異步電機(jī)等效電路的簡(jiǎn)化

1、電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)15.6 異步電機(jī)等效電路的簡(jiǎn)化異步電機(jī)等效電路的簡(jiǎn)化“T型型”準(zhǔn)確地表示一臺(tái)異步電機(jī)準(zhǔn)確地表示一臺(tái)異步電機(jī)簡(jiǎn)化計(jì)算，常將簡(jiǎn)化計(jì)算，常將T T型型電路的勵(lì)磁支路前移電路的勵(lì)磁支路前移l變壓器：變壓器：Z Z* *m m5050，I I* *0 0 0.050.05，Z Z* *1 10.050.05l感應(yīng)電機(jī)：感應(yīng)電機(jī)：Z Z* *m m33，I I* *0 00.250.25，X X* *1 10.050.05勵(lì)磁電路直接移到電源端將引起較大誤差，特別是對(duì)小勵(lì)磁電路直接移到電源端將引起較大誤差，特別是對(duì)小型電機(jī)，常不能滿足工程計(jì)算的精確度。型電機(jī)，常不能滿足工程計(jì)算的

2、精確度。為消除誤差，引入一個(gè)為消除誤差，引入一個(gè)校正系數(shù)校正系數(shù)1 1，對(duì)電路作必要修正，對(duì)電路作必要修正，使使形等效電路和形等效電路和T T形等效電路完全等效。形等效電路完全等效。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)21 1、型等效電路型等效電路( (準(zhǔn)確的準(zhǔn)確的型等效電路）型等效電路）（較準(zhǔn)確的等效電路）（較準(zhǔn)確的等效電路）電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)32、簡(jiǎn)化等效電路、簡(jiǎn)化等效電路n 對(duì)于容量大于對(duì)于容量大于100kW100kW的異步電機(jī)，有的異步電機(jī)，有1 111。則有。則有u簡(jiǎn)化等效電路求得的定子、轉(zhuǎn)子電流，比簡(jiǎn)化等效電路求得的定子、轉(zhuǎn)子電流，比T T型電路求得的值偏型電路求得的值偏大，有一定誤差，

3、且電機(jī)容量越小，誤差越大。大，有一定誤差，且電機(jī)容量越小，誤差越大。u分析小型電機(jī)還是選用分析小型電機(jī)還是選用T T型電路較好；大電機(jī)，尤其是在進(jìn)行型電路較好；大電機(jī)，尤其是在進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算中，使用近似電路可以大大簡(jiǎn)化計(jì)算，且偏差也電力系統(tǒng)計(jì)算中，使用近似電路可以大大簡(jiǎn)化計(jì)算，且偏差也可在允許范圍內(nèi)?？稍谠试S范圍內(nèi)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)4電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)5電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)6電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)7電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)8電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)95.7 異步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定異步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定1 1、試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)取、試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)取 和和一、空載（空轉(zhuǎn)）試驗(yàn)一、空載（空轉(zhuǎn)）

4、試驗(yàn)mmXR ,mecFepp ,2 2、試驗(yàn)方法：、試驗(yàn)方法：定子三相繞組與三相電源（三相調(diào)壓器）接通；定子三相繞組與三相電源（三相調(diào)壓器）接通；轉(zhuǎn)子空載（不帶任何機(jī)械負(fù)載）；轉(zhuǎn)子空載（不帶任何機(jī)械負(fù)載）；定子端電壓從定子端電壓從(1.1(1.11.3)U1.3)UN N下調(diào)下調(diào)0.2U0.2UN N；記錄記錄U U1 1、I I0 0，P P0 0，n n（nnnn1 1變化應(yīng)很小，除去轉(zhuǎn)速變變化應(yīng)很小，除去轉(zhuǎn)速變動(dòng)大的數(shù)據(jù)），繪制曲線動(dòng)大的數(shù)據(jù)），繪制曲線電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)103、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)分析n 注意：注意：nnnn1 1s0Is0I2 2很小，很小，I I2 20 0 轉(zhuǎn)子

5、銅耗轉(zhuǎn)子銅耗p pCu2Cu2忽略不計(jì)忽略不計(jì)n 調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)過程：U U1 1II1 1II0 0n P P0 0=f(U=f(U1 1) )n I I0 0 =f(U=f(U1 1) )電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)110120102admecFeCupppRImPp忽略空載轉(zhuǎn)子繞組損耗0120100admecFepppRImPP機(jī)械損耗，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)有機(jī)械損耗，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)有摩擦阻力、風(fēng)阻等，消耗的摩擦阻力、風(fēng)阻等，消耗的功率功率附加損耗（雜散損耗），鐵心有附加損耗（雜散損耗），鐵心有齒槽、磁場(chǎng)中的高次諧波，產(chǎn)生齒槽、磁場(chǎng)中的高次諧波，產(chǎn)生阻力矩，消耗的功率。（大型阻力矩，消耗的功率。（大型

6、0.5PN；小型；小型(1-3)PN ）21020UppBppadFemadFenU1無關(guān)，決定于與mecpmecmecpUp，則只有延長(zhǎng)空載損耗線至：分離機(jī)械損耗01直線電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)12補(bǔ)充：分離補(bǔ)充：分離p pFeFe和和p pad0ad0的方法的方法n 如果要求進(jìn)一步把如果要求進(jìn)一步把p pFeFe和和p pad0ad0分開，需用另一臺(tái)輔助電分開，需用另一臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)把感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子拖到同步轉(zhuǎn)速動(dòng)機(jī)把感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子拖到同步轉(zhuǎn)速n n1 1，進(jìn)行試驗(yàn)。，進(jìn)行試驗(yàn)。此時(shí)此時(shí)n=nn=n1 1；s=0s=0；I I2 2=0=0，轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗和空載附加損，轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗和空載

7、附加損耗全由輔助電動(dòng)機(jī)供給，定子電流純?yōu)閯?lì)磁電流耗全由輔助電動(dòng)機(jī)供給，定子電流純?yōu)閯?lì)磁電流I Im m。n 所以把此時(shí)定子輸入功率減去此時(shí)的定子銅耗便得鐵所以把此時(shí)定子輸入功率減去此時(shí)的定子銅耗便得鐵耗耗p pFeFe。FeCupRImPpP1201010電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)134、參數(shù)計(jì)算、參數(shù)計(jì)算2020020100000RZXImpRIUZ1010XXXXXXmm電動(dòng)機(jī)空載，轉(zhuǎn)子支路近似開路電動(dòng)機(jī)空載，轉(zhuǎn)子支路近似開路定子漏抗短定子漏抗短路試驗(yàn)測(cè)得路試驗(yàn)測(cè)得201ImpRFem空載時(shí)的額定相空載時(shí)的額定相電壓及相電流電壓及相電流電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)14二、短路（堵轉(zhuǎn)）試驗(yàn)二、短路

