感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線

1、第五章第五章 感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)5.1 感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)態(tài)5.2 三相感應(yīng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)勢(shì)和磁場(chǎng)5.3 三相感三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和等效壓方程和等效電路電路5.4 感應(yīng)電感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率方動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程程和轉(zhuǎn)矩方程5.5 感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定數(shù)的測(cè)定5.8 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性5.6 感應(yīng)動(dòng)機(jī)感應(yīng)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率曲線轉(zhuǎn)差率曲線l本章主要研究本章主要研究定、轉(zhuǎn)子間靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)電流以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的感應(yīng)電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)一般都用作電動(dòng)機(jī)，在少數(shù)場(chǎng)合下，亦有用作發(fā)電機(jī)

2、的。本章先說明空載和負(fù)載時(shí)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)，然后導(dǎo)出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本方程和等效電路，最后分析它的運(yùn)行特性和起動(dòng)，調(diào)速等問題。 一、感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)一、感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)座機(jī)座 籠籠 型型 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組繞線型繞線型 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)定子定子5.15.1 感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)l旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速ns與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差稱為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)之差稱為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差差n與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速ns的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示

3、，表示，即：即： l轉(zhuǎn)差率是表征感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)基本變量。轉(zhuǎn)差率是表征感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)基本變量。按照轉(zhuǎn)差率的正負(fù)和大小，感應(yīng)電機(jī)有電動(dòng)機(jī)、發(fā)按照轉(zhuǎn)差率的正負(fù)和大小，感應(yīng)電機(jī)有電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)，如圖電機(jī)和電磁制動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)，如圖5-5所示所示 例題例題ssnnsnu額定功率額定功率PN (kW) ：額定運(yùn)行時(shí)軸端輸出的機(jī)械功率；：額定運(yùn)行時(shí)軸端輸出的機(jī)械功率；u額定電壓額定電壓UN (V) ：額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電壓；：額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電壓；u額定電流額定電流IN (A)：額定電壓下運(yùn)行，輸出功率為額定值：額定電壓下運(yùn)行，輸出功率為額定值 時(shí)，定子繞組的

4、線電流；時(shí)，定子繞組的線電流；u額定頻率額定頻率fN (Hz) ：定子的電源頻率；：定子的電源頻率；u額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN (r/min) ：額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。：額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。三、額定值三、額定值返回返回 空載運(yùn)行時(shí)， 定子磁動(dòng)勢(shì)基本上就是產(chǎn)生氣隙主磁場(chǎng)的激磁磁動(dòng)勢(shì)，定子電流就近似等于激磁電流。計(jì)及鐵心損耗時(shí)，磁場(chǎng)在空間滯后于磁動(dòng)勢(shì)以鐵心損耗角，如圖如圖5-65-6所示。所示。5.2 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)一、空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)一、空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng) 1.空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì) 2. 主磁通和激磁阻抗主磁通和激磁阻抗l主磁

5、通是通過氣隙并同時(shí)與定、轉(zhuǎn)子繞組相交鏈的磁通，它經(jīng)過的磁路(稱為主磁路)包括氣隙、定子齒、定子軛、轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子軛等五部分如圖5-7所示。l氣隙中的主磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主磁通 將在定子每相繞組中感生電動(dòng)勢(shì) 1E111mw1j4.44Ef Nk ml若主磁路的磁化曲線用一條線性化的磁化曲若主磁路的磁化曲線用一條線性化的磁化曲線來(lái)代替，則主磁通將與激磁電流成正比；線來(lái)代替，則主磁通將與激磁電流成正比；于是可認(rèn)為于是可認(rèn)為 與與 之間具有下列關(guān)系：之間具有下列關(guān)系：11mmmmjEI ZIRX ()1EmI3. 定子漏磁通和漏抗定子漏磁通和漏抗l定子漏磁通又可分為槽漏磁、端部漏磁和諧波定子漏磁通又

