第二章-三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性ppt課件

1、第二章三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小,一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360,電流頻率為 f Hz，則磁場1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn),n1稱為同步轉(zhuǎn)速,極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系,電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系,電動機(jī)轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速,提示：如果,轉(zhuǎn)差率 的概念,異步電機(jī)運(yùn)行中,轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即,轉(zhuǎn)子感生電流的頻率,例1：三相異步電動機(jī) p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速n=960r/min。 求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率f2,同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)差率,一、三相異步電動機(jī)的“電磁”關(guān)系,8.2 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性,定子電路,主磁通產(chǎn)

2、生的感應(yīng)電動勢,轉(zhuǎn)子電路,設(shè),則,定子邊,取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度,同理可得,轉(zhuǎn)子功率因數(shù),對于某一臺異步電動機(jī)來說，R2及X20和E20基本上是不變的，故I2與cos2均隨s的變化而變化，一般可用曲線表示出它們之間的變化關(guān)系，如圖所示,轉(zhuǎn)子電流,從公式和圖中看出，當(dāng)定子電源電壓U不變時(shí)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率S愈大，轉(zhuǎn)子電流I2愈大，cos2愈小。 想一想，電機(jī)起動時(shí)，I2，cos2的情況,由圖看出：當(dāng)s=1時(shí)，則I2很大，即起動時(shí)轉(zhuǎn)子中的起動電流很大，當(dāng)s=0時(shí)，I2很小，即正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電流較小。 當(dāng)s=1時(shí)，由于只R2X20，故cos2很小，即電動機(jī)起動時(shí)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低。當(dāng)s=0時(shí)

3、，則cos2 1，即正常運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)較高,電磁轉(zhuǎn)矩 T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下, 受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和,常數(shù),每極磁通,轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子電路的,轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo),牛頓米,由于異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩不大，因此用來拖動機(jī)械的異步電動機(jī)可先空載起動，待升速后再用機(jī)械離合器加上負(fù)載,思考題,1、根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速公式當(dāng)f1=50HZ時(shí),則兩極異步電動機(jī)(p=1)和四極異步電動機(jī)(p=2)的額定轉(zhuǎn)速分別為3000r/min和1500r/min. ( ) 2.轉(zhuǎn)差率s是分析異步電動機(jī)的運(yùn)行性能的一個(gè)重要參數(shù),當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速越快時(shí),則對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率也就越大. （ ） 3、異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差率s越大，

4、轉(zhuǎn)子電流I2越大。（,思考題,4、異步電動機(jī)起動時(shí)，起動電流大但起動轉(zhuǎn)矩卻不大，為什么,得到轉(zhuǎn)矩公式,二、 三相電動機(jī)的機(jī)械特性,根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式,得特性曲線,三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩,牛頓米,如果 電機(jī)將會 因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn),求解,sm臨界轉(zhuǎn)差率,過載系數(shù),三相異步機(jī),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)就帶不動了，發(fā)生所謂悶車現(xiàn)象。一悶車后，電動機(jī)的電流馬上升高六，七倍，電機(jī)嚴(yán)重過熱，以致燒壞,電動機(jī)的最大過載可以短時(shí)間地接近最大轉(zhuǎn)矩，電機(jī)不至于立即過熱，是容許的。因此最大轉(zhuǎn)矩也表示電動機(jī)短時(shí)容許的過載能力,過載系數(shù),三相異步機(jī),電機(jī)嚴(yán)重過載,啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst=Tst/TN,Y和Y2系列Kst約為2.0,

5、思考題,1、三相異步電動機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時(shí)電動機(jī)的電流會（ ） a、增加 b、減小 c、等于零 2、三相鼠籠式異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，空載起動比滿載起動的起動轉(zhuǎn)矩 （ ） A、小 B、大 C、相同 答案：C 3、若交流異步電動機(jī)的供電電源電壓降低了，此時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)子電磁起動轉(zhuǎn)矩 （ ） A、增加 B、減小 C、不變,機(jī)械特性曲線,啟動,TstTL (負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動,轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩T,c點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tmax ，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走,b點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行,電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力,電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù) 載的變化而自動調(diào)整，這種 能力稱為自適應(yīng)