8、（堵轉(zhuǎn)）試驗(yàn)1.1. 試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量Z ZK K=R=RK K+jX+jXK K ；轉(zhuǎn)子電阻；定、轉(zhuǎn)子漏；轉(zhuǎn)子電阻；定、轉(zhuǎn)子漏抗?？埂?.2. 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：定子加電壓定子加電壓(U(Uk k=0.4U=0.4U1N1N) )逐漸降低；逐漸降低；轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)；記錄記錄U Uk k、I Ik k，P Pk k，繪制曲線，繪制曲線I Ik k=f(U=f(Uk k) )、P Pk k=f(U=f(Uk k) ) 3.3. 試驗(yàn)等效電路試驗(yàn)等效電路1R 1X 2X2R mRmXn=0;s=1n=0;s=1R RK K+jX+jXk k電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)154、數(shù)據(jù)分析

9、、數(shù)據(jù)分析2221 , ,kkkkkkkkkRZXImPRIUZ1R 1X 2X2R mRmXR RK K+jX+jXk k)()(222211XXjRXjRjXjXRjXRZmmkkk0UmmmkRRX很低，鐵耗忽略：所加電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)1622222222212222221)()(XXRXXXRXXXXXRXRRRmmmkmmk211XX）對(duì)于一般電機(jī)，（)()(222211XXjRXjRjXjXRjXRZmmkkk實(shí)部虛部實(shí)部虛部分開：分開：1010XXXXXXmm利用空載利用空載試驗(yàn)試驗(yàn)kkmXXXRRRxx21221212，忽略勵(lì)磁回路的影響）對(duì)大型電機(jī)，有（1X2X1R2R

10、電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)175 5、關(guān)于短路試驗(yàn)的說明、關(guān)于短路試驗(yàn)的說明n 在正常工作范圍內(nèi)，定、轉(zhuǎn)子的漏抗基本為一常值。但當(dāng)高在正常工作范圍內(nèi)，定、轉(zhuǎn)子的漏抗基本為一常值。但當(dāng)高轉(zhuǎn)差時(shí)轉(zhuǎn)差時(shí)( (例如起動(dòng)時(shí)例如起動(dòng)時(shí)) )，定、轉(zhuǎn)子電流將比額定值大很多，此，定、轉(zhuǎn)子電流將比額定值大很多，此時(shí)漏磁磁路中的鐵磁部分將達(dá)到飽和，從而使總的漏磁磁阻時(shí)漏磁磁路中的鐵磁部分將達(dá)到飽和，從而使總的漏磁磁阻變大，漏抗變小。變大，漏抗變小。在開始飽和時(shí)，在開始飽和時(shí)，X Xk k隨電流的增加迅速下隨電流的增加迅速下降，降，而到電流很大、飽和程度很高時(shí)，則基本上而到電流很大、飽和程度很高時(shí)，則基本上不變。不變

11、。故在進(jìn)行故在進(jìn)行堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力求測(cè)得堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力求測(cè)得I Ik k=I=I1N1N、I Ik k=(2=(23)I3)I1N1N和和U Uk k=U=U1N1N三點(diǎn)三點(diǎn)數(shù)據(jù)。然后分別計(jì)算不同飽和程度時(shí)的漏抗值。數(shù)據(jù)。然后分別計(jì)算不同飽和程度時(shí)的漏抗值。u計(jì)算工作特性時(shí)，計(jì)算工作特性時(shí)， I Ik k=I=I1N1N ；u計(jì)算起動(dòng)特性時(shí)，計(jì)算起動(dòng)特性時(shí)， U Uk k=U=U1N1N時(shí)的值；時(shí)的值；u計(jì)算最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，采用對(duì)應(yīng)于計(jì)算最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，采用對(duì)應(yīng)于(23)I(23)I1N1N時(shí)的漏抗值；時(shí)的漏抗值；n 這樣可使計(jì)算結(jié)果接近于實(shí)際情況。這樣可使計(jì)算結(jié)果接近于實(shí)際情況。電機(jī)學(xué) 第五章 異

12、步電機(jī)18和和p234p234例例5.45.4類似類似電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)19電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)205.9 5.9 異步電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程異步電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程 一、功率平衡關(guān)系一、功率平衡關(guān)系電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)21輸入功率輸入功率11111cosIUmP 定子銅損定子銅損12111RImpCu定子鐵損定子鐵損mFeRImp2011 1、異步電動(dòng)機(jī)從電源獲取電功率，即輸入功率、異步電動(dòng)機(jī)從電源獲取電功率，即輸入功率2 2、輸入功率首先經(jīng)定子繞組產(chǎn)生定子銅耗、輸入功率首先經(jīng)定子繞組產(chǎn)生定子銅耗3 3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)掠過定轉(zhuǎn)子鐵心，產(chǎn)生鐵耗、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)掠過定轉(zhuǎn)子鐵心，產(chǎn)生鐵

13、耗 轉(zhuǎn)子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)速為snsn1 1較小，故轉(zhuǎn)子鐵耗忽略；較小，故轉(zhuǎn)子鐵耗忽略；定子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)速為定子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)速為n n1 1較大；較大；鐵耗主要為定子鐵耗鐵耗主要為定子鐵耗 電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)224 4、剩余功率將通過氣隙磁場(chǎng)感應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組，此功率稱為、剩余功率將通過氣隙磁場(chǎng)感應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組，此功率稱為電磁功率電磁功率電磁功率電磁功率2221222122211C1coscosIEmIEmsRImppPPFeuem轉(zhuǎn)子銅損轉(zhuǎn)子銅損emCusPRImRImp222122222總機(jī)械功率總機(jī)械功率emCuemmecPsRssImRss

