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1、三相异步电动机功率转矩和运行特性三相异步电动机功率转矩和运行特性2 2第一节第一节 三相异步电动机的功三相异步电动机的功率与转矩平衡关系率与转矩平衡关系1.1.功率平衡方程功率平衡方程功率平衡方程功率平衡方程电源输入的电功率电源输入的电功率电源输入的电功率电源输入的电功率定子绕组铜耗定子绕组铜耗定子绕组铜耗定子绕组铜耗第2页/共80页第1页/共80页3 31.功率平衡方程功率平衡方程铁心损耗铁心损耗铁心损耗铁心损耗 铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，电动机铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，电动机铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，电动机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，正常运行时转子电
2、势频率很低，正常运行时转子电势频率很低，正常运行时转子电势频率很低，2-32-3周周周周/秒，秒，秒，秒，所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽略。略。略。略。为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而不考虑转子铁耗？不考虑转子铁耗？不考虑转子铁耗？不考虑转子铁耗？第3页/共80页第2页/共80页4 4 输入电功率输入电功率输入电功率输入电功率 P P1 1 减去减去减去减去 p pCuC
3、u1 1 和和和和 p pFe Fe 后，后，后，后，余下的功率即为余下的功率即为余下的功率即为余下的功率即为电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率。也可表示为：也可表示为：也可表示为：也可表示为：1.功率平衡方程功率平衡方程 电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到转子侧的功率。转子侧的功率。转子侧的功率。转子侧的功率。第4页/共80页第3页/共80页5 5附加电阻上的损耗附加电阻上的损耗附加电阻上的损耗附加电阻上的损耗 1.功率平衡方程功率平衡方程电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率转子铜耗转子铜
4、耗转子铜耗转子铜耗注意：注意：注意：注意：附加电阻上的损耗即为电机输出的总附加电阻上的损耗即为电机输出的总附加电阻上的损耗即为电机输出的总附加电阻上的损耗即为电机输出的总机械功率。机械功率。机械功率。机械功率。第5页/共80页第4页/共80页6 61.功率平衡方程功率平衡方程 电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率P Pemem扣除转子铜耗扣除转子铜耗扣除转子铜耗扣除转子铜耗p pcucu2 2后，即为消耗在后，即为消耗在后，即为消耗在后，即为消耗在附加电阻附加电阻附加电阻附加电阻 上的功率（总机械功率）：上的功率（总机械功率）：上的功率（总机械功率）：上的功率（总机械功率）：总机械功率总机械功率总
5、机械功率总机械功率第6页/共80页第5页/共80页7 71.功率平衡方程功率平衡方程转子铜耗与电磁功率的关系转子铜耗与电磁功率的关系转子铜耗与电磁功率的关系转子铜耗与电磁功率的关系电磁功率也可表示为：电磁功率也可表示为：电磁功率也可表示为：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结论：电磁功率等于转子铜耗和电机输出的总结论：电磁功率等于转子铜耗和电机输出的总结论：电磁功率等于转子铜耗和电机输出的总机械功率之和。机械功率之和。机械功率之和。机械功率之和。第7页/共80页第6页/共80页8 8zz几个重要功率关系几个重要功率关系几个重要功率关系几个重要功率关系转差功率转差功率转
6、差功率转差功率转子铜耗转子铜耗转子铜耗转子铜耗 转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。电机正常运行时，电机正常运行时，电机正常运行时，电机正常运行时，s s不大，所以铜耗也小。不大，所以铜耗也小。不大，所以铜耗也小。不大，所以铜耗也小。1.功率平衡方程功率平衡方程第8页/共80页第7页/共80页9 9zz几个重要功率关系几个重要功率关系几个重要功率关系几个重要功率关系电磁功率与总机械功率的关系电磁功率与总机械功率的关系电磁功率与总机械功率的关系电磁功率与总机械功率的关系1.
