三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性

1、第八講 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性及各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（1）1第八講 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性及各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（1）1、三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式2、三相異步電動機(jī)固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性3、三相異步電動機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)4、根據(jù)異步電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)計算其參數(shù)5、繞線式異步電動機(jī)調(diào)速與制動電阻計算21、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式物理表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性CTJ異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)；Fm異步電動機(jī)每極磁通；I2轉(zhuǎn)子電流折算值；cosj2轉(zhuǎn)子功率因數(shù)折算值；（見上冊P14

2、6）31、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式物理表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性41、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式物理表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性51、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式物理表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性61、異步電動機(jī)機(jī)械特性的

3、三種表達(dá)式物理表達(dá)式反映了不同轉(zhuǎn)速時T與Fm及轉(zhuǎn)子電流之間的關(guān)系；在物理上，三個量的方向必須遵循左手定則，三個互相垂直；形式上，與直流電動機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式T=CTFIa相似；稱物理表達(dá)式，用于物理上分析異步電動機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)矩T與磁通Fm及轉(zhuǎn)子電流有功分量之間的關(guān)系較方便。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性71、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式物理表達(dá)式反映了不同轉(zhuǎn)速時T與Fm及轉(zhuǎn)子電流之間的關(guān)系，不能直接反映異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電動機(jī)參數(shù)（如定子相電壓Ux，s，R1，R2，X

4、1，X2，定子相數(shù)m1，轉(zhuǎn)子同步機(jī)械角速度W0等）。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性81、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性91、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式由異步電動機(jī)的近似等效電路得1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械

5、特性101、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性111、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩sm代入T = f（s）得：1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性121、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式通常小結(jié)當(dāng)電動機(jī)參數(shù)及電源頻率不變時，Tm與Ux2成正比，sm保持不變，與Ux無關(guān)；當(dāng)電源頻率及電壓不變時， sm與T

6、m近似與X1X2成反比； Tm與R2 無關(guān)，sm則與R2 成正比。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性131、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式過載倍數(shù)Tm 是電動機(jī)可能產(chǎn)生得最大轉(zhuǎn)矩。如果TzTm，電動機(jī)將停轉(zhuǎn)，為保證電動機(jī)不會因短時過載而停轉(zhuǎn)，電動機(jī)必須有一定得過載倍數(shù)KT一般電動機(jī)的KT1.83.0，起重設(shè)備的電動機(jī)的KT可達(dá)3.5；1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性

7、141、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式起動轉(zhuǎn)矩除Tm 外，異步電動機(jī)還有一個重要的參數(shù)，即起動轉(zhuǎn)矩。起動時，s=1（n=0）代入T = f（s），得對繞線式異步電動機(jī)可通過轉(zhuǎn)子回路串電阻（加大R2），可增加電動機(jī)的TST；1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性151、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式起動轉(zhuǎn)矩對鼠籠式異步電動機(jī)，則不可通過轉(zhuǎn)子回路串電阻來增加電動機(jī)的TST；起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為：KST=TST/TN；當(dāng)TSTTz時，電動機(jī)才能起動，在額定負(fù)載下，只有KST1的籠型

8、異步電動機(jī)才能額定負(fù)載起動。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性161、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式實用表達(dá)式其中：1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性171、異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式實用表達(dá)式忽略R1，則1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性181、異步電動機(jī)機(jī)械特性

9、的三種表達(dá)式實用表達(dá)式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性額定負(fù)載時額定負(fù)載時，s一般很小，有s/smsm/s，則192、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性是指異步電動機(jī)工作在額定電壓及額定頻率下，電動機(jī)按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時所獲得的機(jī)械特性曲線。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性202、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性固有

10、機(jī)械特性幾個特殊運(yùn)行點1）起始點A，特點：n = 0（s = 1），T = Tst，I1st=（47）IN；2）額定工作點B ，特點：n = nN（s=sN），T = TN，I1 = IN ；3）同步轉(zhuǎn)速點H ，特點：n= n0（s = 0），T=0，I1 = I0 ；4）最大轉(zhuǎn)矩點P和P電動狀態(tài)最大轉(zhuǎn)矩點P，特點：T=Tm，s = sm，對應(yīng)書中式(10-16) 、(10-17) 中的正號；回饋制動最大轉(zhuǎn)矩點P，特點：T=Tm，s= sm，對應(yīng)書中式(10-16) 、(10-17) 中的負(fù)號。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械

11、特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性212、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T的數(shù)值是由某一轉(zhuǎn)速n（或s）下的電源電壓Ux，電流頻率f1，定子極對數(shù)p，定子和轉(zhuǎn)子回路的電阻及電抗決定。人為地改變相關(guān)參數(shù)，就可得到不同的人為機(jī)械特性。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性222、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性降低 Ux時的人為機(jī)械特性可知由下式1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性

12、2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性當(dāng)降低Ux時，Tm，Tst與Ux2成正比，sm與Ux無關(guān)。232、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性降低 Ux時的人為機(jī)械特性下圖所示為Ux=0.8UN及Ux=0.5UN時的人為機(jī)械特性。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性242、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性降低 Ux對電動機(jī)運(yùn)行的影響Ux降低時，轉(zhuǎn)速不變，I1和I2將下降，T下降，電動機(jī)開始減速，s增大，sE2增大，T回升，直至T=Tz =TN ，達(dá)到新的平衡；Ux降低后電動機(jī)

13、電流將大于額定值，電動機(jī)如長時連續(xù)運(yùn)行，最終溫升將超過允許值，導(dǎo)致電動機(jī)壽命縮短，甚至燒壞。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性252、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機(jī)械特性由下式R2增大時，n0， Tm不變，sm增大，Tst一開始增大，當(dāng)增大到Tst=Tm后Tst開始減小。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性可知262、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)

14、械特性人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機(jī)械特性可見，對于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，可通過在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻來達(dá)到減小起動電流的目的，同時也可用于調(diào)速。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性272、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗時的人為機(jī)械特性由下式X1增大時，n0不變，Tm 、sm、Tst隨X1的增大而減小。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性可知

15、282、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗時的人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電抗用于籠型異步電動機(jī)降壓起動，以限制電動機(jī)啟動電流。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性292、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機(jī)械特性R1增大時，n0不變，Tm 、sm、Tst隨X1的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2

16、 人為機(jī)械特性可知由下式302、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻時的人為機(jī)械特性定子回路串聯(lián)對稱電阻亦可用于籠型異步電動機(jī)降壓起動，以限制電動機(jī)啟動電流。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性312、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機(jī)械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)的電路如下圖所示。起動初期，轉(zhuǎn)子頻率相當(dāng)大，電抗器的感抗Xst=2psf1Lst較大，轉(zhuǎn)子電流的大部分將流過電阻Rst，這時相當(dāng)于轉(zhuǎn)

17、子串電阻起動。隨著起動過程的進(jìn)行，sf1或Xst越來越小，起動結(jié)束時， Xst很小，幾乎將Rst短接。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性322、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機(jī)械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)電路時的機(jī)械特性如下圖所示。1. 機(jī)械特性三種表達(dá)式1.1 物理表達(dá)式 1.2 參數(shù)表達(dá)式1.3 實用表達(dá)式2. 固有與人為機(jī)械特性2.1 固有機(jī)械特性2.2 人為機(jī)械特性332、異步電動機(jī)固有與人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電抗時的人為機(jī)械特性在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路接入電抗Xst與電阻Rst并聯(lián)的電路時轉(zhuǎn)子回路的等效電路下圖所示。1. 機(jī)械特