14、ImpPP)1 (112221222225 5、電磁功率、電磁功率P Pemem首先提供轉(zhuǎn)子銅耗首先提供轉(zhuǎn)子銅耗6 6、剩余的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率、剩余的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)237 7、總機(jī)械功率克服機(jī)械損耗、總機(jī)械功率克服機(jī)械損耗p pmecmec、附加損耗、附加損耗p pad0ad0，其余功率，其余功率為輸出的機(jī)械功率為輸出的機(jī)械功率轉(zhuǎn)軸輸出功率轉(zhuǎn)軸輸出功率02admecmecppPPpPpppppPPadmeccuFecu202121021admeccuFecupppppp異步電機(jī)總異步電機(jī)總功率式：功率式：電機(jī)總損耗：電機(jī)總損耗：在電機(jī)參數(shù)和轉(zhuǎn)差率在

15、電機(jī)參數(shù)和轉(zhuǎn)差率s已知的已知的情況下，利用等效電路計(jì)算情況下，利用等效電路計(jì)算出各個(gè)電流，再進(jìn)一步計(jì)算出各個(gè)電流，再進(jìn)一步計(jì)算各個(gè)功率。各個(gè)功率。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)24 功率功率流程圖流程圖p pCu1Cu1P Pememp pFe1Fe1p pCu2Cu2p padadp pmecmecP P2 2P P1 1異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程：異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程：pPpppppPPFecucuadmec21221admecFecucupppppppPP2121電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)25 各功率間的重要關(guān)系式：各功率間的重要關(guān)系式：ssRRPpemCu)/(222ssRRssPPemme

16、c1122emmecPsP)1 ( emCusPp2orn上式說明：異步電動(dòng)機(jī)有上式說明：異步電動(dòng)機(jī)有s s存在：轉(zhuǎn)子有銅耗。正常運(yùn)行異步存在：轉(zhuǎn)子有銅耗。正常運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)，nnnn1 1，s s很小很小銅耗很小。銅耗很小。n異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速nn，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率s s愈大，愈大，sPsPemem愈大。愈大。n當(dāng)異步電機(jī)處于電磁制動(dòng)狀態(tài)時(shí)：當(dāng)異步電機(jī)處于電磁制動(dòng)狀態(tài)時(shí)：ns s1 1，p pCu2Cu2PPemem，從定子傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率都消耗于轉(zhuǎn)子銅，從定子傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率都消耗于轉(zhuǎn)子銅耗還不夠，還應(yīng)從軸上輸入機(jī)械功率去補(bǔ)償；耗還不夠，還應(yīng)從軸上輸入機(jī)械功率去補(bǔ)償

17、；n當(dāng)當(dāng)s s1 1，P Pmecmec0n0 00；電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向一致；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩一致；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩;電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)Motor sn1 T1 n0;電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反；制動(dòng)轉(zhuǎn)矩向相反；制動(dòng)轉(zhuǎn)矩;制制動(dòng)運(yùn)行動(dòng)運(yùn)行Breaking 起起動(dòng)動(dòng)點(diǎn)點(diǎn)n=n1，無電磁感應(yīng)，無電磁感應(yīng)作用，作用，Tem=0電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)37在電源電壓在電源電壓U U1 1和轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電阻R R2 2 一定的情況下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的一定的情況下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線關(guān)系曲線 T Temem=f(s)=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(

18、Tn=f(Temem) )，稱為，稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。三種運(yùn)行狀態(tài)：電動(dòng)，發(fā)電，制動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)：電動(dòng)，發(fā)電，制動(dòng)s=0,n=ns=0,n=n1 1 ,e,e2 2=i=i2 2=0=0，T Temem=0=0s s較小時(shí)，較小時(shí)，T Temem與與s s近似成正比；近似成正比；s s很大很大時(shí)，時(shí)，T Temem與與s s成反比成反比( (以雙曲線為漸近以雙曲線為漸近線線) )，有最大轉(zhuǎn)矩，有最大轉(zhuǎn)矩T Tmaxmax存在。存在。s=0s=0 ，T Temem ，e e2 2 , , i i2 2 （ s s較小時(shí)，較小時(shí)，T Temem表達(dá)式分母中表達(dá)式分母中R

19、 R2 2/s/s 值很大，可值很大，可忽略忽略X X11+X+X22，故，故s s ，T Temem ）；）；s s繼續(xù)繼續(xù) ，T Temem 不多；不多；s s較大時(shí)，較大時(shí)，s s ,T,Temem , ,( (s s較大時(shí)，分母中較大時(shí)，分母中R R2 2/s/s 值變小，值變小，X X遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于R R，X X11+X+X22成為成為主要部分，故主要部分，故s s ，T Temem 不多不多；s s較大較大時(shí)，時(shí)，T Temem= =T Tmaxmax后，后，s s ,T,Temem ）221221122112XXsRRfsRpUmTem電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)38上述分析的簡(jiǎn)單描述

20、：上述分析的簡(jiǎn)單描述：s=0s=0T Temem=0=0T Temem i i2 2 ss221221122112XXsRRfsRpUmTemT Tmaxmax達(dá)達(dá)到到ssT Temem ssX X11+X+X22成為成為主要部分主要部分電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)393 3、最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩n 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線T-sT-s上有一個(gè)最高點(diǎn)，稱為最上有一個(gè)最高點(diǎn)，稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩。大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩。n 最大轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)高等數(shù)學(xué)中求極值的方法求得，最大轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)高等數(shù)學(xué)中求極值的方法求得，求導(dǎo)求導(dǎo)2212211221112XXsRRfsRpUmPTemem0d

21、sdTem最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率221212)(XXRRsm)(42212111211maxXXRRfpUmT電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)40n + +號(hào)表示電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，號(hào)表示電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，- -號(hào)表示發(fā)電機(jī)狀態(tài)號(hào)表示發(fā)電機(jī)狀態(tài)n 通常通常 ，故，故R R1 12 2可略去，上兩式簡(jiǎn)化為可略去，上兩式簡(jiǎn)化為22121)(XXR)(4211211max212XXfpUmTXXRsm討論討論221212)(XXRRsm)(42212111211maxXXRRfpUmT電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)41討論討論 T TmaxmaxUU1 12 2；s sm m與與U U1 1無關(guān)；無關(guān)； T Tm