7、功率平衡方程功率平衡方程第9页/共80页第8页/共80页1010转子铜耗与电磁功率的关系：转子铜耗与电磁功率的关系：转子铜耗与电磁功率的关系：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：总机械功率与电磁功率的关系：总机械功率与电磁功率的关系：总机械功率与电磁功率的关系：1.功率平衡方程功率平衡方程电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：第10页/共80页第9页/共80页1111结论：从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一结论：从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一结论：
8、从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一结论：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，绝大部分转变为总机械功率。小部分为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。小部分为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。小部分为转子铜损耗，绝大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。因转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因转差率越大，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。此正常运行时电机的转差率均很小。此正常运行时电机的转差率均很小。此正常运行时电机的转差率均很小。zz几个重要关系几
9、个重要关系几个重要关系几个重要关系1.功率平衡方程功率平衡方程第11页/共80页第10页/共80页1212 在大型异步电动机中，在大型异步电动机中，在大型异步电动机中，在大型异步电动机中，约为输出额定功率约为输出额定功率约为输出额定功率约为输出额定功率的的的的0.50.5，小型异步电动机满载时，小型异步电动机满载时，小型异步电动机满载时，小型异步电动机满载时，可达输出额可达输出额可达输出额可达输出额定功率的定功率的定功率的定功率的1 13 3或更大。或更大。或更大。或更大。附加损耗：定、转子开槽和定、转子磁动势中的附加损耗：定、转子开槽和定、转子磁动势中的附加损耗：定、转子开槽和定、转子磁动势
10、中的附加损耗：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，用谐波磁动势等产生的损耗，用谐波磁动势等产生的损耗，用谐波磁动势等产生的损耗，用 表示，表示，表示，表示，一般一般一般一般不易计算，往往根据经验估算。不易计算，往往根据经验估算。不易计算，往往根据经验估算。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，这也要机械损耗：轴承以及风阻等摩擦阻转矩，这也要机械损耗：轴承以及风阻等摩擦阻转矩，这也要机械损耗：轴承以及风阻等摩擦阻转矩，这也要损耗一部分功率，用损耗一部分功率，用损耗一部分功率，用损耗一部分功率，用 表示。表示。表示。表示。1.功率平衡方程功率平衡方程第
11、12页/共80页第11页/共80页1313 总机械功率减去机械损耗和附加损耗，才是总机械功率减去机械损耗和附加损耗，才是总机械功率减去机械损耗和附加损耗，才是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，用转轴上真正输出的机械功率，用转轴上真正输出的机械功率，用转轴上真正输出的机械功率，用 表示：表示：表示：表示：1.功率平衡方程功率平衡方程电机转轴输出的机械功率电机转轴输出的机械功率电机转轴输出的机械功率电机转轴输出的机械功率电机功率平衡方程电机功率平衡方程电机功率平衡方程电机功率平衡方程第13页/共80页第12页/共80页1414图图图图10-1 10-1 异步电动机功率
