三相异步电动机的转矩特性和机械特性VIP免费

1.1.2三相异步电动机的特性分析一、三相异步电动机的定子电路三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。定子绕组接上三相电源电压（相电压为u1）时，则有三相电流通过（相电流为i1），定子三相电流产生旋转磁场，其磁力线通过定子和转子铁心而闭合，这磁场不仅在转子每相绕组中要感应出电动势e2，而且在定子每相绕组中也要感应出电动势e1第1页，共22页。设定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和N2，如图所示电路图是三相异步电动机的一相电路图。旋转磁场的磁感应强度沿定子与转子间空气隙的分布是近于按正弦规律分布的，因此，当其旋转时，通过定子每相绕相的磁通也是随时间按正弦规律变化的，tsinm第2页，共22页。定子每相绕组中产生的感应电动势为：tNedd11它也是正弦量，其有效值为：1111444444fN.Nf.E式中，f1为e1的频率。因为旋转磁场和定子间的相对转速为n0，所以6001pnf它等于定子电流的频率，即ff1定子每相绕组中还要产生漏磁电动势tiLedd1L1L1第3页，共22页。加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量，即)(dd)()(11L11111111etiLRieeRiuL如用复数表示，则为)(j)()(1111111111EXIRIEERIUL式中，和()为定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。1R1XL1121LfX由于R1和X1较小，其上电压降与电动势E1比较起来，常可忽略，于是EU111EU第4页，共22页。二、三相异步电动机的转子电路旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为tNedd22其有效值为2222444444SfN.Nf.E式中，f2为转子电动势e2或转子电流i2相对于旋转磁场的频率.因为旋转磁场和转子间的相对转速为n0-n1000026060Sfpnnnn)nn(pf在n=0，即S=1时，转子电动势为2120444Nf.E为转子最大电动势202SEE可见转子电动势E2与转差率S有关。第5页，共22页。和定子电流一样，转子电流也要产生漏磁通，从而在转子每相绕组中还要产生漏磁电动势。tiLedd2L2L2因此，对于转子每相电路，有tiLRieRiedd)(2L222L2222如用复数表示，则为22222222j)(XIRIERIEL式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗L21L22222LSfLfXL21202LfX202SXX在n=0，即S=1时，转子感抗为为转子最大感抗可见转子感抗X2与转差率S有关。第6页，共22页。转子每相电路的电流为2202220222222)SX(RSEXREI可见转子电流I2也与转差率S有关。当S增大，即转速n降低时，转子与旋转磁场间的相对转速增加，转子导体被磁力线切割的速度提高，于是E2增加，I2也增加。第7页，共22页。三、转矩特性电磁转矩（以下简称转矩）是三相异步电动机最重要的物理量之一。机械特性是它的主要特性。22122202212211cos])([2IKmsXRfsRpUkmT22022212444)SX(RNf.SI所以220222222022212)SX(RUSRK)SX(RUSRKT因为……转矩特性式中，K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数；U1、U——定子绕组电压，电源电压；R2——转子每相绕组的电阻；X20——电动机不动（S=1）时转子每相绕组的感抗。第8页，共22页。四．机械特性在异步电动机中，转速n=(1-S)n0，为了符合习惯画法，可将曲线换成转速与转矩之间的关系曲线，即称为异步电动机的机械特性。1．固有机械特性异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。根据2202222)SX(RUSRT00nnnS三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示。第9页，共22页。从特性曲线上可以看出，其上有四个特殊点可以决定特性曲线的基本形状和异步电动机的运行性能，这四个特殊点是：0010S,nn,T电动机处于理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速。第10页，共22页。NNN,,2SSnnTT电动机额定工作点。此时额定转矩和额定转差率为NnPTNN55.90N0NnnnS式中:PN——电动机的额定功率；nN——电动机的额定转速，一般SN——电动机的额定转差率，一般TN——电动机的额定转矩。0N)985.0~94.0(nn015.0...