電機與拖動課件ppt--第3章 交流異步電動機

1、第3章 交流異步電動機 3 . 1 三相異步電動機的工作原理與結(jié)構(gòu) 3 . 2 三相異步電動機的定子繞組 3 . 3 三相異步電動機定子繞組的感應電動勢 3 . 4 三相異步電動機的定子磁動勢 3 . 5 三相異步電動機的等值電路和相量圖 3 . 6 三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩 3 . 7 三相異步電動機的工作特性 3 . 8 三相異步電動機的機械特性 3 . 9 單相異步電動機 三相異步電動機是應用通電導體在磁場中產(chǎn)生電磁力的原理而工作的,如圖所示,外圓圈是可以轉(zhuǎn)動的圓柱形鐵心, 安放了一對磁極。在磁極中間裝有一個也能夠轉(zhuǎn)動的圓柱形鐵心,簡稱轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子外 圓的兩個槽內(nèi)嵌放著一個閉合線圈。

2、若將外圓圈上的一對磁極以速度 逆時針旋轉(zhuǎn),成為旋轉(zhuǎn)磁場, 切割轉(zhuǎn) 子導條。用右手定則可知: N極下導 條感應電動勢方向是向內(nèi)的,S極下是 向外的。第3章 交流異步電動機3.1 三相異步電動機的工作原理與結(jié)構(gòu)3 . 1 . 1 三相異步電動機的工作原理(1) 1n3 . 1 . 1 三相異步電動機的工作原理(2) 閉合線圈導條中的電流與感應電動勢同方向,由左手定則可知,N極下導條電磁力方向向左,S極下的向右,這一對力偶產(chǎn)生了轉(zhuǎn)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩T,其轉(zhuǎn)向為逆時針方向, 轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩T的作用下,就會以n的速度沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來,成為電動機。 同步轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 之差 稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差 與同步轉(zhuǎn)速

3、之比,稱為轉(zhuǎn)差率,用s表示,即 s也能表示轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,即 異步電動機正常運行時轉(zhuǎn)差率s很小,一般在0.015 0.05之間。n1n) nn (1)nn(11n11nnns) s1 (nn13 . 1 . 2 組成異步電動機的主要部件(1) 圖3 . 2 三相籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)圖 圖3 .3 定子鐵心與沖片1 .軸 2 .彈簧片 3 .軸承 4 .端蓋 5 .定子繞組 6 .機座 7 .定子鐵心8 .轉(zhuǎn)子鐵心 9 .吊環(huán) 10 .出線盒 11 .風罩 12 .風扇 13 .軸承端蓋 圖3 .2是一臺三相籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)圖。主要部件是定子和轉(zhuǎn)子。定子有定子鐵心、定子繞組和機座;轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)子鐵心

4、、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸。定子鐵心是電動機主磁通所經(jīng)磁路的一部分,用硅鋼片疊壓而成 ,如圖3.3。3 . 1 . 2 組成異步電動機的主要部件(2)定子鐵心內(nèi)圓上開有槽,槽內(nèi)放置定子繞組 ,槽型 如右上圖。定子繞組是三相繞組,六個出線頭都引到接線盒上,若銘牌標明為Y聯(lián)結(jié), 應將三個末端的出線頭 、連接在一起,三個首端出線頭 、 、 接三相電源,如圖(a);若為D( )聯(lián)結(jié),應將 與 、 與 、 與 分別連在一起, 三個首端 、 、 接三相電源,如圖(b)。 2W2U2V1U1V1W1U2W1V2U1W2V1U1V1W（a）（b）（c）（a）（b）3 . 1 . 2 組成異步電動機的主要部件(3)轉(zhuǎn)子鐵

5、心用硅鋼片沖壓疊裝而成,轉(zhuǎn)子槽形如左上圖,槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組有籠型轉(zhuǎn)子繞組和繞線轉(zhuǎn)子繞組?；\型轉(zhuǎn)子繞組如左下圖;繞線轉(zhuǎn)子繞組是對稱的三相繞組,接成星形,三根引出線分別接到三個與轉(zhuǎn)軸絕緣的銅環(huán)上,稱為集電環(huán),通過電刷裝置與外電路相接,如上右圖。 （a）（b）（c）（a）（b）3 . 1 . 3 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 1 .額定功率 ,指電動機在額定運行時轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率, kW; 2 .額定電壓 ,指額定運行時電網(wǎng)加在定子繞組上的線電壓, V或kV; 3 .額定電流 ,指電動機在額定電壓下,輸出額定功率時,定子繞組中的線電流, A; 與 及 之間的關(guān)系是 4 .額定轉(zhuǎn)速 ,指額定