22、axmax與與R R 2 2沒有關(guān)系；沒有關(guān)系；s s與與R R 2 2有關(guān)，有關(guān)，s sR R 2 2 ；T Tmaxmax的位置可以由轉(zhuǎn)子電的位置可以由轉(zhuǎn)子電阻的大小來調(diào)整（串入阻的大小來調(diào)整（串入R Rststssm mTTemem=f(s=f(s) )左移；左移；R Rstst串入串入的合適，可使的合適，可使T Tstst=T=Tmaxmax ）；）； T Tmaxmax(1/(1/X Xk k) )； T TmaxmaxUU1 12 2/f/f1 1X Xk k；XXk k=2=2fNfN2 2 ff1 1TTmaxmax(1/f(1/f1 12 2) )；s smm(1/f(1/f

23、1 1) )(4211211max212XXfpUmTXXRsm電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)424 4、過載能力、過載能力k kM Mn 最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比n 普通電機(jī)普通電機(jī)k kM M=1.8=1.82.52.5，起重、冶金等起重、冶金等制造成制造成k kM M=2.7=2.73.73.7。NMTTkmaxl最大電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)來說具有重要意義，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)最大電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)來說具有重要意義，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載短時(shí)突然增大，隨后又恢復(fù)正常負(fù)載：行時(shí)，若負(fù)載短時(shí)突然增大，隨后又恢復(fù)正常負(fù)載：總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(T(T0 0+T+T2 2)T)T)Tmaxmax

24、，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。l可見可見T Tmaxmax愈大，電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載能力越強(qiáng)。愈大，電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載能力越強(qiáng)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)435 5、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 n 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩則是起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩則是起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩n 起動(dòng)瞬間起動(dòng)瞬間n=0n=0或或s=1s=1時(shí)，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)，這一時(shí)刻時(shí)，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)，這一時(shí)刻的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，用的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，用T Tstst表示，則表示，則有有221221122112XXRRfRpUmTst2212211221112XXsRRfsRpUmPTemem令令s=1s=1電機(jī)學(xué) 第

25、五章 異步電機(jī)441.1. T TststUU1 12 2; T; Tstst反比于反比于f f1 12.2. U U1 12 2、f f1 1不不變變，(X(X1 1 +X+X2 2 )T)Tstst 3.3. 若要求起動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，令若要求起動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，令s sm m1 1uR R2 2+R Rstst =X=X1 1 +X+X2 2 4.4. 對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串電阻對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串電阻R Rstst，且，且R R2 2+R Rstst =X=X1 1 +X+X2 2 時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于最大電磁轉(zhuǎn)矩。時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于最大電磁轉(zhuǎn)矩。5.5. 籠型不能串電

26、阻啟動(dòng)籠型不能串電阻啟動(dòng), ,T Tstst大小不能改變。大小不能改變。221221122112XXRRfRpUmTst討論：討論：212XXRsm)(kk1;2ie2kstkstXRRXRR若不限制的串入若不限制的串入R RststTTemem先先后后電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)45起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)n起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)倍數(shù)n一般普通異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為一般普通異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為0.80.81.21.2；籠型；籠型1.01.02.02.0；對(duì)起重、冶金等特殊用途的電動(dòng)機(jī)，則要求；對(duì)起重、冶金等特

27、殊用途的電動(dòng)機(jī)，則要求2.82.84.04.0nk kstst：反映電機(jī)起動(dòng)負(fù)載的能力，：反映電機(jī)起動(dòng)負(fù)載的能力，k kstst大大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)快電動(dòng)機(jī)起動(dòng)快。 NststTTk 電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)46 T Temem=f(s=f(s) )曲線上的重點(diǎn)四個(gè)點(diǎn)：曲線上的重點(diǎn)四個(gè)點(diǎn)：（結(jié)合（結(jié)合pptpptp37p37的機(jī)械特性分析復(fù)習(xí)）的機(jī)械特性分析復(fù)習(xí)）T TN NT TststT Tmaxmaxs sm ms sN N1 1電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)47三、實(shí)用表達(dá)式三、實(shí)用表達(dá)式n 通過銘牌數(shù)據(jù)求取電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩通過銘牌數(shù)據(jù)求取電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T Temem的方法。的方法。n 已知電機(jī)的額

28、定功率已知電機(jī)的額定功率P PN N、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速n nN N、過載能力、過載能力k kM M212XXRsm)(4211211XXfpUmTm電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)482212211221112XXsRRfsRpUmPTemem實(shí)用表達(dá)式實(shí)用表達(dá)式電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)49（1）已知）已知P PN N、n nN N，求額定輸出轉(zhuǎn)矩，求額定輸出轉(zhuǎn)矩T TN NmNnPnPPTNNNNNNN955060/1010332NmTkTmax11nnnsNN忽略空載轉(zhuǎn)矩，有忽略空載轉(zhuǎn)矩，有NmmNemNssssTTTmax2NmTTkmax2NmmNssss（2）k km m求最大電磁轉(zhuǎn)矩求最

29、大電磁轉(zhuǎn)矩T Tmaxmaxn利用實(shí)用表達(dá)式求利用實(shí)用表達(dá)式求Tem和和sm；進(jìn)而得到；進(jìn)而得到Tem=f(s) 特性曲特性曲線線電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)50（3 3）求臨界轉(zhuǎn)差）求臨界轉(zhuǎn)差（4 4）將上述）將上述T Tmaxmax、s sm m帶入帶入 ，并假定，并假定s s0.010.01，0.020.02求取對(duì)應(yīng)的求取對(duì)應(yīng)的T Temem，作，作T Temem=f(s=f(s) )。)1(2mmNmkkssmmemssssTT2maxn 通常通常s sm m0.080.080.200.20，s sN N0.020.060.020.06；s sm m/ss/s/ss/sm m。忽略。忽略s

30、/ss/sm m項(xiàng)，得到簡(jiǎn)化實(shí)用公式：項(xiàng)，得到簡(jiǎn)化實(shí)用公式：memssTT2max適用適用s sN N附近區(qū)域附近區(qū)域電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)515.65.6電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)52電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)53電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)54電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)55電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)56例：一臺(tái)繞線異步電動(dòng)機(jī)，從產(chǎn)品目錄中，查的部分?jǐn)?shù)據(jù)：例：一臺(tái)繞線異步電動(dòng)機(jī)，從產(chǎn)品目錄中，查的部分?jǐn)?shù)據(jù)：P PN N20kW20kW、U UN N380V380V、定子、定子、I IN N45.5A45.5A、n nN N730r/min730r/min、k kT T2 2，試作出，試作出T Teme

