三相异步电动机.doc

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1、torque转矩,转力矩定义：转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK三相异步电动机的转矩公式为：SR2M=CU12公式[2]R22+（SX20）2C：为常数同电机本身的特性有关；U1：输入电压；R2：转子电阻；X20：转子漏感抗；S：转差率可以知道M∝U12转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于

2、M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。三相异步电动机的功率和转矩异步电动机的机电能量转换过程和直流电动机相似。其机电能量转换的关键在于作为耦合介质的磁场对电系统和机械系统的作用和反作用。在直流电机中，这种磁场由定、转子双边的电流共同激励，而异步电机的耦合介质磁场仅由定子一边的电流来建立。这种特殊性表现为直流电机的气隙磁场是随负载而

3、变化，由此发生了所谓电枢反应的问题，而异步电机的气隙磁场基本上与负载无关，故无电枢反应可言。尽管如此，异步电动机由定子绕组输入电功率，从转子轴输出机械功率的总过程和直流电动机还是一样的。不过在异步电动机中的电磁功率却在定子绕组中发生，然后经由气隙送给转子，扣除一些损耗以后，在轴上输出。在机电能量转换过程中，不可避免地要产生一些损耗，其种类和性质也和直流电机相似，这里不再分析。下面仅就功率转换过程加以说明，然后导出功率方程式和相应的转矩方程式。一、功率转换过程异步电动机在负载时，由电源供给的、从定子绕组输入电动机的功率为P1，从图4—12所示的等值电路可看出，P1的一小部

4、分消耗于定子电阻上的定于铜耗PCu1，又一小部分消耗于定子铁心中的铁耗ｐＦ，余下的大部分电功率借助于气隙旋转磁场由定子传送到转子，这部分功率就是异步电动机的电磁功率。它和直流电机中的电磁功率稍有不同。前者是靠电磁作用而传递的功率，后者由电磁作用而转换的功率。异步电动机中的电磁功率传送到转子以后，必伴生转子电流，有电流在转子绕组内通过，在转子电阻上又发生了转子铜耗ｐCu2。在气隙旋转磁场传递电磁功率的过程中，与转子铁心存在着相对运动，旋转磁场切割着转子铁心，理应引起转子的铁心中的铁耗，但实际上由于异步电动机在正常运行时，转差率很小，即气隙旋转磁场与转子铁心相对运动很小，以

5、致转子铁心中磁通变化频率很低，通常仅1～3Hz／s，所以转子的铁耗可以略去不计。这样．从定子传递到转子的电磁功率仅须扣除转子钢耗，便是使转子产生旋转运动的总机械功率pmec。总机械功率补偿了机械损耗p，。和附加损耗pΔ，就由轴上输出净机械功率户：。这个异步电动机功率和能量转换的关系，可形象地用功率图来表示，如图4—17所示。如果异步电动机的转差率较大，则f2较大，那就应该考虑转子铁耗，铁耗包括涡流损耗和磁滞损耗两部分。铁心中的涡流，除引起损耗之外，还与主磁场相作用产生拖动转矩和机械功率，正如转子上                                     

6、             点击演示的导条中的电流一样。转子铁心内的磁滞现象也会形成微弱的磁滞转矩和机械功率。有些微型电动机和控制电动机就是用这种涡流与磁滞的作用产生转矩与功率的(见第六章磁滞同步电动机)。附加损耗亦产生制动的附加转矩，因而消耗电动机轴上的机械功率。PΔ的大小与气隙大小及一些工艺因素关系极大，和直流机一样，是堆于准确计算的。在小型异步电动机中，满载时PΔ可达输出功率的1％—3%，或更大些。在大型异步电动机中约为输出功率的0.5％。二、功率方程式根据上述功率转换过程，可建立功率方程式如下：P1-pCu1-pFe=PemP1=m1U1cosφ1　　pCu1=m

7、1I21r1pFe=m1I2mrmPem=m1E`2I`2cosφ`2=m1I`22r`2/s式中U1——定子相电压，I1——定子相电流，φ1—一定子功率因数角，φ`2——转子功率因数角。 由pCu2=sPem可知，异步电机的转速n愈低，转差率c愈大，或者说转差功率sPem，愈大，转子铜耗就愈大。当异步电机处于电磁制动状态时，s>1转子铜耗大于电磁功率，故由定子传送到转子的电磁功率都消耗于转子铜耗还不够，还应从轴上输入机械功率去补偿。这里再次说明，异步电机处于电磁制动状态时，从电源和转轴两方面输入功率，而消耗于转子电阻上。总机械功率Pmw