6、運行時電動機的轉(zhuǎn)速,單位是轉(zhuǎn)/分( r/min); 5.接法用Y或D()表示,表明定子繞組應采用的連接方式,Y表示星形聯(lián)結(jié),D()表示三角形聯(lián)結(jié)。 NPNUNINPNUNI3NNNNN10cosIU3PKWNn3.2 三相異步電動機的定子繞組 定子繞組是由許多線圈按一定規(guī)律連接而成,線圈在槽內(nèi)部分是有效邊,槽外部分是端接,如右上圖。 1.如果定子圓周上有p對磁極, 則 空間電角度= p機械角度。 2.若定子內(nèi)圓周有 個槽,則槽距角為 3.每相繞組在每個磁極下占據(jù)的槽數(shù)稱為每極每相槽數(shù)q , 定子繞組相數(shù)為 時, 4.線圈兩個有效邊在定子圓周上的距離,用槽數(shù)來表示,稱為線圈節(jié)距 ,右下圖中1Z1

7、0Z/360p1m)2/(11pmZq 1y81y（a）（b）3 . 2 . 1 三相單層繞組(1) 單層繞組的每個槽里只放一個線圈邊, 繞組的線圈數(shù)等于定子槽數(shù)的一半。已知 極距 ,單層繞組為整距繞組, 將定子內(nèi)圓周畫成平面展開圖,標明槽號1 24,如 圖 。 ,可將1號與7號槽中元件 邊連接成一個線圈,同樣將2號 與8號的連成另一個線圈, 將這兩個線圈首尾串聯(lián)組成一 個線圈組。同理,將13與19及 14與20串聯(lián)組成另一個線圈 組。再將這兩個線圈組串聯(lián)為一相繞組。24Z142p3m164/242p/Z16y12) 34/(242pm/Zq1100103024/3602Z/360p6y12q

8、3 . 2 . 1 三相單層繞組(2) 圖3 . 14 單層鏈式繞組U相的展開圖 已知 ,將2 、 7 ; 8 、 13 ; 14 、 19 ; 20 、 1各自連接起來,構(gòu)成了4個線圈。 再按電流方向,把各個線圈的端部按頭頭、尾尾的規(guī)律串聯(lián)起來,就構(gòu)成了U相繞組。從圖3 .14所示展開圖上看,這4個線圈形同鏈條,故而稱為鏈式繞組。同樣可將V、 W相線圈連成鏈式。 24Z142p3m13 . 2 . 2 三相雙層繞組 圖3 .15 U相繞組展開圖 已知 則 ,取 畫出24個槽, 槽中的實線和虛線分別表示上層邊及下層邊;把1號的上層邊與6號的下層邊連成1號線圈,同樣把2號與7號的對應邊連成2號線

9、圈,再把1號和2號線圈串聯(lián)成一個線圈組。同理將7、 8, 13、14及19、20號線圈分別連接成線圈組, 最后將4個線圈組連接成一相繞組。24Z142p65y13.3 三相異步電動機定子繞組的感應電動勢3 . 3 . 1 導體的感應電動勢(1) 圖3 . 16 交流發(fā)電機模型橫截面示意圖 圖3 . 17 導體的感應電動勢 圖3 .16 a是發(fā)電機模型橫截面示意圖,圖b是展開圖。設基波磁通密度為 ,導體A以速度 切割磁場產(chǎn)生的感應電動勢為 ,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 時,機械角速度為 ,若有P對極,則電角速度為 將 代換, 則有 波形如圖3.17 。 sinBBm1lBe111n60/n21160/pn2p

10、111t1tsinBB1m1tsinE2tsinEtsinlBe111m1m1（a）（b）3 . 3 . 1 導體的感應電動勢(2) 如果電機有p對磁極,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 , 則感應電動勢變化的頻率為 即 (3.12) 感應電動勢的幅值為 式中 是基波磁通密度 的平均值; 是氣隙基波每極磁通量 ; 是導體切割磁場的線速度; 是定子內(nèi)表面的極距。 導體切割基波磁場所產(chǎn)生的基波電動勢的有效值為 1n60/pnf11p/60fn11111av1mm1mf60pn2lB2)60np2( l )B2(2lBEmavB)/2(B1BlBav160/pn2111111m122f. 22/f2/EE3 . 3 .

