電力機車異步電機檢修-異步電動機的機械特性

任務(wù)三異步牽引電機基本方程項目三異步電機檢修功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式P1=3U1I1cosφ1pCu1=3I12r1

pFe=3I2mrm

PM=P1?pCu1?pFe

功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式

軸上輸出機械功率全機械功率摩擦和風阻產(chǎn)生的機械損耗雜散損耗空載損耗P0功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式一、功率平衡方程式

異步電動機的功率流程圖功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程式二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式電磁轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩異步電動機的機械特性一、機械特性分析起動轉(zhuǎn)矩Tst大于反抗力矩TL，電動機便能起動轉(zhuǎn)速上升階段不穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)：電動機一般工作區(qū)域，呈硬特性（一）額定轉(zhuǎn)矩TN電動機在額定負載下穩(wěn)定運行時的輸出轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN，轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率sN

T=TL=T2+T0

TL=T2=PN/ω=（PN×103）/[(2πnN）/60]=9550(PN/nN)忽略T0異步電動機的機械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm當轉(zhuǎn)差率s達到某一值時，T達到最大，稱為最大轉(zhuǎn)矩Tm，對應(yīng)轉(zhuǎn)差率sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。對機械特性進行求導(dǎo)，(dT)/(ds)=0可求得臨界轉(zhuǎn)差率sm=(R2)/x20與之對應(yīng)的為最大轉(zhuǎn)矩Tm=CU12/(2x20)

異步電動機的機械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm結(jié)論：①轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比，R2愈大sm就愈小，但Tm不變，故異步電動機可以通過在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻來實現(xiàn)調(diào)速異步電動機的機械特性②最大轉(zhuǎn)矩Tm

與電源電壓U12成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小無關(guān)。過載系數(shù)λ=Tm/TN衡量電動機的過載能力。一般λ=1.8～2.5（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm異步電動機的機械特性（三）起動轉(zhuǎn)矩Tst

Tst=C[(R2)/(+X)]起動時：x20>>R2Tst≈C[(R2)/X]結(jié)論：Tst與電源電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2亦成正比。從機械特性曲線上可知，當增加轉(zhuǎn)子電阻（對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機而言），起動轉(zhuǎn)矩會增大。當降低電源電壓時，起動轉(zhuǎn)矩將減小。起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst=Tst/TN,反映電動機的起動能力。一般Kst=0.9～1.8異步電動機的機械特性（四）實用表達式Tm=λTNsm=sN（λ+）當電動機在額定負載運行時，轉(zhuǎn)差率s很小，則異步電動機的機械特性二、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：異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻(電抗或電容)時的機械特性。異步電動機的機械特性二、固有機械特性和人為機械特性（一）固有機械特性異步電動機的機械特性1．起動點A定子電流I1=Ist=（4～7）IN（IN為額定電流）二、固有機械特性和人為機械特性（一）固有機械特性2．最大轉(zhuǎn)矩點Ps=sm，T=Tm

是電動機穩(wěn)定運行的臨界點異步電動機的機械特性二、固有機械特性和人為機械特性（一）固有機械特性3．額定運行點B異步電動機的機械特性4．同步轉(zhuǎn)速點是電動機的理想空載點。此時：n=n1s=0，T=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動機本身不可能達到同步轉(zhuǎn)速點。二、固有機械特性和人為機械特性（一）固有機械特性異步電動機的機械特性（二）人為機械特性人為機械特性：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時，所得T=f（n）或T=f（s）的關(guān)系曲線。異步電動機的機械特性（二）人為機械特性1．降低U1時的人為機械特性電動機長期低壓運行，會使電機過熱甚至燒壞。異步電動機的機械特性（二）人為機械特性2．定子回路串接三相對稱阻抗時的人為機械特性1.串電阻前2.串電阻后異步電動機的機械特性（二）人為機械特性3．轉(zhuǎn)子回路串入三相對稱電阻的人為機械特性轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻適用于繞線式異步電動機的起動和調(diào)速。4．改變電源頻率的人為機械特性調(diào)速時介紹異步電動機的機械特性任務(wù)四異步電動機的機械特性項目三異步電機檢修異步電動機的機械特性一、機械特性分析起動轉(zhuǎn)矩Tst大于反抗力矩TL，電動機便能起動轉(zhuǎn)速上升階段不穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)：電動機一般工作區(qū)域，呈硬特性（一）額定轉(zhuǎn)矩TN電動機在額定負載下穩(wěn)定運行時的輸出轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速nN，轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率sN

Tem=TL=T2+T0

TL=T2=PN/ω=（PN×103）/[(2πnN）/60]=9550(PN/nN)忽略T0異步電動機的機械特性（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm對應(yīng)轉(zhuǎn)差率sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率(dT)/(ds)=0可求得臨界轉(zhuǎn)差率sm=(R2)/X20與之對應(yīng)的為Tm=CU12/(2X20)

結(jié)論：①轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比，R2愈大sm就愈小，但Tm不變，故異步電動機可以通過在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻來實現(xiàn)調(diào)速異步電動機的機械特性②最大轉(zhuǎn)矩Tm

與電源電壓U12成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小無關(guān)。過載系數(shù)λ=Tm/TN衡量電動機的過載能力。一般λ=1.8～2.5（二）最大轉(zhuǎn)矩Tm異步電動機的機械特性（三）起動轉(zhuǎn)矩Tst

Tst=C[(R2)/(+X)]起動時：x20>>R2Tst≈C[(R2)/X]結(jié)論：Tst與電源電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2亦成正比。從機械特性曲線上可知，當增加轉(zhuǎn)子電阻（對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機而言），起動轉(zhuǎn)矩會增大。當降低電源電壓時，起動轉(zhuǎn)矩將減小。起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Kst=Tst/TN,反映電動機的起動能力。一般Kst=0.9～1.8異步電動機的機械特性（四）實用表達式Tem=Tm=λTNTN=9550

sm=sN（λ+）當電動機在額定負載以運行時，轉(zhuǎn)差率s很小，則Tem=2Tm

異步電動機的機械特性二、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：異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻(電抗或電容)時的機械特性。異步電動機的機械特性4．同步轉(zhuǎn)速點是電動機的理想空載點。此時：n=n1s=0，Tem=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動機本身不可能達到同步轉(zhuǎn)速點。二、固有機械特性和人為機械特性（一）固有機械特性1．起動點A定子電流I1=Ist=（4～7）IN（IN為額定電流）2．最大轉(zhuǎn)矩點Ps=sm，Tem=Tm

是電動機穩(wěn)定運行的臨界點3．額定運行點B異步電動機的機械特性（二）人為機械特性人為機械特性：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時，所得Tem=f（n）或Tem=f（s）的關(guān)系曲線。異步電動機的機械特性（二）人為機械特性1．降低U1時的人為機械特性電動機長期低壓運行，會使