31、mf f（s s）。）。n 解：解：mNnPTNNN6 .26173020955095500267. 075073075011nnnsNNNmTTkmax22NmmNssss)1(or2mmNmkkss)(0071. 01 . 0增根orsmmmemssssTT2max電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)57mNTssTTstmmst6 .10312maxmNTkTNm2 .52326 .261maxmTsemN6 .418,05. 0emNTsbNN6 .261,0267. 00, 0emTsamNTsdm2 .523, 1 . 0maxmNTscst6 .103, 1mTsemN246, 4 . 0f

32、a ab bd dc c（為準(zhǔn)確，再計(jì)算（為準(zhǔn)確，再計(jì)算e e、f f兩點(diǎn)）兩點(diǎn)）1 10.10.1s sT Temem0.02670.0267mmemssssTT2max電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)58本階段作業(yè)本階段作業(yè)（藍(lán)色必做）（藍(lán)色必做）n 5-11n 5-13 再加一問，若輸入同樣功率，物理再加一問，若輸入同樣功率，物理量如何變化？量如何變化？n 5-31n 5-32n 5-37電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)59 先畫幾個(gè)機(jī)械特性先畫幾個(gè)機(jī)械特性1、三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性、三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性sn0nNsNnmsm10TNTstTmaxTemABCD電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)60

33、2、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓時(shí)的機(jī)械特性、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓時(shí)的機(jī)械特性snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tst0.64Tmax電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)613、轉(zhuǎn)子回路串電阻時(shí)的機(jī)械特性、轉(zhuǎn)子回路串電阻時(shí)的機(jī)械特性R2+Rs3Tst2sm2R2+Rs2Tst1sm1R2+Rs11 0TstTmTems n0n1smR2電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)624、定子串接電抗器時(shí)的機(jī)械特性、定子串接電抗器時(shí)的機(jī)械特性1 0TmTemsms n0n1T Tmm xstsm電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)635.11 異步電動(dòng)機(jī)工作特性異步電動(dòng)機(jī)工作特性n 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子繞組加額

34、定電壓異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子繞組加額定電壓U UN N及及額定頻率額定頻率f f1 1，隨著軸上拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載變化（反映為，隨著軸上拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載變化（反映為輸出功率輸出功率P P2 2變化），電動(dòng)機(jī)的主要物理量（轉(zhuǎn)差率變化），電動(dòng)機(jī)的主要物理量（轉(zhuǎn)差率s s或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速n n，輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩T T2 2, ,定子電流定子電流I I1 1，效率，效率 ，功率因，功率因數(shù)數(shù)coscos 1 1等）的關(guān)系曲線。等）的關(guān)系曲線。n 能反映異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，是合理選擇、使用電能反映異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，是合理選擇、使用電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。動(dòng)機(jī)的依據(jù)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)64P P2 2*

35、*一、轉(zhuǎn)差率特性一、轉(zhuǎn)差率特性 s=f(Ps=f(P2 2) )n方法一：方法一： 空載運(yùn)行，空載運(yùn)行，P P2 2=0=0，s s 0, n0, n n n1 1。 在在00，s sm m 區(qū)域，區(qū)域，T T2 2 T Temem s, s, P P2 2 T T2 2n n sn sn s(1-s)n s(1-s)n1 1 P P2 2 ,s,s ,n,n 。us=f(s=f(P P2 2) )曲線略有上翹的曲線。曲線略有上翹的曲線。特性較硬。特性較硬。n 方法二：方法二：u隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率流增大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大。

36、增大而增大。 221M1222112221em2CucosICIRm=TIRm=PP=s電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)65二、效率特性二、效率特性其中：其中：P P2 2=P=P1 1-p-pcu1cu1-p-pFeFe-p-pcu2cu2-p-pmecmec-p-padad=P=P1 1- - p pv空載運(yùn)行：空載運(yùn)行：P P2 2=0=0， =0=0；只有鐵耗和機(jī)械損耗；只有鐵耗和機(jī)械損耗；)(2PfpPpPP2121v不變損耗不變損耗p pFeFe、p pmecmec：從從空載到額定負(fù)載運(yùn)行空載到額定負(fù)載運(yùn)行，因，因 m m基基本不變，本不變，p pFeFe基本不變；基本不變；n n基本不變

37、基本不變, ,機(jī)械損耗機(jī)械損耗p pmecmec近似不近似不變。變。 v可變損耗可變損耗p pcu1cu1、p pcu2cu2、p padad：p pcu1cu1、p pcu2cu2隨著負(fù)載的變化而隨著負(fù)載的變化而變化（變化（I I1 12 2、I I2 22 2 ）；）；p padad也隨負(fù)載增加而增加。也隨負(fù)載增加而增加。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)66n P P2 2從從0 0開始增加，總開始增加，總損耗損耗 p p增加較慢，增加較慢， 上升很快上升很快n 不變損耗可變損耗，即不變損耗可變損耗，即p pFeFe+p+pmecmec= =p pcu2cu2+ +p pcu1cu1+p+pad

38、ad ， 達(dá)達(dá)到最大值；到最大值；n P P2 2繼續(xù)增加，繼續(xù)增加，定轉(zhuǎn)子銅耗定轉(zhuǎn)子銅耗增加增加很快，很快， 反而下降。反而下降。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)67某系列異步電機(jī)額定效率和容量關(guān)系某系列異步電機(jī)額定效率和容量關(guān)系容量容量 N N10kW以下以下7487，10100kW87921001000kW8494，l異步電動(dòng)機(jī)額定效率異步電動(dòng)機(jī)額定效率 N N在在74-94%74-94%之間之間; ;l最大效率發(fā)生在最大效率發(fā)生在(0.7-1.0)P(0.7-1.0)PN N。l電機(jī)容量越大，一般電機(jī)容量越大，一般 就越高。就越高。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)68三、功率因數(shù)特性三、功率因數(shù)特性n

39、 異步電動(dòng)機(jī)必須從電網(wǎng)吸收滯后的電流來勵(lì)磁和滿足漏異步電動(dòng)機(jī)必須從電網(wǎng)吸收滯后的電流來勵(lì)磁和滿足漏電抗的需要，其功率因數(shù)永遠(yuǎn)小于電抗的需要，其功率因數(shù)永遠(yuǎn)小于1 1。1.1. 空載時(shí)，定子電流基本上用來產(chǎn)生主磁通空載時(shí)，定子電流基本上用來產(chǎn)生主磁通( (I I1 1=I=Im m) )用于無用于無功勵(lì)磁功勵(lì)磁，有功功率很小，功率因數(shù)也很低，通常小于，有功功率很小，功率因數(shù)也很低，通常小于0.20.2。2.2. 隨著負(fù)載電流增大，輸入電流（定子電流）中的有功分隨著負(fù)載電流增大，輸入電流（定子電流）中的有功分量也增大，功率因數(shù)量也增大，功率因數(shù)coscos 1 1增大。增大。 3.3. 在額定功率