11、 2 線圈的感應電動勢 1.整距線匝電動勢的有效值是一根導體的有效值 的兩倍,即 2.由 匝串聯(lián)而成的整距線圈電動勢的有效值為 3.短距線圈的節(jié)距 ,線匝的兩根導體相隔的(電)角度為 其感應電動勢的相量可用右圖中的 和 表示,則線匝的 電動勢有效值為 有 匝的短距線圈基波電動勢大小為 稱為基波短距系數(shù)。 11111T44f. 422f. 222EEyN1y1yN44f. 4E1yy)/y (1/yy1U1EU2E) 2/(sin2E2/ )180(cos2EEU10U1T1y11U1k44f. 4)2/y(sin2E1y1y11ykN44f. 4)y(EyNy1k3 . 3 . 3 線圈組的感

12、應電動勢 圖3 .19 分布線圈組空間位置及其連接圖 圖3 . 20 分布線圈組基波電動勢相量圖 由3個線圈組成的分布線圈組如圖3.19, 對q個線圈組成的線圈組, 有 , q個大小相等的相量相加就組成一個正多邊形,如圖3.20b, , 稱為基波分布系數(shù),對短距分布線圈組有 是繞組系數(shù)。yqy2y1q1EEEE)2/(2RsinEy1)2/q(2RsinEq1) 2/(sin/ ) 2/q(sinEy1q1y1y1kqE) 2/(qsin/ ) 2/q (sinqE) 2/(qsin/ ) 2/q(sinkq11N1y1N1y1q1y1y1q1kqN44f. 4kqEkkqEEN1k（a）（b

13、）（a）（b）3 . 3 . 4 一相繞組的感應電動勢 一相繞組的感應電動勢就是繞組中一條并聯(lián)支路的電動勢。 對于雙層繞組,一相繞組在每一個極下有一個線圈組,如果電機有P對極,則共有2P個線圈組,若組成b條并聯(lián)支路,則每條支路由 2 p/b個線圈組串聯(lián)而成。所以每相繞組電動勢為 (3.22) 式中 是一條支路的串聯(lián)總匝數(shù)。 單層繞組的線圈組數(shù)是雙層繞組的一半,則 1N1y11k)b/2p(qN44f. 4E1N111kN44f. 4b/2pqNNy1b/pqNNy13 . 3 . 5 定子繞組的諧波電動勢 次諧波磁通的極對數(shù)是基波磁通極對數(shù)的 倍,在定子繞組中感應諧波電動勢的頻率 若 次諧波每

14、極磁通量為 ,則每相繞組中 次諧波電動勢有效值為 式中 是 次諧波的繞組系數(shù),等于次諧波的短距系數(shù) 和分布系數(shù) 的乘積。 11f60/pnfN1kN44f. 4EqyNkkkykqk)2/sin(yky) 2/sin(/ ) 2/sin(qqkq3.4 三相異步電動機的定子磁動勢3 . 4 . 1 單相繞組產(chǎn)生的脈動磁動勢(1) 上圖是兩極異步電動機磁場分布示意圖及展開圖。任選一條圍繞線圈導體的磁路,該磁路兩次穿過氣隙。若 匝的線圈電流為 ,則閉合磁路的磁動勢為 ,若忽略定轉(zhuǎn)子鐵心的磁壓降,則一個氣隙的磁動勢是 ,氣隙磁動勢空間分布波形為矩形波,如圖b,其最大高度為 ,矩形波磁動勢瞬時值隨時間

15、的變化而作余弦變化,稱為脈動磁動勢。 tIcos2iyNtcosIN2ytcos2)IN/2(yy2)IN/2(3 . 4 . 1 單相繞組產(chǎn)生的脈動磁動勢(2) 在空間按矩形波規(guī)律分布的磁動勢 ,可以用傅里葉級數(shù)分解為基波和奇次余弦波,如下圖,基波幅值是矩形波幅值的4/,而 次諧波幅值是基波幅值的 ,即 式中基波磁動勢是一個在空間按余弦規(guī)律 分布,其幅值 隨時間作余弦變化的磁動勢。 ), x(fyt/ 1) t , x(f) t , x(f) t , x(f) t , x(f) t , x(fyy5y3y1ytcosIcos9N. 0tcosIcosN)2/2)(/4() t ,x(fyyy