6、負(fù)載能力,穩(wěn)定運(yùn)行段,通常三相異步電動機(jī)都工作在特性曲線的abc段。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大(譬如車床切削時(shí)的吃刀量加大，起重機(jī)的起重量加大)時(shí)，在最初瞬間電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩TTL，所以它的轉(zhuǎn)速n開始下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降，由圖可見，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩增加了，因?yàn)檫@時(shí)轉(zhuǎn)子電流I2增加的影響超過功率因數(shù)cos減小的影響,當(dāng)轉(zhuǎn)矩增加到T=TL時(shí)，電動機(jī)在新的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行，這時(shí)轉(zhuǎn)速較前為低。但是，abc段比較平坦，當(dāng)負(fù)載在空載與額定值之間變化時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大。這種特性稱為硬的機(jī)械特性。三相異步電動機(jī)的這種硬特性非常適用于一般金屬切削機(jī)床,穩(wěn)定運(yùn)行段,三相異步電動機(jī)，額定功率PN=10kW， 額定轉(zhuǎn)速nN=1450

7、r/min，啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tst/TN=1.2，過載 系數(shù)=1.8,1）額定轉(zhuǎn)矩TN,2）啟動轉(zhuǎn)矩Tst,3）最大轉(zhuǎn)矩Tmax,c,b,s=0,s=1,a,思考題,1、三相異步電動機(jī)要保持穩(wěn)定運(yùn)行,則其轉(zhuǎn)差率S應(yīng)該 ( ) A.小于臨界轉(zhuǎn)差率 B等于臨界轉(zhuǎn)差率 C.大于臨界轉(zhuǎn)差度 2、三相異步電動機(jī)在機(jī)械特性曲線的穩(wěn)定段運(yùn)行時(shí),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小,則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將有所增加,電流及電磁轉(zhuǎn)矩將減小。 ( ) 3、若三相異步電動機(jī)在機(jī)械特性曲線的穩(wěn)定段斜率小，則該電機(jī)的機(jī)械特性硬。（ ） 4、電動機(jī)在運(yùn)行中拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL必須小于電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax，電動機(jī)才能穩(wěn)定運(yùn)行。（,穩(wěn)定運(yùn)行段,5.1.2

8、三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性,一、固有機(jī)械特性,固有機(jī)械特性是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性,幾個(gè)特殊點(diǎn),A,B,C,D,1.起動點(diǎn)A,2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B,3.額定運(yùn)行點(diǎn)C,4.同步運(yùn)行點(diǎn)D,也稱理想空載工作點(diǎn),二、人為機(jī)械特性,人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性,1. 降壓時(shí)的人為機(jī)械特性,下降后, 和 均下降, 但 不變, 和 減少,如果電機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行, 下降后, 下降, 增大, 轉(zhuǎn)子電流因 增大而增大,導(dǎo)致電機(jī)過載。長期欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減少使用壽命,Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率,機(jī)械特性和電路參

9、數(shù)的關(guān)系,和電壓的關(guān)系,在同一轉(zhuǎn)差率情況下，人為特性與固定特性的轉(zhuǎn)矩之比等于電壓的平方之比,降壓時(shí)的人為機(jī)械特性,在繪制降低電壓的人為特性時(shí)，是以固有特性為基礎(chǔ)，在不同的S處，取固有特性上對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩乘降低電壓與額定電壓比值的平方，即可作出人為特性曲線，電壓愈低，人為特性曲線愈往左移。由于異步電動機(jī)對電網(wǎng)電壓的波動非常敏感，運(yùn)行時(shí)，如電壓降低太多，會大大降低它的過載能力與啟動轉(zhuǎn)矩，甚至使電動機(jī)發(fā)生帶不動負(fù)載或者根本不能啟動的現(xiàn)象,2. 轉(zhuǎn)子回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性,串電阻后, 、 不變， 增大,在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加 。當(dāng) 時(shí) ，若再增加電阻， 減小,串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，

10、特性變軟,除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對數(shù)等人為機(jī)械特性,和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系,機(jī)械特性的軟硬,硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。 軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起 動特性好。,思考題,1. 電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。（ ） 2. 起動電流會隨著轉(zhuǎn)速的升高而逐漸減小，最后達(dá)到穩(wěn)定值。 （,思考題,3. 電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩不得超過最大轉(zhuǎn)矩，否則將出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。（ ） 4. 當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率Sm小于1時(shí)，增加串入轉(zhuǎn)子回路中的電阻阻值，可增大起動轉(zhuǎn)矩，但會使電動機(jī)的機(jī)械特性變軟。（ ） 5、當(dāng)負(fù)載不變的情況下，增加串入轉(zhuǎn)子回路中的電阻阻值，會使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高。（,思考題,1繞線式三相異步電動機(jī)負(fù)載不變，轉(zhuǎn)子串電阻后，電動機(jī)各量的變化是（） n Tmax B. n Tmax C. n Tmax不變 Dn Tmax 2.三相異步電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，電動機(jī)各量的變化是（） n I2 Tmax B.n I2 Tmax C. n I2 Tmax C. n I2 Tmax,思考題,已知Y2132S-4三相異步電