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 1 . .電磁轉(zhuǎn)矩(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)矩)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通中與轉(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：T=K”12cos2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)中為旋轉(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%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:(5-4)T=KTsRU；R(SX20)2(5-5)其中KTKT為常數(shù) Ui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)子靜止時(shí)每

2、相繞組的感抗由上式可知，轉(zhuǎn)矩 T 還與定子每相電壓 Ui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。止匕外，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 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 Ui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)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。TN=9550艮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 To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)2) . .最大轉(zhuǎn)矩 T TmTm又稱為臨界轉(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，見圖 5-5(a)最大轉(zhuǎn)矩 Tm 與額定轉(zhuǎn)矩 TN之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)人，即=Tm/TN一般三相異步

4、的過(guò)載系數(shù)在 1.82.2 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)3) . .起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T Tst,Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，即 n=0,s=l 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)，必須滿足：TstTN,一般的三相異步電動(dòng)機(jī)有 Tst/TN=1“2.2。3.3.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，這種特性稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。盅隹靛盅曲彘12H=T 直至新的平衡。此過(guò)程中，12 時(shí)，L=電

5、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=K”12cos2轉(zhuǎn)矩 T 還與定子每相電壓 Ui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。止匕外，轉(zhuǎn)矩 T 還受轉(zhuǎn)子電阻 R2的影響。2、在一定的電源電壓 Ui和轉(zhuǎn)子電阻已下，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),稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。其特性見圖 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。TN=9550Pn2) .最大轉(zhuǎn)矩 TmTm又稱為臨界轉(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,s