16、1)/x(tcosIcos9N. 0y/x)/x(cos) tIcos9N. 0(y3 . 4 . 1 單相繞組產(chǎn)生的脈動磁動勢(3) q=3的整距線圈組空間分布及磁動勢相量如右圖,即 其幅值為 式中基波分布系數(shù)是 短距線圈組的磁動勢等于整距的磁動勢乘以短距系數(shù) , 磁動勢幅值為 ) 1q (FF0FFy1y10y1q1q1yq1y1q1qk9IN. 0kqFF)2/(qsin/ )2/q(sinkq1) 2/y(sinky1y1q1yy1q1y11q1kqk9IN. 0kkqF)y(F3 . 4 . 1 單相繞組產(chǎn)生的脈動磁動勢(4) 單相繞組產(chǎn)生的磁動勢是指單相繞組中的線圈組在每對磁極下產(chǎn)

17、生的氣隙磁動勢。雙層繞組在每一對磁極下有兩個線圈組(匝數(shù)為 ), 一相繞組產(chǎn)生的基波磁動勢幅值為 (3.29) 如果電動機有P對極,一相繞組就有2P個線圈組,假定組成b條并聯(lián)支路,每一條并聯(lián)支路串聯(lián)總匝數(shù) 就是一相繞組串聯(lián)總匝數(shù),即 則 線圈組的電流I與繞組相電流 的關(guān)系是 代入式(3.29),得到一相繞組基波磁動勢幅值為 是基波繞組系數(shù)?；ù艅觿菟矔r值為 q2Nyy1q1yq1kqk9I2N. 0F 1Nb/2pqNNy1p/bN2qN1y1Ib/II1y1q111y1q1yq11Kk) p/bN)(b/I ( 9 . 0Kqk9I2N. 0FFN111k)p/NI ( 9 . 0q1y1

18、N1kkktcos)/x(cosk)p/NI (9 . 0tcos)/x(cosF) t , x(fN111113 . 4 . 2 三相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢(1) 定子三相繞組的軸線相差120 (空間)電角度,繞組中三相對稱電流相位互差120 (時間)電角度。以U相為基準,其基波磁動勢的表達式為 對V相有 對W相有 利用三角函數(shù)積化和差公式, 將以上三式分別變換為 將上三式相加,后三項之和為零, 三相合成基波磁動勢為 (3.34) 幅值 (3.35)tcos)/x(cosF) t , x(f1U1)120t(cos)120/x(cosF) t , x(f001W1)/xt(cosF)2/1 (

19、)/xt(cosF)2/1 () t , x(f11U1)240/xt(cosF)2/1 ()/xt(cosF)2/1 () t , x(f011V1)120/xt(cosF)2/1 ()/xt(cosF)2/1 () t , x(f011W1)/xt(cosF)/xt(cosF)2/3() t , x(f111N111N11111K)p/NI (35. 1K)p/NI ( 9 . 0) 2/3(F) 2/3(F)120cos()120/cos(),(0011txFtxfv 當t=0時, 其波形如圖中實線所示;當 ,即 時, 波形如圖中虛線所示。從圖中看出虛線波形是實線波形沿x軸移動了 ,這表

20、明,三相合成基波磁動勢公式表示的是一個在空間按余弦規(guī)律分布、幅值恒定不變、隨時間而正向旋轉(zhuǎn)的磁動勢波?？捎纱艅觿莶ǚ迭c的移動速度來確定磁動勢波的旋轉(zhuǎn)速度,即令 則 或 由x對t的導數(shù)求得磁動勢波的的旋轉(zhuǎn)速度即同步轉(zhuǎn)速 為 3 . 4 . 2 三相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢(2)/x(cosF) t , x(f111tt01t)/x(cosF) t ,x(f01101)/xt(cos0/xt/ tx f2f/2/dt/dx)min/ r ( p/60f) s / r ( p/ f)2p/(f2n13 .5 三相異步電動機的等值電路和相量圖3 . 5 . 1 轉(zhuǎn)子繞組開路時的等值電路和相量圖(1) 轉(zhuǎn)

