異步電動(dòng)機(jī)功率

異步電動(dòng)機(jī)功率主要內(nèi)容1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程2異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線3異步電動(dòng)機(jī)工作特性4異步電機(jī)啟動(dòng)方法8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程一、損耗及功率平衡方程在等效電路上表示功率與損耗:三相功率及損耗需×38、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程一、損耗及功率平衡方程P1PδP2pcu_1pFepcu_2p

+pad

PM8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程一、損耗及功率平衡方程異步電動(dòng)機(jī)得功率與損耗有:輸入功率定子鐵損電磁功率機(jī)械功率輸出功率定子銅損轉(zhuǎn)子銅損8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程一、損耗及功率平衡方程兩個(gè)重要關(guān)系式

可見,從氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子得電磁功率分為兩部分,一小部分變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅損耗,絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榭倷C(jī)械功率。轉(zhuǎn)差率越大,轉(zhuǎn)子銅損耗就越多,電機(jī)效率越低。因此正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)得轉(zhuǎn)差率均很小。異步電動(dòng)機(jī)得功率平衡方程式:8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程一、損耗及功率平衡方程異步電動(dòng)機(jī)得功率平衡方程式:效率為8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程二、轉(zhuǎn)矩平衡方程

在式得兩邊同時(shí)除以機(jī)械角速度得令為空載損耗其中Ω為機(jī)械角速度,單位rad/sM2

為輸出轉(zhuǎn)矩,單位N?m

M為電磁轉(zhuǎn)矩,單位N?m

M0為空載轉(zhuǎn)矩,單位N?m轉(zhuǎn)矩由機(jī)械功率產(chǎn)生,機(jī)械功率除以軸得機(jī)械角速度就就是電磁轉(zhuǎn)矩。PS:轉(zhuǎn)矩得另一個(gè)符號(hào)T8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程二、轉(zhuǎn)矩平衡方程電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)子方面瞧,它等于總機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度;從定子方面瞧,它又等于電磁功率除以同步機(jī)械角速度。式中Ω1為同步機(jī)械角速度。8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念M:其實(shí)質(zhì)就就是轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受力形成得轉(zhuǎn)矩。=ω1pω1為電角速度

為轉(zhuǎn)子電路得功率因數(shù)角

8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念力矩常數(shù)8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念表明:三相異步電動(dòng)機(jī)得電磁轉(zhuǎn)矩就是由主磁通與轉(zhuǎn)子電流得有功分量相互作用產(chǎn)生得。8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念已知一臺(tái)三相四極異步(感應(yīng))電動(dòng)機(jī),額定功率PN

＝l0kW、額定電壓UN＝380V、sN=0、03、定子繞組△接法,定子每相電阻r1=1、375Ω、漏抗x1σ

＝2、43Ω、轉(zhuǎn)子電阻得折算值r′2=1、047Ω、漏抗歸算值x′2σ=4、4Ω、激磁阻抗rm

＝8、34Ω、激磁電抗xm

＝82、6Ω,電動(dòng)機(jī)得機(jī)械損耗pΩ=100W,額定負(fù)載時(shí)得雜散損耗pad=50W。(1)額定負(fù)載時(shí)定子電流,定子功率因數(shù)與電動(dòng)機(jī)得效率;(2)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)得電磁轉(zhuǎn)矩8、1異步電機(jī)功率及轉(zhuǎn)矩方程三、電磁轉(zhuǎn)矩M得物理概念8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線一、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率得關(guān)系:M-s曲線M-s曲線:就是指在電源電壓U1

、頻率f1

確定得情況下,利用等效電路參數(shù)表述得電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率間得關(guān)系曲線。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線一、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率得關(guān)系:M-s曲線在電源電壓U1、頻率f1確定得情況下,對(duì)于一臺(tái)電機(jī),轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)差率s有關(guān),其關(guān)系曲線即為M-s曲線。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線一、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率得關(guān)系:M-s曲線(1)s=1(n=0)時(shí)得轉(zhuǎn)矩,為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mst

,如圖A點(diǎn)所示;(2)當(dāng)s=sm

時(shí)電機(jī)可產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩Mm

,如圖B點(diǎn)所示;(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)時(shí)s=sN

時(shí),對(duì)應(yīng)產(chǎn)生得轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩MN

