转转矩倍数kst(n=0,s=1)3pURTs=''22πf1[(R1+R2)+(X1+X2)]212'2Tskst=TN2、稳定运行问题、转矩与运行的关系TT=JdLdt.当TTL时，加速转矩为正值，电动机为正值，时加速转矩TJ为正值加速。加速。为负值，.当TTL,TJ为负值，电动机减速。,为负值电动机减速。.当T=TL时，TJ=0,转速才能维持不变，=时，转速才能维持不变，电动机处于平衡状态。电动机处于平衡状态。稳定的概念电机在运行时会受到外界因素的扰动(或由于电路的原因使T发生变化，或由于机械的原因使TL发生变化),破坏了稳态平衡，使转速发生变化。稳定――若扰动因素消除后，电动机的转速仍然能恢复到原有的状态。不稳定――若扰动因素消除后，电动机的转速不能恢复到原有的状态。ssk随着转速的增加，电磁转矩随之增大，不能保持稳定运行ssk随着转速的增加，电磁转矩减少，能保持稳定运行稳定运行条件dTdTLdsds临界转差率sk三、人为机械特性1、降低定子端电压的人为机械特性s0nn0ATLsm0.8UNUN102、转子电路内串联对称电阻时的机械特性转子串入电阻时最大转矩不变；临界转差率成正比增大。s'R2sm='X1+X2nn10smsm1R2R2+Rs1R2+RsR2+Rs32串的电阻合适时：R+Rsm==1'X1+X2sm2'210TstTst1Tst2TmT四、机械特性的实用公式实际应用时，三相异步电机的参数不易得到，这样我们用前面的机械特性参数表达式就很不方便。所以,在实际工程中，若利用异步电机产品目录中给出的数据，找出异步电动机的机械特性公式，即便是粗糙些，但也很有用，这就是实用公式。′′2R2R1+R12+(X1+X2)2T=Tms(R1+R2s)2+(X1+X2)2′′sm=R'2'R12+(X1+X2)2R12Tm(1+sm)′R2T=ssmR1++2sm′smsR22TmT=s+smsms已知电机的额定功率、额定转速、过载能力+smsN代入即可得到机械特性方程式。将Tm和sm代入即可得到机械特性方程式。TN=PNTN=9550nN2TmTm=kmTNn1nNsN=n12sNsmsm=sN(km+km1)第三节三相异步电动机的工作特性一、性能指标效率功率因数堵转转矩堵转电流过载能力二、工作特性的分析1、转速特性异步电动机在额定电压和额定频率下，异步电动机在额定电压和额定频率下，输出功率变化时转称为转速特性。速变化的曲线n=f(P2)称为转速特性。三相异步电动机空载时，三相异步电动机空载时，转子的转速n接近于同