電動機的機械特性演示文稿

電動機的機械特性演示文稿目前一頁\總數三十三頁\編于十七點5.1三相異步電動機的機械特性一、物理表達式5.1.1三相異步電動機機械特性的三種表達式二、參數表達式

三相異步電動機的機械特性是指電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系，由于電機的轉速與轉差率之間存在一定的關系，所以異步電動機的機械特性通常用表示。表明：三相異步電動機的電磁轉矩是由主磁通與轉子電流的有功分量相互作用產生的。

說明：電磁轉矩與電源參數（Ｕ1、f1）、結構參數（R、X、m、p）和運行參數（s）有關。目前二頁\總數三十三頁\編于十七點

三相異步電動機的機械特性曲線目前三頁\總數三十三頁\編于十七點在特性曲線上有兩個最大轉矩，最大轉矩對應的轉差率稱為臨界轉差率，可令求得:

最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載能力:2、越大，越大；與無關。1、與成正比；與無關。3、和都近似與漏抗成反比目前四頁\總數三十三頁\編于十七點在特性曲線上還有一個起動轉矩，即時的轉矩:

結論：當其它參數一定時1、起動轉矩與電源電壓平方成正比；2、頻率越高，起動轉矩越小；漏抗越大，起動轉矩越?。?、繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。4、起動轉矩倍數目前五頁\總數三十三頁\編于十七點三、實用表達式工程上常根據電機的額定功率、額定轉速、過載能力來求出實用表達式。方法是：將Tm和sm代入即可得到機械特性方程式。利用電磁轉矩除以最大電磁轉矩可得電磁轉矩的實用表達式：目前六頁\總數三十三頁\編于十七點三相異步電動機的固有機械特性和人為機械特性一、固有機械特性固有機械特性是指電動機在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉子電路不外接阻抗時的機械特性。sn0nNsNnmsm10TNTstTmTem幾個特殊點：ABCD1.起動點A:2.最大轉矩點B:3.額定運行點C4.同步運行點D目前七頁\總數三十三頁\編于十七點二、人為機械特性人為機械特性是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機械特性。1.降壓時的人為機械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm

下降后,和均下降,但不變,和減少。

如果電機在定額負載下運行,下降后,下降,增大,轉子電流因增大而增大,導致電機過載。長期欠壓過載運行將使電機過熱，減少使用壽命。目前八頁\總數三十三頁\編于十七點2.轉子回路串對稱電阻時的人為機械特性串電阻后,、不變，增大。在一定范圍內增加電阻，可以增加。當時，若再增加電阻，減小。串電阻后，機械特性線性段斜率變大，特性變軟。

除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對數等人為機械特性。10TstTmTems

n0n1smR2TstsmR2+Rs目前九頁\總數三十三頁\編于十七點5.2三相異步電動機的起動

起動指電動機接通電源后由靜止狀態(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程.對電動機的起動性能要求二：起動電流小,起動轉矩不大。1.起動電流大的原因

起動時,,轉子感應電動勢大,使轉子電流大,根據磁動勢平衡關系,定子電流必然增大.2.起動轉矩不大的原因從下述公式分析

起動時,,遠大于運行時的,轉子漏抗很大,很低,盡管很大,但并不大.

由于起動電流大,定子漏阻抗壓降大,使定子感應電動勢減小,對應的氣隙磁通減小.由上述兩個原因使得起動轉矩不大.目前十頁\總數三十三頁\編于十七點三相籠型異步電動機的起動一、直接起動可以直接起動的條件：起動電流倍數二、降壓起動適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時Y接；運行時△接。起動電流關系:Y-△降壓起動多用于空載或輕載起動1.Y-△降壓起動起動轉矩關系:目前十一頁\總數三十三頁\編于十七點2.自耦變壓器降壓起動直接起動時的起動電流：降壓后二次側起動電流：變壓器一次側電流：電網提供的起動電流減小倍數：起動轉矩減小的倍數：自耦變壓器一般有三個分接頭可供選用。目前十二頁\總數三十三頁\編于十七點三相繞線型異步電動機的起動一、轉子回路串電阻起動

在轉子回路中串聯適當的電阻,既能限制起動電流，又能增大起動轉矩。

為了有較大的起動轉矩、使起動過程平滑，應在轉子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸切除起動電阻。目前十三頁\總數三十三頁\編于十七點

電動機由a點開始起動，經b→c→d→e→f→g→h，完成起動過程。起動過程目前十四頁\總數三十三頁\編于十七點二、轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。

起動時，S2斷開，轉子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機通電開始起動。起動時,,頻敏變阻器鐵損大,反映鐵損耗的等效電阻大,相當于轉子回路串入一個較大電阻。隨著上升,減小,鐵損減少,等效電阻減小,相當于逐漸切除,起動結束,S2閉合，切除頻敏變阻器，轉子電路直接短路。

目前十五頁\總數三十三頁\編于十七點5.3三相異步電動機的制動能耗制動實現：制動時，S1斷開,電機脫離電網，同時S2閉合,在定子繞組中通入直流勵磁電流。

直流勵磁電流產生一個恒定的磁場，因慣性繼續(xù)旋轉的轉子切割恒定磁場，導體中感應電動勢和電流。感應電流與磁場作用產生的電磁轉矩為制動性質，轉速迅速下降，當轉速為零時，感應電動勢和電流為零，制動過程結束。

