浙江大学电机及其控制研究所：《电机学》第五章 三相感应电动机的电力拖动

第五章三相感应电动机的电力拖动 §5-1异步电动机的电磁转矩和机械特性 机械特性的三种表达式 、机械特性的物理表达式 R (1-S)m22e T 2n丌 2n, (1-S) 60 60 R 2n, 60

第五章 三相感应电动机的电力拖动 §5－1 异步电动机的电磁转矩和机械特性 一、机械特性的三种表达式 1 1 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 60 2 (1 ) 60 2 (1 ) 60 2 (1 )  =   = − −   = −   =  =  Pem n S R m I S n S S R m I n S S R m I P T    1、机械特性的物理表达式

电磁转矩的物理表达式 T 4.44m1y1N1k Iwp,l2 cos 2 27fi -CMo,l2 cos 2 反映了感应电动机的电磁转矩与气隙每极磁通和转子电 流有功分量的乘积成正比的物理本质

1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 1 cos cos 2 4.44      C I I f m pf N k T M w =  ==  反映了感应电动机的电磁转矩与气隙每极磁通和转子电 流有功分量的乘积成正比的物理本质。 电磁转矩的物理表达式

机械特性的参数表达式 2、机械特性的参数表达式 74441092cosq2 2n/1 R 转子侧功率因数 coS卯2 R +X!2 SX S R 根据简化电路得到 的转子电流 R1 3/+(X1n+X2

2、机械特性的参数表达式 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 cos           + =  +         = R SX X S R S R    1 2 2 1 1 1 1 1 cos 2 4.44    I f m pf N k T w ==  2 1 2 2 2 1 1 2 ( ) X  X  S R R U I  + +       + 根据简化电路得到  = 的转子电流 转子侧功率因数 机械特性的参数表达式

电磁转矩的参数表达式(2) 电磁转矩的参数表达式: R S R R1+ +(Xn+X2)2 S 电磁转矩与转速之间的关系曲线,是电动机的机械特性。 °几个关键点: ●起动点 发电运行 TY 最大转矩点 电动运行 额定工作点 制动运行 电动,发电,制动三种 运行状态 n

( ) 2 1 2 2 2 1 2 2 1 1 1 1 X  X  S R R S R mU T  +       +    = ＋ 电磁转矩的参数表达式： •电磁转矩与转速之间的关系曲线，是电动机的机械特性。 •几个关键点： •起动点 •最大转矩点 •额定工作点 •电动，发电，制动三种 运行状态 电磁转矩的参数表达式（2）

最大转矩,过载能力 异步电动机的T曲线上有一个最高点; 最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得 R 0→S=± R1+(X1+X2) 代入转矩公式,得 m max 2R2+√R2+(x+x2) 过载能力:最大转矩与额定转矩之比:m (1.6~2.2

•异步电动机的T-s曲线上有一个最高点； •最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得。 2 1 2 2 1 2 ( ) 0 R X  X  R S dS dT m + +   令： =  =  ( )       + + +  = 2 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 max 2 1 R R X  X  mU T 代入转矩公式，得 •过载能力：最大转矩与额定转矩之比： N m T Tmax  = （1.6~2.2) 最大转矩，过载能力

关于最大转矩的几个重要结论 2R2+√R2+(Xn+Xn) 最大转矩与电网电压的平方成正比; 最大转矩近似与漏电抗成反比; 最大转矩的位置可以由转子电阻的大 小来调整 最大转矩的值与转子电阻值没有关系 异步电动机调节转子电阻时机械特性 的变化

•最大转矩与电网电压的平方成正比； •最大转矩近似与漏电抗成反比； •最大转矩的位置可以由转子电阻的大 小来调整； •最大转矩的值与转子电阻值没有关系； •异步电动机调节转子电阻时机械特性 的变化。 关于最大转矩的几个重要结论 ( )      + + +    = 2 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 max 2 1 R R X  X  mU T

起动电流、起动转矩 起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流; 从等效电路求出起动电流 U1 (R+R2)2+(X1n+X2n)2 起动转矩,即起动瞬间电动机的电磁转矩 U-R (R1+R2)2+(X1+X2) ·若令Sm=1R2=R2+(X+X2n)2 起动转矩等于最大转矩。对于绕线式转子可通过外串 电阻达到

•起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流； 从等效电路求出起动电流： 2 1 2 2 1 2 1 2 ( ) ( ) R R X  X  U I I s t +  + +    = •起动转矩，即起动瞬间电动机的电磁转矩 2 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 ( ) ( ) 1 R R X  X  mU R Ts t +  + +    = •若令Sm = 1 2 1 2 2 2 1 ( ) R R X  X   = + +  起动转矩等于最大转矩。 对于绕线式转子可通过外串 电阻达到。 起动电流、起动转矩

起动转矩的几个重要结 m U-R T C21(R1+R2)+(X1a+X2a) 异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比; °总漏抗越大,起动转矩越小; 绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的 电阻可以增大起动转矩; 当R2=√R2+(Xn+X20)2时,起动转矩最大

•异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比； •总漏抗越大，起动转矩越小； •绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的 电阻可以增大起动转矩； 起动转矩的几个重要结论 • 当 时， 起动转矩最大。 2 1 2 2 2 1 ( ) R R X  X   = + +  2 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 ( ) ( ) 1 R R X  X  mU R Ts t +  + +    =

3转矩的实用计算公式 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法。 72R±R+√R2+(x+X2) m±S(R+2)2+(x1n+X2)2 R12+(X,+X n)=±2 T 2 maX N

通过铭牌数据求取电动机转矩的方法。 3 转矩的实用计算公式 S S S T S T m m + = 2 max ( 1) 2 Sm = SN m + m − ( ) ( ) ( ) Sm R R X X X X S R S R R R R X X T T 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 1 1 max ( ) 2  + +  =        + +    +      + + +  =      

二、固有机械特性 当定子的对称三相绕组 按规定的接线方式; 定子不经任何阻抗直接加额定电压、额定频率 的三相电压; 转子回路不串任何阻抗,直接短路 这种情况下得到的n=f(T),称为固有机械特性

二、固有机械特性 当定子的对称三相绕组 •按规定的接线方式； •定子不经任何阻抗直接加额定电压、额定频率 的三相电压； •转子回路不串任何阻抗，直接短路。 这种情况下得到的n＝f（T）， 称为固有机械特性