12、流程图异步电动机功率流程图异步电动机功率流程图异步电动机功率流程图1.1.功率平衡方程功率平衡方程功率平衡方程功率平衡方程第14页/共80页第13页/共80页15152.2.转矩平衡方程转矩平衡方程转矩平衡方程转矩平衡方程转子机械角速度转子机械角速度转子机械角速度转子机械角速度 输出转矩输出转矩输出转矩输出转矩 电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩 与负载无关的空载转矩与负载无关的空载转矩与负载无关的空载转矩与负载无关的空载转矩 功率平衡方程式功率平衡方程式功率平衡方程式功率平衡方程式转矩平衡方程式转矩平衡方程式转矩平衡方程式转矩平衡方程式第15页/共80页第14页/共80页16同步角速度同步角速
13、度同步角速度同步角速度电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩 电磁转矩既可通过机械功率求出，也可通过电磁转矩既可通过机械功率求出，也可通过电磁转矩既可通过机械功率求出，也可通过电磁转矩既可通过机械功率求出，也可通过电磁功率求出。电磁功率求出。电磁功率求出。电磁功率求出。机械功率求电磁转矩机械功率求电磁转矩机械功率求电磁转矩机械功率求电磁转矩-机械机械机械机械角速度角速度角速度角速度电磁功率求电磁转矩电磁功率求电磁转矩电磁功率求电磁转矩电磁功率求电磁转矩-同步同步同步同步角速度角速度角速度角速度2.2.转矩平衡方程转矩平衡方程转矩平衡方程转矩平衡方程第16页/共80页第15页/共80页1717 1 1
14、 1 1、为什么异步电动机正常运行时转差率很小？异、为什么异步电动机正常运行时转差率很小？异、为什么异步电动机正常运行时转差率很小？异、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？步电动机的运行效率与转速有无关系？步电动机的运行效率与转速有无关系？步电动机的运行效率与转速有无关系？转速高，效率高，转速高，效率高，转速高，效率高，转速高，效率高，铜耗随转差率增大而增大。铜耗随转差率增大而增大。铜耗随转差率增大而增大。铜耗随转差率增大而增大。2 2 2 2、电磁转矩与电磁功率有什么关系？电磁转矩与、电磁转矩与电磁功率有什么关系？电磁转矩与、电磁转矩与电磁功率有什么关系
15、？电磁转矩与、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？机械功率有什么关系？机械功率有什么关系？机械功率有什么关系？同步角速度，机械角速度同步角速度，机械角速度同步角速度，机械角速度同步角速度，机械角速度第17页/共80页第16页/共80页18181.1.电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式（1 1）物理表达式）物理表达式）物理表达式）物理表达式电磁功率：电磁功率：电磁功率：电磁功率：电磁转矩为：电磁转矩为：电磁转矩为：电磁转矩为：第二节第二节 三相异步电动机的电磁三相异步电动机的电磁转矩及机械特性转矩及机械特性第18页/共80页第17页/共80页1919
16、表明：表明：表明：表明：三相异步电动机的电磁转矩是由三相异步电动机的电磁转矩是由三相异步电动机的电磁转矩是由三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通主磁通主磁通主磁通 与转子电流的有功分量与转子电流的有功分量与转子电流的有功分量与转子电流的有功分量 相互作用产生的。相互作用产生的。相互作用产生的。相互作用产生的。结论：结论：结论：结论：T T为为为为 mm、I I2 2 及及及及coscos 2 2的函数，当异步的函数，当异步的函数，当异步的函数，当异步电动机起动时，转子边电路电动机起动时，转子边电路电动机起动时，转子边电路电动机起动时，转子边电路coscos 2 2很低，尽很低，尽很低，尽很低，尽
17、管此时管此时管此时管此时I I2 2 很大，电磁转矩很大，电磁转矩很大，电磁转矩很大，电磁转矩T T却不大。却不大。却不大。却不大。电磁转矩物理表达式电磁转矩物理表达式电磁转矩物理表达式电磁转矩物理表达式1.1.电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式第19页/共80页第18页/共80页2020（2 2）参数表达式）参数表达式）参数表达式）参数表达式 物理表达式物理表达式物理表达式物理表达式-定性分析定性分析定性分析定性分析参数表达式参数表达式参数表达式参数表达式-定量分析定量分析定量分析定量分析(推导从略推导从略推导从略推导从略)，为异步电动机的短路电抗。，为异步电动机的短路