,如圖C點(diǎn)所示;(4)當(dāng)s=0(n=n1)時(shí),轉(zhuǎn)矩為0,如圖D點(diǎn)所示。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線一、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率得關(guān)系:M-s曲線電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率)之間得關(guān)系曲線,稱為電機(jī)得機(jī)械特性。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩1、最大轉(zhuǎn)矩:可以根據(jù)高等數(shù)學(xué)中求極值得方法求得。r1很小可以忽略8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Mm(1)當(dāng)電機(jī)參數(shù)確定,f1不變時(shí),最大轉(zhuǎn)矩正比于電壓得平方,但臨界轉(zhuǎn)差率與電源電壓無關(guān);(2)當(dāng)U1

、f1不變時(shí),最大轉(zhuǎn)矩與電抗成反比;(3)當(dāng)電機(jī)參數(shù)確定,U1

不變時(shí),最大轉(zhuǎn)矩隨f1得升高而變小;(4)最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān),但就是轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比;(5)過載能力:一般為1、6～2、5,越大表示過載能力越強(qiáng)8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩結(jié)論:最大轉(zhuǎn)矩近似與漏電抗成反比;最大轉(zhuǎn)矩得位置可以由轉(zhuǎn)子電阻得大小來調(diào)整;最大轉(zhuǎn)矩得值與轉(zhuǎn)子電阻值沒有關(guān)系;異步電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻時(shí)機(jī)械特性會(huì)發(fā)生變化。

最大轉(zhuǎn)矩與電網(wǎng)電壓得平方成正比;8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mst:電機(jī)啟動(dòng)時(shí)n=0、s=1,代入轉(zhuǎn)矩公式可見:8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩(1)當(dāng)電機(jī)參數(shù)確定、f1

不變時(shí),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩正比于電壓得平方;(2)當(dāng)電機(jī)參數(shù)確定、U1不變時(shí),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨f1

得升高而變小;(3)當(dāng)U1、f1不變時(shí),漏抗越大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小;8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線二、最大轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩(4)當(dāng)轉(zhuǎn)子回路電阻為時(shí)sm

＝1,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大電磁轉(zhuǎn)矩。(5)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù):,就是衡量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能得重要指標(biāo),一般為1、0～2、0,特殊場(chǎng)合要求4、0以上。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線三、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性1、固有機(jī)械特性2、人為機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)得機(jī)械特性就是

指在一定條件下,電動(dòng)機(jī)得轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩M之間得關(guān)系n=f(M)。由于轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s得關(guān)系:,所以三相異步電動(dòng)機(jī)得機(jī)械特性也往往用M=f(s)得形式表示。機(jī)械特性得“軟”與“硬”8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線三、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性1、固有機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)得固有機(jī)械特性就是指定子在額定電壓、

額定頻率下、按規(guī)定得接線方式接線,定子、轉(zhuǎn)子回路不外接電阻(電容或電感)時(shí),所獲得得機(jī)械特性曲線。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線三、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性2、人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性就是指人為地改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)得某些參數(shù)或電源參數(shù)所得到得機(jī)械特性。(1)降低定子回路端電壓得人為特性8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線三、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性(1)降低定子回路端電壓得人為特性降壓時(shí),轉(zhuǎn)矩按電壓得

平方降低,而臨界轉(zhuǎn)差率不變,曲線如圖所示。降壓后特性變“軟”,啟動(dòng)能力與過載能力都下降,負(fù)載過大將停轉(zhuǎn);若能運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速略有下降,s增大,轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)及電流增大,使電動(dòng)機(jī)過載。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線三、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性(2)轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)電阻得人為特性(繞線式異步)轉(zhuǎn)子串電阻,Mst、sm變化,而Mm不變,曲線如圖所示。適當(dāng)增加轉(zhuǎn)子電阻,可增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。8、2異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)差率曲線四、異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行得穩(wěn)定性問題(1)sm>s>0范圍內(nèi)。向下傾斜,為穩(wěn)定運(yùn)行工作部分,工作于這一范圍內(nèi)。近似為一條直線。(2)1>s>sm范圍內(nèi)。向上傾斜,一般不能穩(wěn)定地工作于這一范圍,就是啟動(dòng)得過渡段。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性異步電動(dòng)機(jī)工作特性就是指:定子電壓及頻率為額定時(shí),轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、功率因數(shù)cosψ1