6、可分為槽漏磁、端部漏磁和諧波漏磁等三部分，槽漏磁和端部漏磁漏磁等三部分，槽漏磁和端部漏磁如圖如圖5-8a和和b所示。所示。l定子漏磁通定子漏磁通 將在定子繞組中感應(yīng)漏磁電動(dòng)將在定子繞組中感應(yīng)漏磁電動(dòng)勢(shì)勢(shì) 。把。把 作為負(fù)漏抗壓降來(lái)處理，可得作為負(fù)漏抗壓降來(lái)處理，可得 1112111111j22EI XXf Lf N 1 E11 E二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)方程二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)方程l當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率的頻率 f2 應(yīng)為應(yīng)為 l轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) F2 相對(duì)于轉(zhuǎn)子的相對(duì)于轉(zhuǎn)子

7、的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n2： sss21s6060p(nn)pn nnfsfn1. 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)212s6060 fsfnsnnpp 轉(zhuǎn)子本身又以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子本身又以轉(zhuǎn)速n在旋轉(zhuǎn)，因此從定子側(cè)觀察在旋轉(zhuǎn)，因此從定子側(cè)觀察時(shí)，時(shí)，F(xiàn)2在空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)為在空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)為 定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度關(guān)系，如圖定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度關(guān)系，如圖5-9所示。所示。圖圖5-10表示三相繞線型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的空間相表示三相繞線型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的空間相位。位。例題例題ss()nnnnnn 負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的基波對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響，稱為轉(zhuǎn)子反應(yīng)。轉(zhuǎn)子反應(yīng)有兩個(gè)作用：l使氣隙磁場(chǎng)的大小和空間相位發(fā)生變化，從而引 起

8、定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和定子電流發(fā)生變化。 l它與主磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生所需要的電磁轉(zhuǎn)矩， 以帶動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載。2. 轉(zhuǎn)子反應(yīng)轉(zhuǎn)子反應(yīng) 轉(zhuǎn)子反應(yīng)的兩個(gè)作用合在一起，體現(xiàn)了通過電磁感應(yīng)作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的機(jī)理。由此可以進(jìn)一步導(dǎo)出負(fù)載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)方程： 圖圖5-11示出了負(fù)載時(shí)定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)間的關(guān)系，以及定子電流與激磁電流和轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系。12mFFF12mIII22iIIk11w1i22w2m N kkm N k3.3.負(fù)載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)方程負(fù)載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)方程 1m1LIII1L2FF 返回返回1. 定子電壓方程定子電壓方程 111jtjtjt11111111111mm(j)(j) U eI eRXE e

9、UI RXEEI Z5.3 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和等效電路一、電壓方程2. 2. 轉(zhuǎn)子電壓方程轉(zhuǎn)子電壓方程 2s12w2m4.44Esf N k212w2m4.44Ef N k2s2EsEjj2s2s22j22 t tE eI e(RsX)2s2212222Xf Lsf LsX2s2s22jEI (RsX )1I11111(j)EEI X 定子定子22FmmF1F2s2s2s2s(j)EEI X 2sI1E1sE轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子圖圖5-12表示電壓方程相應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖表示電壓方程相應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖定子繞定子繞組內(nèi)組內(nèi)轉(zhuǎn)子繞轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)組內(nèi)二、等效電路二、等效電路 11jj2222j

10、 t tRE eI e(X)s2222jREI (X)s1. 頻率歸算頻率歸算222R1sRRss圖圖5-13表示頻率歸算后，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子的等表示頻率歸算后，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子的等效電路圖；圖中定子和轉(zhuǎn)子的頻率均為效電路圖；圖中定子和轉(zhuǎn)子的頻率均為f1，轉(zhuǎn)子電，轉(zhuǎn)子電路中出現(xiàn)了一個(gè)表征機(jī)械負(fù)載的等效電阻。路中出現(xiàn)了一個(gè)表征機(jī)械負(fù)載的等效電阻。圖圖5-14表示頻率和繞組歸算后定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖表示頻率和繞組歸算后定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖 。 1 w122w22120.90.92N kIN kImm2pp22w21w122222e211w1i2w2m N kN kIII EEk Em N kk