18、电抗。，为异步电动机的短路电抗。，为异步电动机的短路电抗。1.1.电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式第20页/共80页第19页/共80页2121（2 2）参数表达式）参数表达式）参数表达式）参数表达式 1.1.电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式电磁转矩表达式讨论：电磁转矩与电源参数（讨论：电磁转矩与电源参数（讨论：电磁转矩与电源参数（讨论：电磁转矩与电源参数（U U、f f）、结构）、结构）、结构）、结构参数（参数（参数（参数（r r、x x、mm、p p）和运行参数（）和运行参数（）和运行参数（）和运行参数（s s）有关。）有关。）有关。）有关。第21页/共80
19、页第20页/共80页2222 1 1 1 1、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，、异步电动机带恒转矩负载运行，电源电压下降，当电动机稳定运行后，电动机电磁转矩如何变化当电动机稳定运行后，电动机电磁转矩如何变化当电动机稳定运行后，电动机电磁转矩如何变化当电动机稳定运行后，电动机电磁转矩如何变化？不变不变不变不变第22页/共80页第21页/共80页2323定义：定义：定义：定义：异步电动机电源电压恒定，电机参数异步电动机电源电压恒定，电机参数异步电动机电源电压恒定，电机参数异步电动机电源电压恒定，电机参
20、数已知时，转差率已知时，转差率已知时，转差率已知时，转差率s s与电磁转矩与电磁转矩与电磁转矩与电磁转矩T T的关系曲线，的关系曲线，的关系曲线，的关系曲线，即即即即 曲线，称为异步电动机的机械特曲线，称为异步电动机的机械特曲线，称为异步电动机的机械特曲线，称为异步电动机的机械特性曲线。性曲线。性曲线。性曲线。2.机械特性机械特性第23页/共80页第22页/共80页2424图图图图10-2 10-2 异步电机的机械特性异步电机的机械特性异步电机的机械特性异步电机的机械特性2.机械特性机械特性第24页/共80页第23页/共80页2525理想空载运行点：理想空载运行点：理想空载运行点：理想空载运行
21、点：（实际（实际（实际（实际 ）Tmax0T+STstTNS=1SKSN机械特性的几个特殊点：机械特性的几个特殊点：机械特性的几个特殊点：机械特性的几个特殊点：额定运行点：额定运行点：额定运行点：额定运行点：最大转矩点：最大转矩点：最大转矩点：最大转矩点：起动点：起动点：起动点：起动点：2.机械特性机械特性第25页/共80页第24页/共80页2626（1 1）额定电磁转矩）额定电磁转矩）额定电磁转矩）额定电磁转矩 T TN N3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第26页/共80页第25页/共80页27最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩:电机带动最大负载的能力。电机
22、带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。令令令令 ，求出当，求出当，求出当，求出当T T最大时的转差率最大时的转差率最大时的转差率最大时的转差率s sK K。，电机因带不动负载而停转。，电机因带不动负载而停转。，电机因带不动负载而停转。，电机因带不动负载而停转。电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩（2 2）最大电磁转矩）最大电磁转矩）最大电磁转矩）最大电磁转矩 T Tmaxmax3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第27页/共80页第26页/共80页2828（2 2）最大电磁转矩）最大电磁转矩）最大电磁转矩）最大电磁转矩 T Tmaxma
23、x3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩 最大转矩又叫最大转矩又叫最大转矩又叫最大转矩又叫停转转矩停转转矩停转转矩停转转矩，如果超过这个转矩，如果超过这个转矩，如果超过这个转矩，如果超过这个转矩，电动机将停止运行，对应转差率电动机将停止运行，对应转差率电动机将停止运行，对应转差率电动机将停止运行，对应转差率s sK K为稳定运行最大为稳定运行最大为稳定运行最大为稳定运行最大转差率，称为转差率，称为转差率，称为转差率，称为临界转差率临界转差率临界转差率临界转差率。第28页/共80页第27页/共80页2929分析分析分析分析 电源频率不变及电电源频率不变及电电源频率不
