异步电机功率转矩和运行特性

异步电机功率转矩和运行特性第1页，课件共26页，创作于2023年2月异步电动机的功率关系异步电动机的转矩关系三相异步电动机的工作特性主要内容异步电动机的功率、转矩和运行特性第2页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线电磁转矩的物理表达式表明了转矩产生的条件和根本原因；其具有明显的物理意义。但不能反映外加电压、转差率和电机参数对转矩的影响。电磁转矩的参数表达式可以实现上述目的。电磁转矩的参数表达式第3页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线电磁转矩与电源参数（Ｕ1、f1）、结构参数（r、x、m1、p）和运行参数（s）有关。当电源参数和结构参数不变时，电磁转矩仅与运行参数转差率（s）有关。1.TM与U12成正比。2.f1↑→TM↓3.漏电抗xk↑→TM

↓电磁转矩的参数表达式第4页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线电磁转矩（TM

）与转差率（s）的关系曲线称为转矩－转差率曲线，简称TM－s曲线。转差率用转速n表示，则称为异步电动机的机械特性。TM－s曲线第5页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线电动机状态：0＜S≤1，即0

≤n

＜n1；第Ⅰ象限，TM>

0

。发电机状态：S＜0，即n

>

n1；第Ⅲ象限，形状与电动机相同，TM＜

0

。电磁制动状态：S>1，即

n

＜0

；第Ⅰ象限，为电动机转矩曲线的延长线。三种运行状态的TM－s曲线第6页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线起动点：s=1，即

n

=0，Tst为最初起动转矩。上升段：近似双曲线。n↑→s

↓。s较大

(1~sm)→r2′/s较小,(x1+Cx2′)>>(r1+Cr2′/s),忽略(r1+Cr2′/s),TM

∝1/s最大值点：s=sm，TM=Tmax下降段：近似直线。s较小

(0~sm)→r2′/s较大,r1和(x1+Cx2)可忽略,分母只有(Cr2′/s)2，约去分子中的r2′/s，TM

∝s。同步点：s=0，即

n

=n1,

TM=0

。异步电动机TM－s曲线形状分析第7页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线由于存在集肤效应和漏磁路饱和的影响，异步电机的参数不为常数，定、转子漏抗与定、转子电流有关，转子电阻与转子频率有关；而定、转子电流和转子频率都决定于转差率，所以转差率不同，电机的参数也不同。通常对正常运行、最大转矩和起动三种情况采用不同的参数值分别进行计算。参数说明第8页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线两个重要的转矩衡量异步电动机性能的重要指标，对电机的运行具有特别重要的意义最大转矩Tmax正号用于电动机；负号用于发电机第9页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线最大转矩Tmax第10页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线最大转矩Tmax第11页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线最大转矩Tmax1、与成正比；与无关。2、越大，越大；与无关。8、最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:（一般为1.8～2.5，起重，冶金电动机为2.7～3.7）5、和都近似与漏抗成反比。6、对于恒转矩负载，临界转差率为稳定运行的分界点。稳定运行范围是7、稳定运行判据是如图17-5所示如图17-6所示4、近似与成正比。3、越大，与就越小。如图17-7所示第12页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性三、电磁转矩的参数表达式和TM－s曲线最初起动转矩Tst结论：当其它参数一定时1、最初起动转矩与电源电压平方成正比；2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，最初起动转矩越小；3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，最初起动转矩先增后减。4、起动转矩倍数如图17-5所示如图17-6所示（一般为1.0～2.0，起重，冶金电动机为2.8～4.0）第13页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性四、电磁转矩的实用表达式采用电磁转矩参数表达式进行计算，必须通过实验求出参数。在工业企业中，希望不用参数，而用产品目录中的额定功率PN、额定转速nN和过载能力km来计算TM－s曲线，这可用转矩的实用表达式来计算。实用表达式第14页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性四、电磁转矩的实用表达式实用表达式第15页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性四、电磁转矩的实用表达式TM－s曲线的计算步骤已知电机的额定功率、额定转速、过载能力第16页，课件共26页，创作于2023年2月17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性四、电磁转矩的实用表达式TM－s曲线的计算已知电机的额定功率、额定转速、过载能力、某一电磁转矩和其对应的转差率额定负载附近的TM－s曲线的计算(sN≥s＞0)在额定负载范围内运行时的转差率很。故可将其忽略。第17页，课件共26页，创作于2023年2月17.3三相异步电动机的工作特性异步电动机的功率、转矩和运行特性三相异步电动机的工作特性是指在额定电压和额定频率下，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数cos、输出转矩T2

、效率η与输出功率P2的关系曲线在已知等效电路各参数、机械损耗、附加损耗的情况下，给定一系列的转差s，可以由计算得到工作特性。对于已制成的异步电动机，其工作特性也可以通过试验求得。第18页，课件共26页，创作于2023年2月17.3三相异步电动机的工作特性异步电动机的功率、转矩和运行特性一、转速特性P2＝0I2≈0pCu2≈0s→0n→n1

P2↑I2↑pCu2↑↑PM↑s↑n↓是一条稍向下倾斜的曲线。且特性较硬。

如图所示第19页，课件共26页，创作于2023年2月17.3三相异步电动机的工作特性异步电动机的功率、转矩和运行特性二、定子电流特性P2＝0I2′≈0I1≈Im＝

I0=(0.2~0.5)I1NP2↑I2↑I1↑是一条上升曲线。三、功率因数特性P2＝0I1≈Im＝

I0P2↑I2a↑I1a↑s↑n↓I1r↑如图所示如图所示第20页，课件共26页，创作于2023年2月17.3三相异步电动机的工作特性异步电动机的功率、转矩和运行特性四、转矩特性五、功率因数特性P2较小↑η↑是一条稍微上翘的曲线。转速变化不大,且有点下降,故P2较大↑η↓当可变损耗=不变损耗时，有最大效率。对于中小型电动机，在（3/4~1）额定负载时，取得最大效率。 如图所示第21页，课件共26页，创作于2023年2月图17－5最大转矩与电源电压的关系异步电动机的功率、转矩和运行特性ssm10TmaxU1TNTstTM0.49Tst0.49Tmax0.7U1返回第22页，课件共26页，创作于2023年2月异步电动机的功率、转矩和运行特性返回0

0.20.40.60.21.03002502001501005