11、N k*222122 m E Im E I222 221 22m I Rm I R222221 221122m I Xm I X2. 繞組歸算繞組歸算 根據(jù)上式即可畫出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的根據(jù)上式即可畫出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的T形等效電路，如圖形等效電路，如圖5-15 所示。圖所示。圖5-16表示與基本方程相對(duì)應(yīng)的相量圖表示與基本方程相對(duì)應(yīng)的相量圖 。11111212212mm12mjUIRXEREIXEEI ZIII ()(j)s經(jīng)過歸算，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和磁動(dòng)勢(shì)方程經(jīng)過歸算，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和磁動(dòng)勢(shì)方程成為成為3. T型等效電路和相量圖型等效電路和相量圖4. 4. 近似等效電路近似等效電路由此即可畫

12、出形近似等效電路，如圖如圖5-17所示。11m21m2m121m21221m11m2m21UIZZZZZUIIZZZcZZUIIZZZZc ZZ1m1m212121m21()UIZZZUIZcZIII c12120ZZZZ返回返回 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從電源輸入的電功率：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從電源輸入的電功率： 消耗于定子繞組的電阻而變成銅耗：消耗于定子繞組的電阻而變成銅耗： 消耗于定子鐵心變?yōu)殍F耗：消耗于定子鐵心變?yōu)殍F耗： 從定子通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率：從定子通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率： 2cu11 11pm I R111 11cosPmU I2Fe1 mmpm I R 22e12 221 2RPmE

13、I cosmIs5.4 5.4 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程一、功率方程，電磁功率和轉(zhuǎn)換功率一、功率方程，電磁功率和轉(zhuǎn)換功率l功率方程為：功率方程為：Cu1Feeecu221PppPPpPPPpp其中其中2Cu2122e2122epm IRsP1sPm IR(1s)Ps 圖圖5-185-18表示相應(yīng)的功率圖。表示相應(yīng)的功率圖。 二、轉(zhuǎn)矩方程和電磁轉(zhuǎn)矩二、轉(zhuǎn)矩方程和電磁轉(zhuǎn)矩l轉(zhuǎn)矩方程轉(zhuǎn)矩方程l電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩e022e02TTTPppPT, T, T eese22w2m22m2222w21coscos212PPTTpm N kICICpm N k 例題例題返回返回

14、 1. 試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康? 確定電動(dòng)機(jī)的激磁參數(shù)確定電動(dòng)機(jī)的激磁參數(shù)、鐵耗和機(jī)械損耗。鐵耗和機(jī)械損耗。一、空載試驗(yàn)一、空載試驗(yàn)5.5 5.5 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定空載特性曲線空載特性曲線2. 鐵耗和機(jī)械損耗分離鐵耗和機(jī)械損耗分離Fepp1210103RIP 21UO返回返回 參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算 激磁電阻激磁電阻 空載電抗空載電抗 激磁電抗激磁電抗2101 101FePm I Rppm01XXX Fem2110pRm I 20210220200RIURZX 5.5 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定 短路特性短路特性1k1k,IP二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)1.試驗(yàn)?zāi)康模捍_定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的漏阻抗。

15、試驗(yàn)?zāi)康模捍_定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的漏阻抗。1U等效電路等效電路2. 參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算221kkkkkk21k11km22k11kkm2jj12UPZ, R, XZRIm IX (RjX)ZRjXRXRj(XX) 22mk12222m222222mk1m222m2()()XRRRRXXRXXXXXXRXX 返回轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性曲線轉(zhuǎn)差率特性曲線 如圖如圖5 525 25 所示。所示。 2211e22s2112RUmsTRRcXcXs 5.6 5.6 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率曲線轉(zhuǎn)差率曲線一、轉(zhuǎn)矩一、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性轉(zhuǎn)差率特性二、最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩二、最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 1. 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)