24、变及电电源频率不变及电机参数固定时，机参数固定时，机参数固定时，机参数固定时，T Tmaxmax与与与与U U1 12 2成正比，但产生成正比，但产生成正比，但产生成正比，但产生T Tmaxmax时的临界转差率不变，时的临界转差率不变，时的临界转差率不变，时的临界转差率不变，与电源电压无关。与电源电压无关。与电源电压无关。与电源电压无关。最大电磁转矩最大电磁转矩最大电磁转矩最大电磁转矩T Tmaxmax的大小与转子电阻无关，但转子电阻大的大小与转子电阻无关，但转子电阻大的大小与转子电阻无关，但转子电阻大的大小与转子电阻无关，但转子电阻大小变化会影响小变化会影响小变化会影响小变化会影响s sK
25、K的变化，的变化，的变化，的变化，r2r2增大，增大，增大，增大，s sK K增大。增大。增大。增大。电源电压和频率一定，最电源电压和频率一定，最电源电压和频率一定，最电源电压和频率一定，最大转矩与短路阻抗成反比。大转矩与短路阻抗成反比。大转矩与短路阻抗成反比。大转矩与短路阻抗成反比。3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第29页/共80页第28页/共80页3030最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩 绕线式异步电机可在绕线式异步电机可在绕线式异步电机可在绕线式异步电机可在转子回路串电阻，使起动转子回路串电阻，使起动转子回路串电阻，使起动转子回路串电阻，使起动转矩随转
26、子电阻的增大而转矩随转子电阻的增大而转矩随转子电阻的增大而转矩随转子电阻的增大而增加，直到增加，直到增加，直到增加，直到s sK K=1=1，起动转，起动转，起动转，起动转矩为最大转矩。此时，起矩为最大转矩。此时，起矩为最大转矩。此时，起矩为最大转矩。此时，起动转矩最大，转差也大，动转矩最大，转差也大，动转矩最大，转差也大，动转矩最大，转差也大，转子铜耗增加。转子铜耗增加。转子铜耗增加。转子铜耗增加。3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第30页/共80页第29页/共80页3131uu当其它参数一定时：当其它参数一定时：当其它参数一定时：当其它参数一定时：l l最
27、大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转最大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转最大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转最大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转差率与电源电压无关。差率与电源电压无关。差率与电源电压无关。差率与电源电压无关。l l频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小。抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小。抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小。抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小。l l转子回路电阻越大，临界转差率越
28、大；最大电磁转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁转矩与转子电阻无关。转矩与转子电阻无关。转矩与转子电阻无关。转矩与转子电阻无关。3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第31页/共80页第30页/共80页3232 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意：注意：注意：（1 1）三相异步机的）三相异步机的）三相异步机的）三相异步机的
