電力機(jī)車異步電機(jī)檢修-異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

任務(wù)三異步牽引電機(jī)基本方程項(xiàng)目三異步電機(jī)檢修功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式P1=3U1I1cosφ1pCu1=3I12r1

pFe=3I2mrm

PM=P1?pCu1?pFe

功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式

軸上輸出機(jī)械功率全機(jī)械功率摩擦和風(fēng)阻產(chǎn)生的機(jī)械損耗雜散損耗空載損耗P0功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式

異步電動(dòng)機(jī)的功率流程圖功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式電磁轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、機(jī)械特性分析起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于反抗力矩TL，電動(dòng)機(jī)便能起動(dòng)轉(zhuǎn)速上升階段不穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)：電動(dòng)機(jī)一般工作區(qū)域，呈硬特性（一）額定轉(zhuǎn)矩TN電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN，轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率sN

T=TL=T2+T0

TL=T2=PN/ω=（PN×103）/[(2πnN）/60]=9550(PN/nN)忽略T0異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm當(dāng)轉(zhuǎn)差率s達(dá)到某一值時(shí)，T達(dá)到最大，稱為最大轉(zhuǎn)矩Tm，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)差率sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。對(duì)機(jī)械特性進(jìn)行求導(dǎo)，(dT)/(ds)=0可求得臨界轉(zhuǎn)差率sm=(R2)/x20與之對(duì)應(yīng)的為最大轉(zhuǎn)矩Tm=CU12/(2x20)

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm結(jié)論：①轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比，R2愈大sm就愈小，但Tm不變，故異步電動(dòng)機(jī)可以通過在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性②最大轉(zhuǎn)矩Tm

與電源電壓U12成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小無關(guān)。過載系數(shù)λ=Tm/TN衡量電動(dòng)機(jī)的過載能力。一般λ=1.8～2.5（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（三）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

Tst=C[(R2)/(+X)]起動(dòng)時(shí)：x20>>R2Tst≈C[(R2)/X]結(jié)論：Tst與電源電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2亦成正比。從機(jī)械特性曲線上可知，當(dāng)增加轉(zhuǎn)子電阻（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)而言），起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大。當(dāng)降低電源電壓時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減小。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst=Tst/TN,反映電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力。一般Kst=0.9～1.8異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（四）實(shí)用表達(dá)式Tm=λTNsm=sN（λ+）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，則異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性：異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)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(shí)的機(jī)械特性。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1．起動(dòng)點(diǎn)A定子電流I1=Ist=（4～7）IN（IN為額定電流）二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性2．最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)Ps=sm，T=Tm

是電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性3．額定運(yùn)行點(diǎn)B異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4．同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的理想空載點(diǎn)。此時(shí)：n=n1s=0，T=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動(dòng)機(jī)本身不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)。二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時(shí)，所得T=f（n）或T=f（s）的關(guān)系曲線。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性1．降低U1時(shí)的人為機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期低壓運(yùn)行，會(huì)使電機(jī)過熱甚至燒壞。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性2．定子回路串接三相對(duì)稱阻抗時(shí)的人為機(jī)械特性1.串電阻前2.串電阻后異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性3．轉(zhuǎn)子回路串入三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱電阻適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速。4．改變電源頻率的人為機(jī)械特性調(diào)速時(shí)介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性任務(wù)四異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性項(xiàng)目三異步電機(jī)檢修異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、機(jī)械特性分析起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于反抗力矩TL，電動(dòng)機(jī)便能起動(dòng)轉(zhuǎn)速上升階段不穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)：電動(dòng)機(jī)一般工作區(qū)域，呈硬特性（一）額定轉(zhuǎn)矩TN電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN，轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率sN

Tem=TL=T2+T0

TL=T2=PN/ω=（PN×103）/[(2πnN）/60]=9550(PN/nN)忽略T0異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)差率sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率(dT)/(ds)=0可求得臨界轉(zhuǎn)差率sm=(R2)/X20與之對(duì)應(yīng)的為Tm=CU12/(2X20)

結(jié)論：①轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比，R2愈大sm就愈小，但Tm不變，故異步電動(dòng)機(jī)可以通過在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性②最大轉(zhuǎn)矩Tm

與電源電壓U12成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小無關(guān)。過載系數(shù)λ=Tm/TN衡量電動(dòng)機(jī)的過載能力。一般λ=1.8～2.5（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（三）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

Tst=C[(R2)/(+X)]起動(dòng)時(shí)：x20>>R2Tst≈C[(R2)/X]結(jié)論：Tst與電源電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2亦成正比。從機(jī)械特性曲線上可知，當(dāng)增加轉(zhuǎn)子電阻（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)而言），起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大。當(dāng)降低電源電壓時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減小。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst=Tst/TN,反映電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力。一般Kst=0.9～1.8異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（四）實(shí)用表達(dá)式Tem=Tm=λTNTN=9550

sm=sN（λ+）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載以運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，則Tem=2Tm

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性：異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)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(shí)的機(jī)械特性。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4．同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的理想空載點(diǎn)。此時(shí)：n=n1s=0，Tem=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動(dòng)機(jī)本身不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)。二、固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性（一）固有機(jī)械特性1．起動(dòng)點(diǎn)A定子電流I1=Ist=（4～7）IN（IN為額定電流）2．最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)Ps=sm，Tem=Tm

是電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)3．額定運(yùn)行點(diǎn)B異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時(shí)，所得Tem=f（n）或Tem=f（s）的關(guān)系曲線。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（二）人為機(jī)械特性1．降低U1時(shí)的人為機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期低壓運(yùn)行，會(huì)使