40、附近，功率因數(shù)達(dá)到最大值。在額定功率附近，功率因數(shù)達(dá)到最大值。 4.4. 超過超過P PN N后負(fù)載繼續(xù)后負(fù)載繼續(xù) cos cos 2 2(轉(zhuǎn)子無功電流分量轉(zhuǎn)子無功電流分量定子與之平衡的無功定子與之平衡的無功電流分量電流分量)cos)cos 1 1下降。下降。)(cos21Pf2222sXarcRtgsP轉(zhuǎn)子回路阻抗角曲線見下頁(yè)曲線見下頁(yè)電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)69四、轉(zhuǎn)矩特性四、轉(zhuǎn)矩特性1.1. 異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 2.2. 轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降。轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降。 3.3. 轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)上翹的曲線。（近似直

41、線）轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)上翹的曲線。（近似直線） )(22PfT 602222nPPT過過P P* *2 21 1；T T* *2 21 1點(diǎn)點(diǎn)電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)70五、電流特性五、電流特性1.1. 異步電動(dòng)機(jī)定子電流：異步電動(dòng)機(jī)定子電流：2.2. 空載時(shí)空載時(shí)I I2 2 =0=0，I I1 1= =I I0 0為勵(lì)磁電流，為勵(lì)磁電流，電流很小，隨著負(fù)載電流電流很小，隨著負(fù)載電流I I2 2 增大，電機(jī)的輸入電流增大，電機(jī)的輸入電流I I1L1L增大，故增大，故I I1 1增大。增大。3.3. I I2 2 與輸出功率與輸出功率P P2 2不成正比，不成正比，I I1 1與輸出功率呈非線性關(guān)

42、系。與輸出功率呈非線性關(guān)系。相量和21IIImI I1 1=f(=f(P P2 2) )過過P P* *2 21 1；I I* *2 21 1點(diǎn)點(diǎn)電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)71注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：n 避免避免“大馬拉小車大馬拉小車”和和“小馬拉大車小馬拉大車”u異步電機(jī)的效率和功率因數(shù)都在額定負(fù)載附近達(dá)到最大異步電機(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)的容量與負(fù)載相匹配，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。u若電機(jī)容量大，長(zhǎng)期輕載（一般指若電機(jī)容量大，長(zhǎng)期輕載（一般指0.5PN0.

43、5PN以下），不經(jīng)以下），不經(jīng)濟(jì)。濟(jì)。u若電機(jī)容量過小，長(zhǎng)期過載，會(huì)使電機(jī)溫升超過允許值，若電機(jī)容量過小，長(zhǎng)期過載，會(huì)使電機(jī)溫升超過允許值，影響電機(jī)壽命，損壞電機(jī)。影響電機(jī)壽命，損壞電機(jī)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)725.12 5.12 三相三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)n 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)起當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，然后升速到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，這個(gè)過程稱為起來，然后升速到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，這個(gè)過程稱為起動(dòng)過程，簡(jiǎn)稱起動(dòng)。動(dòng)過程，簡(jiǎn)稱起動(dòng)。n 起動(dòng)過程中電流一般較大，為了避免電機(jī)在起動(dòng)過程起動(dòng)過程中電流一般較大，為了避免電機(jī)在起動(dòng)過程中損

44、壞和降低起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，一般希望起動(dòng)中損壞和降低起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，一般希望起動(dòng)過程越快越好。過程越快越好。 n 衡量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能有下面指標(biāo)：衡量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能有下面指標(biāo)：1.1.起動(dòng)電流倍數(shù)：起動(dòng)電流倍數(shù)：k kI I=I=Istst/I/IN N，盡可能小，盡可能小2.2.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：k kstst=T=Tstst/T/TN N，盡可能大，盡可能大3.3.起動(dòng)時(shí)間短起動(dòng)時(shí)間短4.4.起動(dòng)設(shè)備盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作。起動(dòng)設(shè)備盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于操作。一、起動(dòng)過程一、起動(dòng)過程電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)73a)a) 起動(dòng)電流起動(dòng)電流I Istst1.1.n=0,s=

45、1,n=0,s=1,異步電機(jī)對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)短路阻抗異步電機(jī)對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)短路阻抗Z ZK K，流過它，流過它的穩(wěn)態(tài)電流稱起動(dòng)電流。的穩(wěn)態(tài)電流稱起動(dòng)電流。2.2.利用簡(jiǎn)化等效電路，忽略勵(lì)磁支路，則起動(dòng)電流為利用簡(jiǎn)化等效電路，忽略勵(lì)磁支路，則起動(dòng)電流為kstZUXXRRUI12212211)()(s=1s=1電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)74后果：后果：u這樣大的起動(dòng)電流流過電網(wǎng)將引起瞬間線路壓降，使這樣大的起動(dòng)電流流過電網(wǎng)將引起瞬間線路壓降，使得工作在同一電網(wǎng)上的其他電動(dòng)機(jī)處在低電壓工作狀得工作在同一電網(wǎng)上的其他電動(dòng)機(jī)處在低電壓工作狀態(tài)，影響了它們的工作，甚至使其停轉(zhuǎn)。態(tài)，影響了它們的工作，甚至使其停轉(zhuǎn)。u此

46、外，起動(dòng)電流過大時(shí)，將使電動(dòng)機(jī)本身受到過大電此外，起動(dòng)電流過大時(shí)，將使電動(dòng)機(jī)本身受到過大電磁力的沖擊，如果經(jīng)常起動(dòng)，還有使繞組過熱的危險(xiǎn)。磁力的沖擊，如果經(jīng)常起動(dòng)，還有使繞組過熱的危險(xiǎn)。起動(dòng)電流倍數(shù)：起動(dòng)電流倍數(shù)：k kI I= =I Istst/I/IN N=4=47 7n 一般籠型一般籠型異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)Z ZK K* *=0.140.25,=0.140.25,在額定電壓在額定電壓(U(U1 1* *=1)=1)下直接起動(dòng)，下直接起動(dòng)，I Istst* *=4=47 7電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)75b)b) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：n 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)k kstst=0.9=0.91