29、和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。（2 2）电机严重过热电机严重过热电机严重过热电机严重过热3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第32页/共80页第31页/共80页3333（3 3）起动转矩）起动转矩）起动转矩）起动转矩 起动转矩（又叫起动转矩（又叫起动转矩（又叫起动转矩（又叫堵转转矩堵转转矩堵转转矩堵转转矩）的大小决定电动机）
30、的大小决定电动机）的大小决定电动机）的大小决定电动机的起动性能。的起动性能。的起动性能。的起动性能。3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩第33页/共80页第32页/共80页3434 ，电压减小，起动转矩成平方倍减小。，电压减小，起动转矩成平方倍减小。，电压减小，起动转矩成平方倍减小。，电压减小，起动转矩成平方倍减小。要增大起动转矩，可在转子回路串电阻，随所串电要增大起动转矩，可在转子回路串电阻，随所串电要增大起动转矩，可在转子回路串电阻，随所串电要增大起动转矩，可在转子回路串电阻，随所串电阻的增大，起动转矩也增加。但是，转子电阻增加，阻的增大，起动转矩也增加。但
31、是，转子电阻增加，阻的增大，起动转矩也增加。但是，转子电阻增加，阻的增大，起动转矩也增加。但是，转子电阻增加，转差率增大，转子铜耗也增大。转差率增大，转子铜耗也增大。转差率增大，转子铜耗也增大。转差率增大，转子铜耗也增大。电动机起动时有最大转矩，可令电动机起动时有最大转矩，可令电动机起动时有最大转矩，可令电动机起动时有最大转矩，可令s sk k=1=1，则起，则起，则起，则起动转矩为最大转矩时转子回路所串的电阻应为：动转矩为最大转矩时转子回路所串的电阻应为：动转矩为最大转矩时转子回路所串的电阻应为：动转矩为最大转矩时转子回路所串的电阻应为：3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩最大电磁转矩、起动
32、转矩、额定转矩第34页/共80页第33页/共80页3535 1 1 1 1、三相绕线式异步电动机转子回路串电阻后，下、三相绕线式异步电动机转子回路串电阻后，下、三相绕线式异步电动机转子回路串电阻后，下、三相绕线式异步电动机转子回路串电阻后，下列参数将如何变化？列参数将如何变化？列参数将如何变化？列参数将如何变化？（1 1 1 1）起动电流）起动电流）起动电流）起动电流（2 2 2 2）起动转矩）起动转矩）起动转矩）起动转矩（3 3 3 3）最大转矩）最大转矩）最大转矩）最大转矩（4 4 4 4）临界转差率）临界转差率）临界转差率）临界转差率 减小，增大，不变，增大减小，增大，不变，增大减小，增
33、大，不变，增大减小，增大，不变，增大第35页/共80页第34页/共80页3636 2 2 2 2、若频率为若频率为若频率为若频率为50HZ50HZ的三相异步电动机接在频率为的三相异步电动机接在频率为的三相异步电动机接在频率为的三相异步电动机接在频率为60Hz60Hz的电网的电网的电网的电网上运行，电动机下列参数将如何变化？上运行，电动机下列参数将如何变化？上运行，电动机下列参数将如何变化？上运行，电动机下列参数将如何变化？（1 1 1 1）起动转矩；）起动转矩；）起动转矩；）起动转矩；（2 2 2 2）最大转矩；）最大转矩；）最大转矩；）最大转矩；（3 3 3 3）起动电流。）起动电流。）起动
34、电流。）起动电流。减小，减小，减小减小，减小，减小减小，减小，减小减小，减小，减小第36页/共80页第35页/共80页37373 3 3 3、异步电动机电源电压升高对最大转矩和起动转矩、异步电动机电源电压升高对最大转矩和起动转矩、异步电动机电源电压升高对最大转矩和起动转矩、异步电动机电源电压升高对最大转矩和起动转矩有何影响？若负载转矩保持不变，转速及转差率如有何影响？若负载转矩保持不变，转速及转差率如有何影响？若负载转矩保持不变，转速及转差率如有何影响？若负载转矩保持不变，转速及转差率如何变化？何变化？何变化？何变化？最大转矩和起动转矩增大，转速升高，转差率减最大转矩和起动转矩增大，转速升高，
