三相异步电动机的功率、转矩和运行特性幻灯片课件.ppt

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1、三相异步电动机的功率、转矩和运行特性第一节三相异步电动机的功率与转矩平衡关系1.功率平衡方程电源输入的电功率定子绕组铜耗21.功率平衡方程铁心损耗铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，电动机正常运行时转子电势频率很低，2-3周/秒，所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽略。为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而不考虑转子铁耗？3输入电功率P1减去pCu1和pFe后，余下的功率即为电磁功率。也可表示为：1.功率平衡方程电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到转子侧的功率。4附加电阻上的损耗1.功率平衡方程电磁功率转子铜耗注意：附加电阻上的损耗即为电机输出的总机械功率。51.功率平衡方程电磁

2、功率Pem扣除转子铜耗pcu2后，即为消耗在附加电阻上的功率（总机械功率）：总机械功率61.功率平衡方程转子铜耗与电磁功率的关系电磁功率也可表示为：结论：电磁功率等于转子铜耗和电机输出的总机械功率之和。7几个重要功率关系转差功率—转子铜耗转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。电机正常运行时，s不大，所以铜耗也小。1.功率平衡方程8几个重要功率关系电磁功率与总机械功率的关系1.功率平衡方程9转子铜耗与电磁功率的关系：总机械功率与电磁功率的关系：1.功率平衡方程电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：10结论：从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分为转子铜损耗，绝大

3、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。几个重要关系1.功率平衡方程11在大型异步电动机中，约为输出额定功率的0.5％，小型异步电动机满载时，可达输出额定功率的1％－3％或更大。附加损耗：定、转子开槽和定、转子磁动势中的谐波磁动势等产生的损耗，用表示，一般不易计算，往往根据经验估算。机械损耗：轴承以及风阻等摩擦阻转矩，这也要损耗一部分功率，用表示。1.功率平衡方程12总机械功率减去机械损耗和附加损耗，才是转轴上真正输出的机械功率，用表示：1.功率平衡方程电机转轴输出的机械功率电机功率平衡方程13图10-1异步电

4、动机功率流程图1.功率平衡方程142.转矩平衡方程—转子机械角速度—输出转矩—电磁转矩—与负载无关的空载转矩功率平衡方程式转矩平衡方程式15同步角速度电磁转矩电磁转矩既可通过机械功率求出，也可通过电磁功率求出。机械功率求电磁转矩---机械角速度电磁功率求电磁转矩---同步角速度2.转矩平衡方程161、为什么异步电动机正常运行时转差率很小？异步电动机的运行效率与转速有无关系？转速高，效率高，铜耗随转差率增大而增大。2、电磁转矩与电磁功率有什么关系？电磁转矩与机械功率有什么关系？同步角速度，机械角速度171.电磁转矩表达式（1）物理表达式电磁功率：电磁转矩为：第二节三相异步

5、电动机的电磁转矩及机械特性18表明：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。结论：T为m、I2’及cos2的函数，当异步电动机起动时，转子边电路cos2很低，尽管此时I2’很大，电磁转矩T却不大。电磁转矩物理表达式1.电磁转矩表达式19（2）参数表达式物理表达式---定性分析参数表达式---定量分析(推导从略)，为异步电动机的短路电抗。1.电磁转矩表达式20（2）参数表达式1.电磁转矩表达式讨论：电磁转矩与电源参数（U、f）、结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s）有关。211、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳

6、定运行后，电动机电磁转矩如何变化？不变22定义：异步电动机电源电压恒定，电机参数已知时，转差率s与电磁转矩T的关系曲线，即曲线，称为异步电动机的机械特性曲线。2.机械特性23图10-2异步电机的机械特性2.机械特性24理想空载运行点：（实际）Tmax0T+STstTNS=1SKSN机械特性的几个特殊点：额定运行点：最大转矩点：起动点：2.机械特性25（1）额定电磁转矩TN3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩26最大转矩:电机带动最大负载的能力。令，求出当T最大时的转差率sK。，电机因带不动负载而停转。电磁转矩（2）最大电磁转矩Tmax3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩

7、27（2）最大电磁转矩Tmax3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大转矩又叫停转转矩，如果超过这个转矩，电动机将停止运行，对应转差率sK为稳定运行最大转差率，称为临界转差率。28分析电源频率不变及电机参数固定时，Tmax与U12成正比，但产生Tmax时的临界转差率不变，与电源电压无关。最大电磁转矩Tmax的大小与转子电阻无关，但转子电阻大小变化会影响sK的变化，r2’增大，sK增大。电源电压和频率一定，最大转矩与短路阻抗成反比。3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩29最大转矩绕线式异步电机可在转子回路串电阻，使起动转矩随转子电阻的增大而