47、.31.3nn 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大的原因：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大的原因：起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)s=1s=1，f f2 2=f=f1 1，X X22RR2 2，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角 2 2=arctgX=arctgX22/R/R2 29090,coscos 2 2很低很低，因此雖然，因此雖然I I2 2大，大，但但I(xiàn) I2 2coscos 2 2很小。很小。起動(dòng)電流大，定子阻抗壓降大，感應(yīng)電勢(shì)起動(dòng)電流大，定子阻抗壓降大，感應(yīng)電勢(shì)E E1 1小，小，E E1 1(1/2)U(1/2)U1 1，E E1 1 m m，磁通小磁通小， m m=(1/2)=(1/2) mNmN；n 因此雖然因此雖然I I2 2大，但起動(dòng)

48、轉(zhuǎn)矩大，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T Tstst=C=CM M m mI I2 2coscos 2 2不大不大22cosICTmMem電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)76后果后果n 異步電機(jī)異步電機(jī)TstT2,才能起動(dòng)。如果起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小，就不能才能起動(dòng)。如果起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小，就不能在滿載下起動(dòng)，應(yīng)設(shè)法提高。但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不能過大，在滿載下起動(dòng)，應(yīng)設(shè)法提高。但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不能過大，否則，會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞。否則，會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞。 n 如果機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣性較大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，起動(dòng)緩慢，將如果機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣性較大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，起動(dòng)緩慢，將使起動(dòng)過程中消耗的能量增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)使起動(dòng)過程中消耗的能量增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)

49、發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。重時(shí)甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。l異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特點(diǎn)：起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特點(diǎn)：起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小l對(duì)起動(dòng)過程的要求：對(duì)起動(dòng)過程的要求：(1)T(1)Tstst足夠大；足夠大；(2)I(2)Istst不能太大。不能太大。例例: :I Istst* *=6=6， m m* *=0.5,=0.5, coscos 2 2=0.3,=0.3,則則T Tstst* *=0.9=0.9 矛盾！矛盾！22cosICTmMem對(duì)電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)沖擊小沖擊小啟動(dòng)過渡啟動(dòng)過渡過程短過程短電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)77二、起動(dòng)原則和方法二、起動(dòng)原則和方法1.1. 電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)于電網(wǎng)容量

50、很小時(shí)，可以直接起動(dòng)；電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)于電網(wǎng)容量很小時(shí)，可以直接起動(dòng)；2.2. 如果生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求不大，則只考慮限制電流；如果生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求不大，則只考慮限制電流；3.3. 如生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求較高，則既要限制電流，又要如生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求較高，則既要限制電流，又要保證需要的轉(zhuǎn)矩。保證需要的轉(zhuǎn)矩。n 決定異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的原則：決定異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的原則：具體情況具體分析：具體情況具體分析：M冶金冶金M農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)M電網(wǎng)容量？電網(wǎng)容量？電機(jī)容量？電機(jī)容量？應(yīng)用場(chǎng)合？應(yīng)用場(chǎng)合？電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)78n 起動(dòng)方法：起動(dòng)方法：1.1. 籠形異步電動(dòng)機(jī)：籠形異步電動(dòng)機(jī)：1.1.直接起動(dòng)直接

51、起動(dòng)；2.2.降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)定子繞組串電阻或者電抗；定子繞組串電阻或者電抗；Y Y-起動(dòng)；起動(dòng)；自耦變壓器起動(dòng)自耦變壓器起動(dòng)2.2. 繞線式異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)795.12.1 5.12.1 （全壓）直接起動(dòng)（全壓）直接起動(dòng)v直接起動(dòng)：利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接起動(dòng)：利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接到額定電壓電網(wǎng)上。直接接到額定電壓電網(wǎng)上。v特點(diǎn)：起動(dòng)設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，起動(dòng)電流較大。特點(diǎn)：起動(dòng)設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，起動(dòng)電流較大。v現(xiàn)代設(shè)計(jì)的鼠籠式電動(dòng)機(jī)本身都允許直接起動(dòng)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)的鼠籠式電動(dòng)機(jī)本身都允許直接起動(dòng)。電

52、機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)80假設(shè)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的假設(shè)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的0.850.85，TUTU1 12 2起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降為0.723T0.723TstNstN可滿足輕載起動(dòng)可滿足輕載起動(dòng)電網(wǎng)上其余運(yùn)轉(zhuǎn)中的電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（假定電網(wǎng)上其余運(yùn)轉(zhuǎn)中的電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（假定k kM M1.61.6）：）：可滿足額定負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)停轉(zhuǎn)。可滿足額定負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)停轉(zhuǎn)。u頻繁起動(dòng)頻繁起動(dòng)M M：起動(dòng)引起電壓壓降：起動(dòng)引起電壓壓降10%10%，可直接起動(dòng)；，可直接起動(dòng)；u不頻繁起動(dòng)不頻繁起動(dòng)M M：起動(dòng)引起電壓壓降：起動(dòng)引起電壓壓降15%15%，可直接起動(dòng)；，可直接起動(dòng)；起動(dòng)起動(dòng)電機(jī)電機(jī)電機(jī)

53、學(xué) 第五章 異步電機(jī)81v適用條件條件：電網(wǎng)容量相對(duì)較大的情況下采用；適用條件條件：電網(wǎng)容量相對(duì)較大的情況下采用；電電機(jī)頻繁起動(dòng)程度，以及拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小等因素。機(jī)頻繁起動(dòng)程度，以及拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小等因素。各地電業(yè)管理部門對(duì)此都有規(guī)定，用戶應(yīng)遵照?qǐng)?zhí)行。各地電業(yè)管理部門對(duì)此都有規(guī)定，用戶應(yīng)遵照?qǐng)?zhí)行。v一般只有功率在二三十千瓦以下的小容量異步電動(dòng)機(jī)一般只有功率在二三十千瓦以下的小容量異步電動(dòng)機(jī)才能采用直接起動(dòng)的方法來起動(dòng)。而對(duì)于功率較大的才能采用直接起動(dòng)的方法來起動(dòng)。而對(duì)于功率較大的異步電動(dòng)機(jī)通常都采用降壓起動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)通常都采用降壓起動(dòng)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)825.12.2 5.1