16、矩 2. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩22m2212112221111max22ss121112()2()2 () cRRsXXRXcXmUm UT XXcRRXcX 2112st22s1212()()mU RTRcRXcX 3. 3. 討論討論l感應(yīng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，與定、轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，與定、轉(zhuǎn)子漏抗之和近似成反比；子漏抗之和近似成反比；l最大轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻值無(wú)關(guān)，臨界轉(zhuǎn)差率則與轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻值無(wú)關(guān)，臨界轉(zhuǎn)差率則與轉(zhuǎn)子電阻成正比：轉(zhuǎn)子電阻增大時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差率增大，但最大電阻成正比：轉(zhuǎn)子電阻增大時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差率增大，但最大轉(zhuǎn)矩保持不變，此時(shí)

17、轉(zhuǎn)矩保持不變，此時(shí)曲線的最大值將向左偏移曲線的最大值將向左偏移, ,如如圖圖5-265-26所示；所示；l起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)子電阻值的增加而增加，直到達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)子電阻值的增加而增加，直到達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩為止。為止。三、機(jī)械特性三、機(jī)械特性 ( (轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩- -轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性) ) 工程中將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的變工程中將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線成為機(jī)械特性?；€成為機(jī)械特性。 電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)稱為電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)稱為電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)。 兩者之間的關(guān)系如圖兩者之間的關(guān)系如圖5-27所示。所示。 例題例題返回返回 在額定電

18、壓和額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩、定子在額定電壓和額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩、定子電流、功率因數(shù)、效率與輸出功率的關(guān)系曲線稱為感應(yīng)電動(dòng)電流、功率因數(shù)、效率與輸出功率的關(guān)系曲線稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性。機(jī)的工作特性。 圖圖5-285-28表示一臺(tái)表示一臺(tái)10kW10kW的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性和定子電的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性和定子電流特性。電磁轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)和效率特性如圖流特性。電磁轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)和效率特性如圖5-295-29所示。所示。 由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)都在額定負(fù)載附近達(dá)到最由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)都在額定負(fù)載附近達(dá)到最大值，因此選用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的容

19、量與負(fù)載相匹配，大值，因此選用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的容量與負(fù)載相匹配，以使電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、合理和安全地使用。以使電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、合理和安全地使用。5.7 5.7 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性一、工作特性一、工作特性 先用空載試驗(yàn)測(cè)出電動(dòng)機(jī)的鐵耗、機(jī)械損耗和定子電阻，先用空載試驗(yàn)測(cè)出電動(dòng)機(jī)的鐵耗、機(jī)械損耗和定子電阻，再進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)求取工作特性。再進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)求取工作特性。二、工作特性的求取二、工作特性的求取1. 直接負(fù)載法直接負(fù)載法2.由參數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)由參數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)在參數(shù)已知的情況下，給定轉(zhuǎn)差率，利用等效電路求出在參數(shù)已知的情況下，給定轉(zhuǎn)差率，利用等效電路求出工作

20、特性。工作特性。 返回返回返回導(dǎo)條導(dǎo)條端環(huán)端環(huán)籠型繞組籠型繞組返回風(fēng)葉風(fēng)葉鐵心鐵心繞組繞組滑環(huán)滑環(huán)軸承軸承返回感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)BmFm返回A CB X Y Z nsnFe返回感應(yīng)電機(jī)中主磁通所經(jīng)過的磁路返回端部漏磁端部漏磁槽漏磁槽漏磁返回nsnsn snns()定轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度關(guān)系定轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度關(guān)系返回轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波F2氣隙磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)Bm轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子22ie22ienTe轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波F2氣隙磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)Bm轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子nTe轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)與氣隙磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)與氣隙磁場(chǎng)在空間的相對(duì)位置定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量圖和定、轉(zhuǎn)子電流相量圖定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)

21、勢(shì)的空間矢量圖和定、轉(zhuǎn)子電流相量圖返回1Fmm()B snmFmI2I290 nABCXYZsnax2F I2 1I2F 返回1f1R 1X2Rn1U1I1E I2s 2sX2f2sE感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子耦合電路圖感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子耦合電路圖頻率歸算后感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖頻率歸算后感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖1f1f返回R1X10 n1U1I1E2ImN kw111,m ,N kw2221sRs2X22ER21R 1X返回2R 0 n1U1I1E21EE2I111,kwNm111,kwNm21Rss 2X頻率和繞組歸算后感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖頻率和繞組歸算后感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖1R

