第九章异步机物理状况、电磁转矩

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1、复习：1、如何有效控制异步电动机的转向？2、异步电动机的工作原理与变压器工作原理的对比。8.3三相异步电动机的铭牌一、型号：Y系列、J系列YK3200—2/1800（极数）异步电动机高速电机额定功率极数铁芯外径二、额定值：PN：额定状态下的输出机械功率UN：IN定子绕组上的线电压、线电流其中IN是保证电动机长时间运行不允许超过的最大电流值，维持电动机运行的发热量与散热量能够平衡的保证额定频率、额定转速、额定功率因数等三、绝缘等级绝缘等级YAEBFHC最高耐热90105120130155180180以上一般变压器A级（干式H、C级），电动机E、B级电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的

2、耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。绝缘的温度等级A级E级B级F级H级最高允许温度（℃）105120130155180绕组温升限值（K）607580100125性能参考温度（℃）8095100120145电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。不同的绝缘材料耐热性能有区别，采用不同绝缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。因此一般的电气设备都规定其工作的最高温度四、接法见P116页图8-89.1三相异步电动机运行时的物理状况一、n=0时，s=1（起动、堵转），此时n=0→

3、△n=n1→E2=4.44f2N2kw2Ф1→I2=E2/(r2+jx2)其中f2=△nP/60=n1P/60=f1x2=2πf2L2=2πf1L2数值很大cosψ2=由于x2大,故功率因数很低又因为:I2=E2/(r2+jx2),而E2大,故I2很大所以:电动机起动时的现象——电流大、功率因数低二、空载时：T2=0→n⋍n1→△n=0→E2⋍0→I2⋍0→I1=I0空载电流的作用：1）励磁——比较异步电动机与变压器的磁路及空载电流的大小，并分析原因。异步电动机中：I0=（20~50）%IN远大于同容量的变压器原因：磁路中存在气隙三、负载运行时：n≺n1→f2=△np/60=（n1-

4、n）P/60=[（n1-n）n1/n1]P/60=sf1→E2S=4.44f2N2kw2ɸ1=4.44Sf1N2kw2ɸ1=SE2→X2S=2πf2L2=2πSf1L2=SX2当电压不变时，ɸ不变，电动机带载前后磁势不变→I1=I0+I2/ki四、折算：方便计算分析负载变化时定子侧物理量的影响原则：折算前后转子的总视在功率、有功功率、转子的铜耗和漏磁场储能均保持不变。1、频率折算：f2→f1即X2S=SX2E2S=SE22、绕组折算：N2→N1kw2→kw1m2→m1折算后的电动机电势方程见P124页其中根据转子的实际情况分解转子回路电阻，得——[（1-s）/s]r2‘的物理意义：对

5、应电动机总的机械功率五、等值电路：由电动机方程组可得其等值电路由于异步电动机的空载电流较大，故等值电路中的I0支路不能忽略电路无法简化到变压器的简化等值电路的形式，但由于Z1的数值较小，其上的压降不大，故可简化到P126页图9-3的形式由等值电路的组成结构、及工作原理分析得出结论——异步电动机对于电网而言是一种感性负载，这也是电网通常呈现感性的原因（电网上有近70%的负荷是异步电动机）小结：1、异步电动机是一种感性负载，其功率因数在起动、空载时都很低；2、异步电动机的计算分析时可以引用等值电路，其中的可变电阻用来等效表示电动机总的机械功率。9.4电磁转矩与机械特性一、功率平衡方程：输

6、入功率定子铜损定子铁损电磁功率转子铜损机械功率输出功率其中有两个非常重要的关系式：可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分变为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。#异步电动机是在何转矩的作用下旋转起来的？该转矩的作用、方向及产生条件是什么？作用——驱动转矩，用于克服电动机转子上的制动转矩（空载转矩、负载转矩）二、转矩平衡关系：机械性质的功率除以角速度Ω就是电磁转矩即：电磁转矩转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。（牛顿•米）三、电磁转矩的表达式：1、物理表达式：表明

7、：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通与转子电流的有功分量相互作用产生的。其中主磁通与电源电压有关。将其中参数代入：2、参数表达式：说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ2、f1）、结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s）有关。三、额定转矩表达式：额定转矩：电机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率时，电机转轴上输出的转矩。（牛顿•米）四、机械特性：T=f（S）1、三相异步电动机的固有机械特性在0≤S≤1，即＜n≤0的范围内，特性在第Ⅰ象限，电磁转矩T和转速n都