电气及其控制 13

项目三认识三相交流异步电动机

机械性能项目引入01学习任务三相异步电动机受电磁转矩作用而旋转，进而输出机械转矩带动负载运行，因此电磁转矩与转速之间有着必然的联系。分析三相异步电动机的机械特性，可以很好地了解它的起动能力、负载能力、过载能力，进而更好地对其加以控制和应用。在认识三相异步电机的机械特性的基础上，完成异步电机的机械特性测试。02学习流程与目标03能概括三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性。能解释机械特性的基本含义；0102能阐述三相异步电动机电磁转矩的基本概念、表达式及其含义；学习目标知识目标02学习流程与目标02能够正确分析三相异步电动机机械特性。能够根据电磁转矩表达式正确定性分析电动机的运行状态；01学习目标技能目标02学习流程与目标学习目标素质目标02通过对三相异步电动机机械性能的测试，加强安全意识、规范意识通过对三相异步电动机机械特性的分析，加强对三相异步电动机运行规律的理解；0102学习流程与目标认识三相异步电动机

电磁转矩电磁转矩是拉动电动机转动的力矩，它的大小、方向与电动机的工作状况密切相关，是衡量三相异步电动机带负载能力的一个重要指标。在三相异步电动机稳定运行时，转矩平衡方程式为

在电气控制系统中，常可忽略0T，则有式中，T为电磁转矩，为空载转矩，为输出转矩，为负载转矩。01三相异步电动机转矩平衡表达式02三相异步电动机电磁转矩表达式1.参数表达式电磁转矩受电源电压波动的影响较大，同时还受到转子电阻的影响02三相异步电动机电磁转矩表达式1.物理表达式02三相异步电动机电磁转矩表达式1.实用表达式三相异步电动机

机械特性分析01三相异步电动机机械特性概念一、机械特性：在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩T与转速n（或转差率s）之间的函数关系。02三相异步电动机机械特性表达式及曲线三相异步电动机由哪些部分构成的呢？参数表达式当不变，频率不变，电动机的参数（、、、、及）为常值时，电磁转矩是转差率s的函数。02三相异步电动机机械特性表达式及曲线电磁转矩是最大值

时的

值称为临界转差率，记为启动转矩是异步电动机接至电源开始瞬间的电磁转矩02三相异步电动机机械特性表达式及曲线固有机械特性：三相异步电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接线方式接线，定子和转子电路不外接电阻或电抗时的机械特性，称为固有机械特性。转速特性i额定运行点C起动点A最大转矩点B此点是电动机稳定运行的临界点一般，所以略小于理想空载点D为了描述机械特性的特点，下面对固有特性上的几个特殊点进行说明。没有外界转矩的作用，异步电动机本身不可能达到同步转速点02三相异步电动机机械特性表达式及曲线U1'＞U1"人为机械特性：从机械特性表达式可以看出，可以通过改变一些参数，使得特性曲线得到改变，用以满足用户的需求。1.降低定子电压时的人为特性sMTsOU1'U1"U1'＞U1"sMnTOU1'U1"02三相异步电动机机械特性表达式及曲线2.增加转子电阻时的人为特性sM正比于

R2，TM与R2

无关。TMTsOR2'<R2"R2'R2"nTOTMR2'R2"R2'<R2"02三相异步电动机机械特性表达式及曲线R2=X2TsOTMsM＜1sM=1sM＞1R2＜X2R2＞X2R2'

＜R2"

当R2＜X2时，sM＜1，R2

→TST

。当R2=X2时，sM=1，TS=

TM。当R2＞X2时，sM＞1，R2

→TST

。R2增加后，TST大小则与R2和

X2的相对大小有关。

02三相异步电动机机械特性表达式及曲线3.改变定子频率时的人为特性(1)f1＜fNE14.44

f1

kw1N1Φm=≈U14.44

f1

kw1N1为保持Φm

=常数=常数U1f1

因为n0∝f1,sM∝1f1所以

△n

=n0－nM=sMn0（不变）TM=KTpU12

2f1X2R2X2sM=()因为

TM∝U1f12所以

TM

不变。02三相异步电动机机械特性表达式及曲线f1＜fNn0'f1n0TnOfNTMTM=KTpU12

2f1X2R2X2sM=(2)f1＞fN，U1=UN（不变）调频时：f1

→

Φm

因为

n0∝f1，sM∝1f1所以△n

=n0－nM=sMn0(不变)TM∝1f12而且：f1＞fNn0'f1n0TnOfN02三相异步电动机机械特性测试三相异步电机机械特性测试接线图如下所示机械特性接线图测试步骤如下1）按照接线图接好电路；2）将转矩设定调到0；3）调节三相可调电源至电动机的额定值；4）启动电动机，测出时线电压U、线电流I和转速；5）调节转矩仪，使T逐渐增加，从电动机空载到电动机的电流等于1.2之间读取若干组数据