異步電機(jī)5功率轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性

1、第十七章異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性第三篇 異步電機(jī)11. 掌握異步電動機(jī)的功率傳遞關(guān)系及功率平衡方程2. 掌握電磁功率、總機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的關(guān)系3. 掌握轉(zhuǎn)距平衡方程以及電磁轉(zhuǎn)距與電磁功率和總機(jī)械功率之間的關(guān)系 4. 掌握異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)距的三種表達(dá)式和機(jī)械特性 5. 熟悉異步電動機(jī)的運(yùn)行特性及其特點(diǎn) 本章基本要求異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性2異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系三相異步電動機(jī)的工作特性主要內(nèi)容異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性3異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性主磁場:能量傳遞的媒介無功漏磁場：電抗壓降不參與機(jī)電能量轉(zhuǎn)換內(nèi)部損耗有功機(jī)械能實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換熱能4

2、17.1 異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性 T型等效電路表示的功率平衡關(guān)系517.1 異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性功率表達(dá)式名稱符號計(jì)算公式輸入電功率P1 定子繞組銅耗pCu1 pCu1 =m1 I12 r1 鐵耗pFe pFe=m1 Im2 rm，在正常運(yùn)行時(shí)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子電流頻率很低(0.52)Hz，轉(zhuǎn)子鐵耗可以忽略，因此異步電動機(jī)的鐵耗可近似認(rèn)為等于定子鐵耗。電磁功率PM PM= P1-pCu1-pFe =pCu2+P =m2 I22 r2s =m1 I22 r2s借助于氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場由定子傳遞給轉(zhuǎn)子的功率轉(zhuǎn)子繞組銅耗pC

3、u2 pCu2=m2 I22 r2 =m1 I22 r2 = s PM617.1 異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性功率表達(dá)式名稱符號計(jì)算公式總機(jī)械損耗P P=m2 I22 r2(1-s)s =m1I22 r2(1-s)s = (1-s) PM機(jī)械損耗pm包括軸承摩擦損耗和通風(fēng)損耗，主要與轉(zhuǎn)速有關(guān)附加損耗pad 定、轉(zhuǎn)子開槽和諧波磁動勢產(chǎn)生。難以準(zhǔn)確計(jì)算，通常估算約為電機(jī)額定功率的0.5%3%。輸出機(jī)械功率P2 P2= P -(pm+pad )= P1 -pCu1 -pFe-pCu2-pm-pad 轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械功率717.1 異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和

4、運(yùn)行特性功率流程圖幾個(gè)重要的關(guān)系式P1(電)PMP2 (機(jī))pcu1pFepcu2pm+ pad P PM： pcu2 ：P=1：s：(1-s)817.1 異步電動機(jī)的功率關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性小結(jié)從氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率分為兩部分，一小部分（s）變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅損耗，絕大部分（1s）轉(zhuǎn)變?yōu)榭倷C(jī)械功率。轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子銅損耗就越多，電機(jī)效率越低。因此正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率均很小。起動瞬間，pCu2= PM，電磁功率全部轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)子銅耗。效率 =(P2P1)100 917.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電機(jī)作為電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，從電網(wǎng)吸取電能轉(zhuǎn)換為軸上

5、的機(jī)械能，能量的轉(zhuǎn)換是通過氣隙磁場與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)矩等于旋轉(zhuǎn)體的機(jī)械功率除以它的機(jī)械角速度。1017.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系 在式 的兩邊同時(shí)除以機(jī)械角速度 得：即：或T2負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)軸上的輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩TM電磁轉(zhuǎn)矩Tm機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩；Tad附加損耗轉(zhuǎn)矩；T0=Tm+Tad空載制動轉(zhuǎn)矩1117.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩機(jī)械運(yùn)動角速度旋轉(zhuǎn)磁場運(yùn)動角速度1217.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)子方面看，它等于總機(jī)械功率

6、除以轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步機(jī)械角速度。1317.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式闡述產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的根本原因；分析直接與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的物理量。磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩1417.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩1517.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩1617.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是兩個(gè)磁動勢相互作用的結(jié)果；它們極對數(shù)相等，其軸線在空間不重合，即空間夾角不等于零度或180。1717.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式電流表示的電磁轉(zhuǎn)矩CM是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)1817.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式電流表示的電磁轉(zhuǎn)矩CM是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)1917.2 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)