35、转差率减最大转矩和起动转矩增大，转速升高，转差率减最大转矩和起动转矩增大，转速升高，转差率减小。小。小。小。第37页/共80页第36页/共80页3838（1 1）过载能力）过载能力）过载能力）过载能力 电机负载转矩大于最大转矩，电机将停转。为电机负载转矩大于最大转矩，电机将停转。为电机负载转矩大于最大转矩，电机将停转。为电机负载转矩大于最大转矩，电机将停转。为保证电机不因短时过载而停转，要求电机具有一定保证电机不因短时过载而停转，要求电机具有一定保证电机不因短时过载而停转，要求电机具有一定保证电机不因短时过载而停转，要求电机具有一定的过载能力。的过载能力。的过载能力。的过载能力。一般异步电动机
36、的一般异步电动机的一般异步电动机的一般异步电动机的 K Kmm=1.6=1.62.5 2.5，特殊要求时，特殊要求时，特殊要求时，特殊要求时 K Kmm=2.8=2.83.0 3.0。4.过载能力和起动转矩倍数过载能力和起动转矩倍数过载能力：过载能力：过载能力：过载能力：最大电磁转矩与额定电磁转矩之比。最大电磁转矩与额定电磁转矩之比。最大电磁转矩与额定电磁转矩之比。最大电磁转矩与额定电磁转矩之比。用用用用 K Km m 表示，表示，表示，表示，K Km m 为：为：为：为：第38页/共80页第37页/共80页3939（2 2）起动转矩倍数）起动转矩倍数）起动转矩倍数）起动转矩倍数 起动转矩太小
37、，一定负载下电动机可能无法起起动转矩太小，一定负载下电动机可能无法起起动转矩太小，一定负载下电动机可能无法起起动转矩太小，一定负载下电动机可能无法起动。起动转矩越大，电动机起动越容易。动。起动转矩越大，电动机起动越容易。动。起动转矩越大，电动机起动越容易。动。起动转矩越大，电动机起动越容易。用用用用 T Tst st 和和和和 T TN N 的比值来表示电动机起动转矩的倍数的比值来表示电动机起动转矩的倍数的比值来表示电动机起动转矩的倍数的比值来表示电动机起动转矩的倍数，为：，为：，为：，为：起动转矩倍数是电动机的又一个重要性能指标，起动转矩倍数是电动机的又一个重要性能指标，起动转矩倍数是电动机
38、的又一个重要性能指标，起动转矩倍数是电动机的又一个重要性能指标，我国生产的我国生产的我国生产的我国生产的Y Y系列三相笼型异步电动机，系列三相笼型异步电动机，系列三相笼型异步电动机，系列三相笼型异步电动机，K Kst st 为为为为1.2-1.2-2.42.4（中小型）和（中小型）和（中小型）和（中小型）和0.50.50.80.8（大中型）。（大中型）。（大中型）。（大中型）。4.过载能力和起动转矩倍数过载能力和起动转矩倍数第39页/共80页第38页/共80页4040恒转矩负载：转矩与转速无关，恒转矩负载：转矩与转速无关，恒转矩负载：转矩与转速无关，恒转矩负载：转矩与转速无关，T TL L=C
39、 C。离心式负载：离心式负载：离心式负载：离心式负载：n n ,T TL L ，如：风如：风如：风如：风机、水泵。机、水泵。机、水泵。机、水泵。1 1恒转矩负载恒转矩负载恒转矩负载恒转矩负载2 2离心式负载离心式负载离心式负载离心式负载T TL Ln n0 0uu机械负载类型机械负载类型机械负载类型机械负载类型负载性质不同，电机稳定运行区域不一样。负载性质不同，电机稳定运行区域不一样。5.稳定运行问题稳定运行问题第40页/共80页第39页/共80页4141uu 电动机拖动机械负载：电动机拖动机械负载：电动机拖动机械负载：电动机拖动机械负载：稳定运行：稳定运行：稳定运行：稳定运行：T T=T T
40、L L。T T T TL L：电机加速电机加速电机加速电机加速。TT T TL L：电机减速电机减速电机减速电机减速。电机受到扰动，如突加和突减负载，电源电压电机受到扰动，如突加和突减负载，电源电压电机受到扰动，如突加和突减负载，电源电压电机受到扰动，如突加和突减负载，电源电压急剧变化等，当外界扰动结束，电动机有可能恢复急剧变化等，当外界扰动结束，电动机有可能恢复急剧变化等，当外界扰动结束，电动机有可能恢复急剧变化等，当外界扰动结束，电动机有可能恢复到原先的稳定运行状态，也可能失去稳定。到原先的稳定运行状态，也可能失去稳定。到原先的稳定运行状态，也可能失去稳定。到原先的稳定运行状态，也可能失去
41、稳定。5.稳定运行问题稳定运行问题第41页/共80页第40页/共80页4242恒转矩负载：恒转矩负载：恒转矩负载：恒转矩负载：T TL L=C CTLST0TTTaaabbbSN SNSNTL TLa a点点点点:T T=T TL LT TL L n n S SN N (S S N N)T T (T(T )；a a 点：点：点：点：T T =T T L LT TL L n n S SN N (S S N N)T T (T(T )；a a 点：点：点：点：T T =T T L La a点为稳定运行点。点为稳定运行点。点为稳定运行点。点为稳定运行点。5.稳定运行问题稳定运行问题第42页/共80页第
