三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性

1、三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性1電磁轉(zhuǎn)矩(簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)矩)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T 是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通 與轉(zhuǎn)子電流 I2 相互作用而產(chǎn) 生的。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流 I 及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。經(jīng)理論證明，它們的關(guān)系是：5-4)T KT I2 cos 2其中 T 為電磁轉(zhuǎn)矩 KT 為與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù) 為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每個(gè)極的磁通量I2 為轉(zhuǎn)子繞組電流的有效值2 為轉(zhuǎn)子電流滯后于轉(zhuǎn)子電勢(shì)的相位角 若考慮電源電壓及電機(jī)的一些參數(shù)與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系， ( 5-4)修正為：KTR22sR2U12(sX20)25-5)其中 KT 為常數(shù)U1為定子繞組的相電壓S為轉(zhuǎn)差率R2 為轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻X20為轉(zhuǎn)

2、子靜止時(shí)每相繞組的感抗由上式可知，轉(zhuǎn)矩 T 還與定子每相電壓 U1 的平方成比例，所以當(dāng)電源電壓 有所變動(dòng)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。 此外，轉(zhuǎn)矩 T還受轉(zhuǎn)子電阻 R2的影響。圖4-15 為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線。2機(jī)械特性曲線(a) T=f(s)曲線(b) n=f(T)曲線圖 5-5 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線 在一定的電源電壓 U1和轉(zhuǎn)子電阻 R2下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)差率 n 之間的 關(guān)系曲線 T=f（s）或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線 n=f（T） ，稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線， 它可根據(jù)式（ 5-4）得出，如圖 5-5 所示。在機(jī)械特性曲線上我們要討論三個(gè)轉(zhuǎn)矩：1）額定轉(zhuǎn)矩 TN額定轉(zhuǎn)矩 T

3、N 是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。P2 TN 9550 2 n（5-6）式中 P2 是電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，其單位是瓦特， n 的單位是轉(zhuǎn) / 分， TN的單位是牛米。當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩 T0 時(shí)，阻轉(zhuǎn)矩近似為負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL，電動(dòng) 機(jī)作等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩 T必與阻轉(zhuǎn)矩 TL相等，即 T= TL。額定負(fù)載時(shí)，則有 TN= TL 。2）最大轉(zhuǎn)矩 TmTm又稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)矩，是電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動(dòng) 機(jī)的過(guò)載能力。最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為 Sm，此時(shí)的 Sm 叫做臨界轉(zhuǎn)差率，見(jiàn)圖 5-5（a） 最大轉(zhuǎn)矩 Tm與額定轉(zhuǎn)矩 TN 之比稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù) ，即=

4、Tm/ TN一般三相異步的過(guò)載系數(shù)在 1.8 2.2 之間。在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須考慮可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，而后根據(jù)所選電動(dòng)機(jī) 的過(guò)載系數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩， 它必須大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 否則，就是重選 電動(dòng)機(jī)。3）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst，Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，即 n=0 ，s 時(shí)的轉(zhuǎn)矩。 為確保電動(dòng)機(jī)能夠帶額定負(fù)載起動(dòng)，必須滿(mǎn)足： Tst TN，一般的三相異步電 動(dòng)機(jī)有 Tst/TN=1 2.2。3電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力自適應(yīng)分析電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)， 它所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 T 的大小能夠在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào) 整以適應(yīng)負(fù)載的變化，這種特性稱(chēng)為自適應(yīng)負(fù)載能力。TLn S I 2 T 直至新的平衡。此過(guò)

5、程中， I 2 時(shí)， I1電源提供的功率自動(dòng)增加?？偨Y(jié)：1、電磁轉(zhuǎn)矩 T 的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流 I 及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。T KT I2 cos 2轉(zhuǎn)矩 T 還與定子每相電壓 U1的平方成比例，所以當(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí)， 對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。此外，轉(zhuǎn)矩 T 還受轉(zhuǎn)子電阻 R2的影響。2、在一定的電源電壓 U1 和轉(zhuǎn)子電阻 R2 下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)差率 n 之間的 關(guān)系曲線 T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線 n=f(T) ，稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。 其特性見(jiàn)圖 5-53、三個(gè)轉(zhuǎn)矩：1) 額定轉(zhuǎn)矩 TN額定轉(zhuǎn)矩 TN 是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。P2TN 9550 2n2) 最大轉(zhuǎn)矩 TmTm 又稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)矩， 是電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩。 它反映了電動(dòng) 機(jī)的過(guò)載能力。3) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst，Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，即 n=0 ，