22、返回 1X 2X 2R Rm1I2I21Rss 1UmIXm12EE感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的T形等效電路形等效電路異異步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)相相量量圖圖 返回形近似等效電路形近似等效電路2cR1R返回2cX 1X21scRsmcZ1U1I2ImI返回1PPe P2PpCu1pCu2pFepp 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率圖感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率圖轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性曲線轉(zhuǎn)差率特性曲線返回maxT返回1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 300250200150100 50 012R22R32R42R12223242RRRR 轉(zhuǎn)子電阻變化時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻變化時(shí)的Te-s曲線曲線11111111111111n返回snAe

23、T02TT eT0感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性返回2/kWP24201612 8 4 01210 8 6 4 2 01.000.950.900.850.800.7501AI%ssnnn1Is感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的)(,2PfIn e1N,cosTT返回0.10.80.60.40.20100 80 60 40 20 02 4 6 8 10 12eNTT1cos % 2/ kWP感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的e12N, ,cos()Tf PT例例51 有一臺(tái)有一臺(tái)50Hz的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速nN 730rmin，試求該機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，試求該機(jī)的額定轉(zhuǎn)差

24、率 解：解： s = (ns-nN) /ns = 750-730/750=0.02667 例例5-2 有一臺(tái)有一臺(tái)50HZ、三相、四極的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)、三相、四極的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率差率s=5%，試求：，試求：（1）轉(zhuǎn)子電流的頻率；）轉(zhuǎn)子電流的頻率；（2）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；（3）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速。）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速。 解解 (1)轉(zhuǎn)子電流的頻率轉(zhuǎn)子電流的頻率 f2 = sf1 =0.0550=2.5Hz (2)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n2=60f2/p=(602.5)/2=75r/min (3) 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)

25、勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速 n2 + n = n2+ns(1-s)=1500r/min例例53 已知一臺(tái)三相四極的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定功率 PNl0kW，額定電壓UN380V(三角形聯(lián)結(jié))，定子每相電阻R1=1.33,漏抗X12.43，轉(zhuǎn)子電阻的歸算值R2=1.12，漏抗歸算值X2=4.4，激磁阻抗Rm712，Xm900，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗 p=100W，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗 p=100W。試求額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩，定子和轉(zhuǎn)子相電流，定子功率因數(shù)和電動(dòng)機(jī)的效率。19.87A19.87A11.47A11.47A3 3定子線電流為定子線電流為A A29.4329.43

26、11.4711.47A Aj13.85j13.8527.5327.53j2.43j2.431.331.330 0380380Z ZZ ZZ ZZ ZZ ZU UI I: :為為I I于是定子相電流于是定子相電流j13.85)j13.85)(27.53(27.5326.726.730.8230.82j90j907 7j14.4j14.4353585.5585.5590.2790.2787.1687.1635.235.2Z ZZ ZZ ZZ Z的并聯(lián)值是：的并聯(lián)值是：與Z與ZZ Z85.5585.5590.2790.27j90)j90)(7(7jXjXR RZ Z激磁阻抗：激磁阻抗：87.1687

27、.1635.235.2j4.4)j4.4)3535j4.4)j4.4)0.0320.0321.121.12( (jXjXs sR RZ Z：，則轉(zhuǎn)子的等效阻抗為，則轉(zhuǎn)子的等效阻抗為0.032(試探值）0.032(試探值）s s設(shè)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率設(shè)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率輸入功率輸入功率（1）定子電流和定子（1）定子電流和定子解解m m 2 2m m 2 21 11 11 11 1m m 2 2m m 2 2m m 2 2m mm mm m 2 2 2 2 2 2N N 定子功率因數(shù)為：定子功率因數(shù)為：（2 2）轉(zhuǎn)子電流和激磁電流）轉(zhuǎn)子電流和激磁電流 WIU11389cos3P 871. 043.29coscos11111m21m22m1m2Z90.27II11.4710.02AZZ1