异步电机6功率转矩和运行特性

1、第三篇异步电机第十七章异步电动机的功率、转矩和运行特性异步电动机的功率、转矩和运行特性主要内容 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异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs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r2= PMpm1I 2=T2p fM2Ws11r2 sxm pU 2C C = 1+ 1 11T=rxM2p f1(r1 + C 2 )+ (x1 + C

2、x2 )22ms异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线电磁转矩的参数表达式r2m pU 211sT=C = 1Mrp f (r +)+ (x+ x )2 2221112s电磁转矩与电源参数（1、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。21. TM与U1 成正比。 2. f1 TM 3. 漏电抗xk TM 异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线TMs曲线电磁转矩（ TM ） 与转差率（s）的关

3、系曲线称为转矩转差率曲线，简称TMs曲线。转差率用转速n表示，则称步电动机的机械特性。异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线u 三种运行状态的TMs曲线p 电动机状态：0 S1，即0 n n1；第象限，TM 0 。p 发电机状态： S 0 ，即n n1；第象限，形状与电动机相同， TM 0 。p 电磁制动状态： S 1，即 n 0 ；第象限，为电动机转矩曲线的延长线。异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线u 异步电动机TMs曲线形状分析p 起动点：s=1，即 n =0，Tst

4、为最初起动转矩。p 上升段：近似双曲线。n s 。 s较大 (1sm) r2/s 较 小 ,(x1+Cx2) (r1+Cr2/s), 忽略(r1+Cr2/s), TM 1/sp 最大值点：s=sm， TM= Tmaxp 下降段：近似直线。 s较小(0sm) 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 sp 同步点： s=0，即 n = n1, TM= 0 。异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线参数说明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

5、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。异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs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u 最大转矩TmaxCrdT= 0= 2 M ds临界转差率 sm+ (x + Cx )2r2112sm = 0.080.20正号用于电动机；负号用于发电机异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表

6、达式和TMs曲线u 最大转矩Tmaxm pU 2= Tmax114p f Cr + (x+ Cx )2 r211112一般r2 (x+ Cx )2，可忽略r2得1121m pU 2Cr 11 2Tsmx+ Cxmax4p f C r + (x+ Cx)121112异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线u 最大转矩TmaxTM忽略r，并取C 1得1Tmaxr 2smx+ x12m pU 2 11Tmax4p f (x+ x )112sm0s异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线

7、u 最大转矩Tmax与U 2成正比；s如图17-5所示1、T与U无关。maxm112、r2 越大，sm 越大；Tma与xr2 无关4、T近似与(U1 )2 成正比。3、 f越大，s与T就越小。m1maxmaxf15、Tmax和 sm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0 s dTL7、稳定运行判据是dsdsT8、最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:k= max mT（一般为1.82.5，起重，冶金电动机为2.73.7）N如图17-7所示o 如图17-6所示异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线u 最

8、初起动转矩Tstm pU 2r=s =1Tst1122p f(r+ Cr )2 + (x+ Cx)2 11212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。C(r + R )s=1Tst= Tmax= 2st= 1+ (x + Cxr2)2smmR= 112- rr1+ (x + Cx )22st=2C4、起动转矩倍数12T st TNK st 如图17-6所示（一般为1.02.0，起重，冶金电动机为2.84.0）如图17-5所示异步电动机的功率、转矩和运行特性17

9、.2 异步电动机的转矩关系四、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TMs曲线，这可用转矩 的实用表达式来计算。u 实用表达式= x1 + x2xk= 0C = 1r1r2m pU 2m pU 211sTM =11r2r2sxk2p f1( s )+2p f1xk ( sx+r )22xkk2异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系四、电磁转矩的实用表达式u 实用表达式r2m pU 2=s=TM11mxk( sms)2p f x+1ks2smTMm

10、 pU 2=T 11 smsTmax4p f xmax+1kssm异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系四、电磁转矩的实用表达式u TMs曲线的计算步骤已知电机的额定功率、额定转速、过载能力P103P103P1、T= 9550 N n N N2p nNW N 60NN= kT2、TmaxTNmN- nN= n1= 2= 1 s-1) sN= s(k+k 23、 nssmNmmTk+1 mmaxmssm2Tmax4、 T=Msms+ssm异步电动机的功率、转矩和运行特性17.2 异步电动机的转矩关系四、电磁转矩的实用表达式u TMs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= s kmTN-1TM TNTN2= s+)2(kssmmTTTT+ mmaxNMMssmu 额定负载附近的TMs曲线的计算(sNs0)sms r3 r2 r1r42222000.20.40.60.21.0 返回图17-6 转子电阻变化时的TM-s曲线异步电动机的功率、转矩和运行特性TMTmaxTL0 sa