制動過程中，轉子的動能轉變?yōu)殡娔芟脑谵D子回路電阻上——能耗制動。目前十六頁\總數三十三頁\編于十七點nTemA0n1C1B23

對籠型異步電動機,可以增大直流勵磁電流來增大初始制動轉矩。

對繞線型異步電動機,可以增大轉子回路電阻來增大初始制動轉矩。制動電阻大?。耗壳笆唔揬總數三十三頁\編于十七點一、電源兩相反接的反接制動反接制動實現：將電動機電源兩相反接可實現反接制動。機械特性由曲線1變?yōu)榍€2，工作點由A→B→C，n=0,制動過程結束。繞線式電動機在定子兩反接同時,可在轉子回路串聯制動電阻來限制制動電流和增大制動轉矩

,曲線3。目前十八頁\總數三十三頁\編于十七點二、倒拉反轉的反接制動條件:適用于繞線式異步電動機帶位能性負載情況。實現：在轉子回路串聯適當大電阻RB。電機工作點由A→B→C，n=0，制動過程開始，電機反轉子，直到D點。在第四象限才是制動狀態(tài)。由于電機反向旋轉，n<0，所以s>1。目前十九頁\總數三十三頁\編于十七點反接制動時，s>1，所以有機械功率為電磁功率為機械功率為負，說明電機從軸上輸入機械功率；電磁功率為正說明電機從電源輸入電功率，并軸定子向轉子傳遞功率。而表明，軸上輸入的機械功率轉變成電功率后，連同定子傳遞給轉子的電磁功率一起消耗在轉子回路電阻上，所反接制動的能量損耗較大。目前二十頁\總數三十三頁\編于十七點回饋制動實現：電動機轉子在外力作用下，使n>n1.

回饋制動狀態(tài)實際上就是將軸上的機械能轉變成電能并回饋到電網的異步發(fā)電機狀態(tài)。一、下放重物時的回饋制動

首先將定子兩相反接,定子旋轉磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點由A到B。經過反接制動過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負載作用下反向加速并超過同步速，直到C點保持穩(wěn)定運行。電機機械特性曲線1，運行于A點。目前二十一頁\總數三十三頁\編于十七點二、變極或變頻調速過程中的回饋制動電機機械特性曲線1，運行于A點。電機工作點由A變到B，電磁轉矩為負，，電機處于回饋制動狀態(tài)。當電機采用變極（增加極數）或變頻（降低頻率）進行調速時，機械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)?。目前二十二頁\總數三十三頁\編于十七點5.4三相異步電動機的調速由異步電動機的轉速公式可知，異步電動機有下列三種基本調速方法：（1）改變定子極對數調速。（2）改變電源頻率調速。（3）改變轉差率調速。目前二十三頁\總數三十三頁\編于十七點變極調速一、變極原理變極調速只用于籠型電動機。以4極變2極為例：U相兩個線圈，順向串聯，定子繞組產生4極磁場：反向串聯和反向并聯，定子繞組產生2極磁場：目前二十四頁\總數三十三頁\編于十七點二、三種常用變極接線方式Y→反并YY，2p-pY→反串Y，2p-p?→YY，2p-p注意：當改變定子繞組接線時，必須同時改變定子繞組的相序目前二十五頁\總數三十三頁\編于十七點三、變極調速時容許輸出

容許輸出時是指保持電流為額定值條件下，調速前、后電動機軸上輸出的功率和轉矩。1.Y-YY聯結方式Y-YY后,極數減少一半,轉速增大一倍,即，保持每一繞組電流為,則輸出功率和轉矩為

可見，Y-YY聯結方式時，電動機的轉速增大一倍，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉矩保持不變，所以這種變極調速屬于恒轉矩調速，它適用于恒轉矩負載。目前二十六頁\總數三十三頁\編于十七點2.?-YY聯結方式?-YY后,極數減少一半,轉速增大一倍,即，保持每一繞組電流為,則輸出功率和轉矩為

可見，?-YY聯結方式時，電動機的轉速增大一倍，容許輸出功率近似不變，而容許輸出轉矩近似減少一半，所以這種變極調速屬于恒功率調速，它適用于恒功率負載。同理可以分析，正串Y-反串Y聯結方式的變極調速屬恒功率調速。目前二十七頁\總數三十三頁\編于十七點四、變極調速時的機械特性1.Y-YY聯結方式2.△-YY聯結方式

變極調速時,轉速幾乎是成倍變化的,調速的平滑性較差,但具有較硬的機械特性,穩(wěn)定性好,可用于恒功率和恒轉矩負載.目前二十八頁\總數三十三頁\編于十七點變頻調速一、電壓隨頻率調節(jié)的規(guī)律

當轉差率s變化不大時，電動機的轉速n基本與電源頻率f1正比，連續(xù)調節(jié)電源頻率，可以平滑地改變電動機的轉速。但是，

頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵磁電流、功率因數、鐵損及過載能力的大小。為了保持變頻率前、后過載能力不變，要求下式成立：目前二十九頁\總數三十三頁\編于十七點1、恒轉矩變頻率調速此條件下變頻調速，電機的主磁通和過載能力不變。對恒轉矩負載2、恒功率變頻率調速此條件下變頻調速，電機的過載能力不變，但主磁通發(fā)生變化。對恒功率負載得目前三十頁\總數三十三頁\編于十七點二、頻率調速時電動機的機械特性變頻調速時電動機的機械特性可用下列各式表示最大轉矩起動轉矩臨界點轉速降在基頻以下調速時,保持,即恒轉矩調速。

在基頻以上調速時,電壓只能，迫使主磁通與頻率成反比降低，近似為恒功率調速。目前三十一頁\總數三十三頁\編于十七點變轉差率調速一、繞線轉子電動機的轉子串接電阻調速繞線轉子電動機的轉子回路