21、子繞組開路時,轉(zhuǎn)子電流為零,只有定子空載電流 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢 ,如右上圖; 產(chǎn)生空載基波主磁通 和漏磁通 , 如右下圖。主磁通在定、轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應電動勢有效值為 漏磁通在定子繞組中產(chǎn)生的 為 定子電壓方程是10I10F10F111N1111N44f. 4Ek1221244. 4NkNfE1E1101XI jE10111IZEU3 . 5 . 1 轉(zhuǎn)子繞組開路時的等值電路和相量圖(2) 定子電動勢與轉(zhuǎn)子電動勢之比稱為電動勢變比, 也稱電壓變比, 類似于變壓器,有 定子電壓方程是 其等值電路 如右上圖所示。 轉(zhuǎn)子電壓方程是 是轉(zhuǎn)子繞組在開路時的相電動勢; 對應的相量圖如右下圖所示。21eE/

22、Ek 1N2211N111KN44f. 4/kN44f. 4N22N11kN/kN10m10mm1IZI )jXR(E10110m10111IZIZIZEU20220EEU20E3 . 5 . 2 轉(zhuǎn)子繞組閉合時的等值電路和相量圖（1） 轉(zhuǎn)子繞組閉合,如右圖,而且用外力將轉(zhuǎn)子堵住,使之不能轉(zhuǎn)動,稱之為堵轉(zhuǎn)。這時就有轉(zhuǎn)子電流 和定子電流 ,分別產(chǎn)生磁動勢 和 ,它們之和等于轉(zhuǎn)子開路時的磁動勢 ,即 代換后,有 是電流變比, 定子電壓方程是轉(zhuǎn)子短路閉合, ,可將轉(zhuǎn)子 不動時的電動勢表示為2I1I2F1F10F1021FFF1021IIIi22k/IIN222N111ikNm/kNmk ik1111

23、IZEU0U222220220IZI )jXR(E3 . 5 . 2 轉(zhuǎn)子繞組閉合時的等值電路和相量圖（2） 把轉(zhuǎn)子繞組向定子繞組折算遵循的原則是:折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢的大小和相位不變。方法是:把原來的轉(zhuǎn)子繞組看成和定子繞組有相同的相數(shù),相同的匝數(shù) ,相同的繞組系數(shù)。折算后的基本方程是 其等值電路如圖a所示, 相量圖如圖b所示。 1111IZEU10m10mm1IZI )jXR(E1021III120EE220220I )XjR(E（a）（b）3 . 5 . 2 轉(zhuǎn)子繞組閉合時的等值電路和相量圖（2） 轉(zhuǎn)子繞組短接且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,與轉(zhuǎn)子不動時相比,電磁量會發(fā)生變化:1 )轉(zhuǎn)子感應電動勢的頻率為 2

24、 )轉(zhuǎn)子電動勢 3 )轉(zhuǎn)子繞組的漏電抗 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時磁動勢平衡方程式為 也就有 定子電動勢平衡方程式是 轉(zhuǎn)子電動勢平衡方程式為 或 (3.60)111112sfn/ )nn(60)/pn(60/ )nn(pf201N2211N2222ssEkN44sf. 4kN44f. 4E2021222ssXLsf2Lf2X1021FFF1021III1111IZEU10m10mm1IZI )jXR(E22s22sI )jXR(E220220I )jsXR(Es3 . 5 . 2 轉(zhuǎn)子繞組閉合時的等值電路和相量圖（3） 旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)子電流為 (3.61) 把上式的分子、分母都除以s,可化為 (3.62) 上式表

25、示靜止轉(zhuǎn)子電流。比較上兩式可知,將轉(zhuǎn)子電阻從 增加到 的靜止轉(zhuǎn)子,可以代替在轉(zhuǎn)差率s下的實際旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,這就是頻率折算。 折算后的基本方程式是 等值電路如圖a, 相量圖如圖b。 )jsXR/(Es)jXR/(EI202202s22s2)jXs /R/(EI2022022Rs /R21111IZEU2222I )Xjs /R(E1021III10m10mm1IZI )jXR(E（a）（b）3.6 三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩3 . 6 . 1 三相異步電動機的功率關(guān)系 電動機從電源吸收電功率為 減去定子銅損耗 和定子鐵損耗 之后,就是通過氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的耦合傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率 。 忽略轉(zhuǎn)子鐵損耗,