、電磁轉(zhuǎn)矩M、效率η等與輸出功率P2

得關(guān)系曲線。工作特性曲線得求取方法:(1)工作特性可通過直接負(fù)載法測(cè)得;(2)也可用等效電路計(jì)算得出。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性1、轉(zhuǎn)速特性n=f(P2)空載時(shí),轉(zhuǎn)速n接近于n1。隨負(fù)載增加,n略微降低,此時(shí)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)增大,使轉(zhuǎn)子電流I2s

增大,以產(chǎn)生較大得電磁轉(zhuǎn)矩來平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩。即P2增加,n下降,s增大。轉(zhuǎn)速特性就是一條平緩下降得特性曲線,如圖所示。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性2、定子電流特性I1=f(P2)空載時(shí),轉(zhuǎn)子電流I2

近似為零,定子電流等于勵(lì)磁電流I0

。隨著負(fù)載得增加,轉(zhuǎn)速下降(s增大),轉(zhuǎn)子電流增大,由于,所以定子電流也增大。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性3、轉(zhuǎn)矩特性M=f(P2)空載時(shí)P2=0,電磁轉(zhuǎn)矩M等于空載轉(zhuǎn)矩M0

。隨著P2

得增加,考慮到P2

增加時(shí),n稍有降低,故M2=f(P2)隨著P2增加略向上偏離直線,就是一條稍向上翹得曲線。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性4、定子功率因數(shù)特性cos?1=f(P2)電機(jī)屬電感性負(fù)載,功率因數(shù)總就是滯后得?？蛰d時(shí),只有勵(lì)磁電流,功率因數(shù)很低。負(fù)載電流(有功)增加時(shí),功率因數(shù)提高。接近額定負(fù)載時(shí),功率因數(shù)達(dá)到最高。過載時(shí),n迅速降低,s增大,使?2

增大,cos?2

迅速下降,引起cos?1

下降,如圖所示。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性5、效率特性η=f(P2)空載時(shí)損耗占比例大,效率低;隨P2

增加,η增加,當(dāng)負(fù)載過大,銅損增加快,使效率下降,如圖所示。效率、功率因數(shù)都就是在額定負(fù)載附近達(dá)到最高,故合理選用電動(dòng)機(jī)容量,對(duì)電動(dòng)機(jī)得壽命、功率因數(shù)與效率都有很實(shí)際得意義。8、3異步電動(dòng)機(jī)工作特性結(jié)論:8、4異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法(2)起動(dòng)要求:①起動(dòng)電流盡量小,以減小對(duì)電網(wǎng)得沖擊;②起動(dòng)轉(zhuǎn)矩盡量大,以縮短起動(dòng)時(shí)間;③起動(dòng)設(shè)備簡單,可靠。(1)起動(dòng)定義:電動(dòng)機(jī)接到電源上,從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)得過程。8、4異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法一、籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法1、小容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)－直接啟動(dòng)(又稱全壓啟

動(dòng)):三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)就是指電動(dòng)機(jī)加額定電壓,定子、轉(zhuǎn)子回路不串任何電器元件時(shí)得起動(dòng)。由于正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率s很小(1/s很大),所以與正常運(yùn)行相比啟動(dòng)電

流很大,近似等于5～7倍額定電流。啟動(dòng)電流小8、4異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法一、籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法1、小容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)－直接啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)ψ2

很大,使cosψ2很小啟動(dòng)時(shí)I0

很小,主磁通Φm

很小異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流很大,而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。8、4異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法一、籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法1、小容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)－直接啟動(dòng)可見,異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大,而電流很

大,可達(dá)額定電流得4～7倍,將帶來下述不良后果:(1)使電壓損失過大,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠無法啟動(dòng)。(2)繞組發(fā)熱,絕緣老化,縮短使用壽命。(3)造成過流保護(hù)裝置誤動(dòng)作、跳閘。(4)影響其她設(shè)備得正常運(yùn)行。因此,除了小容量得電動(dòng)機(jī)可采用直接啟