54、2.2 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)n 不能采用直接起動(dòng)時(shí)：不能采用直接起動(dòng)時(shí)：I IststUU1 1，采用降低電壓的辦采用降低電壓的辦法來減小起動(dòng)電流，簡(jiǎn)稱降壓起動(dòng)法來減小起動(dòng)電流，簡(jiǎn)稱降壓起動(dòng)降低定子繞組降低定子繞組上所加的電壓上所加的電壓U1。n 可是，可是，T TststUU1 12 2，U U1 1T Tstst。n 說明降壓起動(dòng)只適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的場(chǎng)合，說明降壓起動(dòng)只適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的場(chǎng)合，如驅(qū)動(dòng)離心泵、通風(fēng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)。如驅(qū)動(dòng)離心泵、通風(fēng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)。kstZUXXRRUI12212211)()(221221122112XXRRfRpUmTst電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)83一、定

55、子串電抗降壓起動(dòng)一、定子串電抗降壓起動(dòng)n 在定子繞組中串聯(lián)電抗或電阻都能降低起動(dòng)電流，在定子繞組中串聯(lián)電抗或電阻都能降低起動(dòng)電流，但串電阻起動(dòng)能耗較大，只用于小容量電機(jī)中。一但串電阻起動(dòng)能耗較大，只用于小容量電機(jī)中。一般都采用般都采用定子繞組串聯(lián)電抗定子繞組串聯(lián)電抗降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)。l起動(dòng)時(shí)在定子回路中串電抗器起動(dòng)時(shí)在定子回路中串電抗器X X，開關(guān)開關(guān)K2K2斷開，合上斷開，合上K1K1，電機(jī)起動(dòng)。，電機(jī)起動(dòng)。l待起動(dòng)完畢后，將電抗器待起動(dòng)完畢后，將電抗器X X切除，切除，即合上開關(guān)即合上開關(guān)K2K2。l利用電抗器產(chǎn)生的電抗壓降，利用電抗器產(chǎn)生的電抗壓降，降低電動(dòng)機(jī)定子繞組的端電壓。降低電動(dòng)

56、機(jī)定子繞組的端電壓。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)84設(shè)設(shè) U UX X/U/U N N=1/a=1/a則此兩種情況下電網(wǎng)提供的線電流之比為：則此兩種情況下電網(wǎng)提供的線電流之比為：I Istst/I/IstNstN=U=UX X/U/U N N=1/a=1/a降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T Tstst與全壓起動(dòng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與全壓起動(dòng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T TstNstN之比為：之比為：T Tstst/T/TstNstN=(U=(UX X/U/U N N) )2 2=1/a=1/a2 2 串電抗降壓電機(jī)端電壓串電抗降壓電機(jī)端電壓U UX X；全壓起動(dòng)電機(jī)端電壓全壓起動(dòng)電機(jī)端電壓U U N N說明，降低起動(dòng)電流，會(huì)明顯

57、降低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。使說明，降低起動(dòng)電流，會(huì)明顯降低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。使I Istst降低的同時(shí)，要考慮降低的同時(shí)，要考慮T Tstst是否滿足要求。是否滿足要求。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)85在已知在已知a a時(shí)，可由下述方法求出所串電抗值時(shí)，可由下述方法求出所串電抗值X X 。RRk k2 2+(X+(Xk k+X+X ) )2 2=a(R=a(Rk k2 2+X+Xk k2 2) )kstXstNkaZIaUIUZZkX2k22k2Xa1)R-(aX所串電抗值所串電抗值這種起動(dòng)方法只能用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小無關(guān)重要的這種起動(dòng)方法只能用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小無關(guān)重要的場(chǎng)合，如空載起動(dòng)。場(chǎng)合，如空載起動(dòng)。電機(jī)學(xué) 第五章

58、異步電機(jī)86二、用二、用Y-起動(dòng)器起動(dòng)起動(dòng)器起動(dòng)v只有在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成只有在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成“”且其三相繞組且其三相繞組首尾六個(gè)端子全部引出來的電動(dòng)機(jī)才采用首尾六個(gè)端子全部引出來的電動(dòng)機(jī)才采用Y-Y-起動(dòng)器起動(dòng)器起動(dòng)。起動(dòng)。v起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)時(shí)，K K2 2投向投向“起動(dòng)起動(dòng)”位置，然后合上位置，然后合上K K1 1，電動(dòng)，電動(dòng)機(jī)在機(jī)在Y Y接法下運(yùn)行，低壓接法下運(yùn)行，低壓起動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升。起動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升。v當(dāng)轉(zhuǎn)速接近正常運(yùn)行轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速接近正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速時(shí)，將速時(shí)，將K K2 2投向投向“運(yùn)行運(yùn)行”位置，電機(jī)繞組位置，電機(jī)繞組接法，接法，在全壓下運(yùn)行。在全壓下運(yùn)行。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)

59、87Y-Y-降壓起動(dòng)與全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流關(guān)系降壓起動(dòng)與全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流關(guān)系stNstNststIIIIII31313131)(相線、電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)88Y-Y-降壓起動(dòng)與全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系：降壓起動(dòng)與全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系：vY Y起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T Tstst；直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T TstNstN T Tstst/T/TstNstN=(U=(UX X/U/U N N) )2 2 =(1/ =(1/3)3)2 2=1/=1/3 3vY-Y-起動(dòng)器價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，是小型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，是小型異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法。國(guó)產(chǎn)常用的起

60、動(dòng)方法。國(guó)產(chǎn)Y Y系列系列4KW4KW以上電動(dòng)機(jī)定子繞組以上電動(dòng)機(jī)定子繞組均采用均采用接法，以便用接法，以便用Y-Y-起動(dòng)方法起動(dòng)。起動(dòng)方法起動(dòng)。電機(jī)學(xué) 第五章 異步電機(jī)89三、自耦變壓器降壓起動(dòng)三、自耦變壓器降壓起動(dòng)n 自耦降壓起動(dòng)是利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)是利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓降低。過程中的端電壓降低。n 自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的電壓（例如國(guó)自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的電壓（例如國(guó)產(chǎn)自耦變壓器一般有三個(gè)抽頭，分接電壓分別為額定產(chǎn)自耦變壓器一般有三個(gè)抽頭，分接電壓分別為額定電壓的電壓的73%73%、64%64%、55%55%），根