26、從電磁功率中減去轉(zhuǎn)子銅損耗 后,就是轉(zhuǎn)子上所產(chǎn)生的全部機械功率 , 中減去機械損耗和附加損耗 就是電機軸上輸出的機械功率 功率流程圖如右圖。 11L1L11P1P1cosIU3cosI3UP211cu1I3RP1Pcu1PFePMP210mFeI3RP s/RI3cosIE3P222222MmPcu2P222cu2IR3PMsPM222cu2MmP) s1 (s /RI ) s1 ( 3PPPmP2P)PPPPP (P)PP (PPsmeccu2Fecu11smecm23 . 6 . 2 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩等于電磁功率除以同步角速度,即 (3.72) 式中, 上式表明,電磁轉(zhuǎn)矩

27、與主磁通及轉(zhuǎn)子電流的有功分量 的乘積成正比。 將 兩邊除以機械角速度,即得到電動機的轉(zhuǎn)矩平衡方程式 即 在額定運行狀態(tài),即 及 ,忽略 ,則電磁轉(zhuǎn)矩為N11111122211MkN44f. 4)f2/(Pm/cosIEm/PT221cosI221T221N111cosICcosIkN)2/Pm(p/f260/n2111smec2mPPPP/ )PP(/P/Psmec2m02TTTN2PP Nnn0TNNN3N2NnP955060/n210PTT3.7 三相異步電動機的工作特性 工作特性是指電源電壓和頻率為額定值的情況下,定子電流、轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)差率)、功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩、效率與輸出功率 的關(guān)系。

28、1 .定子電流特性 , 隨著 增大而增大,如圖; 2 .轉(zhuǎn)速特性 ,如圖,是一條稍微下降的曲線; 3 .轉(zhuǎn)矩特性 ,如圖,近似為 直線; 4 .功率因數(shù)特性 ,如圖 所示; 5 .效率特性 , 如圖,滿載時效 率較高。 2P)(21PfI 1I2P)(2Pfn)(2PfT)(cos21Pf)(2Pf)/(/2212PPPPP3.8 三相異步電動機的機械特性3 . 8 . 1 機械特性的表達式(1) 在電源電壓、電源頻率及電機參數(shù)固定不變的條件下,三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n或與轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系,稱為異步電動機的機械特性。 用勵磁支路開路時的等值電路估算 將 代入上式得到 (3.77)

29、機械特性如右圖所示。pfIsRnIsRPTM/2)/( 360/2)/( 312221222122122112)()/(/XXsRRUI2I2212211221)()/(2/3XXsRRfsRpUT3 . 8 . 1 機械特性的表達式(2) 機械特性在第象限,T及n均為正,電動機處于正向電動運行狀態(tài):同步轉(zhuǎn)速點A,T=0, ,也稱為理想空載點; 最大轉(zhuǎn)矩點B, , ,稱 為臨界轉(zhuǎn)差率; 起動點C,s=1 ,n=0 ,電磁轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩 。 將T對s求導,并令導數(shù)為0,可求得臨界轉(zhuǎn)差率為 (3.78) “+”號適用于電動運行狀態(tài);“-”號適用于制動運行狀態(tài)。 將 代入式(3.77)中,得到最大轉(zhuǎn)

30、矩為 (3.79) 忽略 則上式簡化為 (3.80) 式(3.78)可簡化為 (3.81)mTTmss1nnmsstT221212)(/XXRRsmms221211121)(4/3XXRRfPUTm1R)(4/321121XXfPUTm)/(212XXRsm3 . 8 . 1 機械特性的表達式(3) 把s=1代入式(3.77)得到 在式( 3 .77 )和式( 3 .79 ) 中將 忽略不計,得到 將上兩式相除得到 (3.85) 上式是T的實用表達式。將其有條件地簡化,就得到簡化實用表達式 (3.88) 上式表明T與s成正比例關(guān)系,是機械特性的直線表達式。 2212211221)()(23XXRRfRPUTst1R221221221)()/(2/3XXsRfsRPUT)(4/321121XXfPUTmmmmsssssRXXXXsRTT2/221212mmmssssTT2NNssTT/3.8.2 三相異步電動機的固有機械特性和人為機械特性(1