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1、第十七章异步电动机的功率、转矩和运行特性,第三篇 异步电机,异步电动机的功率关系异步电动机的转矩关系三相异步电动机的工作特性,主要内容,异步电动机的功率、转矩和运行特性,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,电磁转矩的物理表达式表明了转矩产生的条件和根本原因；其具有明显的物理意义。但不能反映外加电压、转差率和电机参数对转矩的影响。电磁转矩的参数表达式可以实现上述目的。,电磁转矩的参数表达式,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,电磁转矩与电源参数（1、f1）、结构
2、参数（r、x、m1、p）和运行参数（s）有关。当电源参数和结构参数不变时，电磁转矩仅与运行参数转差率（s）有关。,1.TM与U12成正比。2.f1 TM 3.漏电抗xk TM,电磁转矩的参数表达式,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,电磁转矩（TM）与转差率（s）的关系曲线称为转矩转差率曲线，简称TMs曲线。转差率用转速n表示，则称为异步电动机的机械特性。,TMs曲线,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,电动机状态：0 S1，即0 n n1；第象限，TM 0。
3、发电机状态：S 0，即n n1；第象限，形状与电动机相同，TM 0。电磁制动状态：S 1，即 n 0；第象限，为电动机转矩曲线的延长线。,三种运行状态的TMs曲线,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,起动点：s=1，即 n=0，Tst为最初起动转矩。上升段：近似双曲线。n s。s较大(1sm)r2/s较小,(x1+Cx2)(r1+Cr2/s),忽略(r1+Cr2/s),TM 1/s最大值点：s=sm，TM=Tmax下降段：近似直线。s较小(0sm)r2/s较大,r1和(x1+Cx2)可 忽略,分母只有(Cr2/s)2，约去分子
4、中的 r2/s，TM s。同步点：s=0，即 n=n1,TM=0。,异步电动机TMs曲线形状分析,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,由于存在集肤效应和漏磁路饱和的影响，异步电机的参数不为常数，定、转子漏抗与定、转子电流有关，转子电阻与转子频率有关；而定、转子电流和转子频率都决定于转差率，所以转差率不同，电机的参数也不同。通常对正常运行、最大转矩和起动三种情况采用不同的参数值分别进行计算。,参数说明,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,两个重要的转矩,衡量异步
5、电动机性能的重要指标，对电机的运行具有特别重要的意义,最大转矩Tmax,正号用于电动机；负号用于发电机,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,最大转矩Tmax,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,最大转矩Tmax,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,最大转矩Tmax,1、与 成正比；与 无关。,2、越大，越大；与 无关。,8、最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:（一般为1.82.5，起重，冶金电
6、动机为2.73.7）,5、和 都近似与漏抗成反比。,6、对于恒转矩负载，临界转差率为稳定运行的分界点。稳定运行范围是,7、稳定运行判据是,如图17-5所示,如图17-6所示,4、近似与 成正比。,3、越大，与 就越小。,如图17-7所示,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三、电磁转矩的参数表达式和TMs曲线,最初起动转矩Tst,结论：当其它参数一定时,1、最初起动转矩与电源电压平方成正比；,2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，最初起动转矩越小；,3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，最初起动转矩先增后减。,4、起动转矩倍数,如图17-5所示,如图17-6所示,（
7、一般为1.02.0，起重，冶金电动机为2.84.0）,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,四、电磁转矩的实用表达式,采用电磁转矩参数表达式进行计算，必须通过实验求出参数。在工业企业中，希望不用参数，而用产品目录中的额定功率PN、额定转速nN和过载能力km来计算TMs曲线，这可用转矩的实用表达式来计算。,实用表达式,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,四、电磁转矩的实用表达式,实用表达式,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,四、电磁转矩的实用表达式,TMs曲线的计算步骤,已知电机的额定功率、额定转速、过载能
8、力,17.2 异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,四、电磁转矩的实用表达式,TMs曲线的计算,已知电机的额定功率、额定转速、过载能力、某一电磁转矩和其对应的转差率,额定负载附近的TMs曲线的计算(sNs0),在额定负载范围内运行时的转差率很。,故可将其忽略。,17.3 三相异步电动机的工作特性,异步电动机的功率、转矩和运行特性,三相异步电动机的工作特性是指在额定电压和额定频率下，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数cos、输出转矩T2、效率与输出功率P2的关系曲线,在已知等效电路各参数、机械损耗、附加损耗的情况下，给定一系列的转差s，可以由计算得到工作特性。对于已制成的异
9、步电动机，其工作特性也可以通过试验求得。,17.3 三相异步电动机的工作特性,异步电动机的功率、转矩和运行特性,一、转速特性,P20,I20,pCu2 0,s0 nn1,P2,I2,pCu2,PM,s n,是一条稍向下倾斜的曲线。且特性较硬。,如图所示,17.3 三相异步电动机的工作特性,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、定子电流特性,P20,I20,I1 Im I0=(0.20.5)I1N,P2,I2,I1,是一条上升曲线。,三、功率因数特性,P20,I1 Im I0,P2,I2a,I1a,s n,I1r,如图所示,如图所示,17.3 三相异步电动机的工作特性,异步电动机的功率、转矩和运行特性,四、转矩特性,五、功率因数特性,P2较小,P2较大,当可变损耗=不变损耗时，有最大效率。对于中小型电动机，在（3/41）额定负载时，取得最大效率。,如图所示,图175 最大转矩与电源电压的关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,返回,异步电动机的功率、转矩和运行特性,返回,0 0.2 0.4 0.6 0.2 1.0,300250200150100 50 0,图17-6 转子电阻变化时的TM-s曲线,异步电动机的功率、转矩和运行特性,返回,图17-7 异步电动机的稳定运行区域,异步电动机的功率、转矩和运行特性,返回,感应电动机的,异步电动机的功率、转矩和运行特性,返回,感应电动机的,