42、41页/共80页4343b b点点点点:T TL L n n S S b b ；T T T T S SS SKKTS0TLTTTaaabbbSN SNSNTL TL 恒转矩负载：恒转矩负载：恒转矩负载：恒转矩负载：T TL L=C Cb b点为不稳定运行点。点为不稳定运行点。点为不稳定运行点。点为不稳定运行点。5.稳定运行问题稳定运行问题第43页/共80页第42页/共80页4444TLTS0TTTaaabbbSN SNSNTL TL恒转矩负载稳定运行区域：恒转矩负载稳定运行区域：恒转矩负载稳定运行区域：恒转矩负载稳定运行区域：S S （0 0，S Sk k）稳定运行必要条件：稳定运行必要条件：
43、稳定运行必要条件：稳定运行必要条件：SK 5.稳定运行问题稳定运行问题第44页/共80页第43页/共80页4545稳定运行于稳定运行于稳定运行于稳定运行于c c点点点点:T T=T TL LT TL L n n S S T-T-T TL L 0 0n n T TL L n n S S T-T-T TL L 0 电阻，电阻，电阻，电阻，功率因数很低功率因数很低功率因数很低功率因数很低，一般不超过，一般不超过，一般不超过，一般不超过0.20.2。l l 一般，额定负载时，功率因数达到最大。一般，额定负载时，功率因数达到最大。一般，额定负载时，功率因数达到最大。一般，额定负载时，功率因数达到最大。第
44、57页/共80页第56页/共80页58583.3.功率因数特性功率因数特性功率因数特性功率因数特性l l负载负载负载负载额定负载，额定负载，额定负载，额定负载，s s，转子回路等效电阻，转子回路等效电阻，转子回路等效电阻，转子回路等效电阻，转子回路呈感性，转子功率因数转子回路呈感性，转子功率因数转子回路呈感性，转子功率因数转子回路呈感性，转子功率因数，定子侧功率因，定子侧功率因，定子侧功率因，定子侧功率因数数数数。l l异步电动机额定工况下功率因数一般为异步电动机额定工况下功率因数一般为异步电动机额定工况下功率因数一般为异步电动机额定工况下功率因数一般为0.8-0.90.8-0.9。第58页/
45、共80页第57页/共80页5959图图106 异步电动机工作特性曲线异步电动机工作特性曲线第59页/共80页第58页/共80页60604.定子电流特性定子电流特性定子电流与转子电流有关系：定子电流与转子电流有关系：定子电流与转子电流有关系：定子电流与转子电流有关系：电机空载时，转子电流接近于零，定子电流等于电机空载时，转子电流接近于零，定子电流等于电机空载时，转子电流接近于零，定子电流等于电机空载时，转子电流接近于零，定子电流等于励磁电流。励磁电流。励磁电流。励磁电流。负载增大，转速降低，转子电流增大，则定子电负载增大，转速降低，转子电流增大，则定子电负载增大，转速降低，转子电流增大，则定子电
46、负载增大，转速降低，转子电流增大，则定子电流也增大。流也增大。流也增大。流也增大。第60页/共80页第59页/共80页6161图图106 异步电动机工作特性曲线异步电动机工作特性曲线第61页/共80页第60页/共80页62625.效率特性曲线效率特性曲线异步电动机的效率为异步电动机的效率为异步电动机的效率为异步电动机的效率为为电动机的总损耗，为电动机的总损耗，为电动机的总损耗，为电动机的总损耗，。总损耗：不变损耗和可变损耗。总损耗：不变损耗和可变损耗。总损耗：不变损耗和可变损耗。总损耗：不变损耗和可变损耗。其中，不变损耗包括铁耗和机械损耗，基本上不其中，不变损耗包括铁耗和机械损耗，基本上不其中
47、，不变损耗包括铁耗和机械损耗，基本上不其中，不变损耗包括铁耗和机械损耗，基本上不随负载的变化而改变；可变损耗（定、转子铜耗）随随负载的变化而改变；可变损耗（定、转子铜耗）随随负载的变化而改变；可变损耗（定、转子铜耗）随随负载的变化而改变；可变损耗（定、转子铜耗）随负载增大而增大。负载增大而增大。负载增大而增大。负载增大而增大。第62页/共80页第61页/共80页6363空载空载空载空载：P P2 2=0=0，=0=0。负载较小负载较小负载较小负载较小：不变损耗总存在：不变损耗总存在：不变损耗总存在：不变损耗总存在，P P1 1相对较大，效率低；相对较大，效率低；相对较大，效率低；相对较大，效率
48、低；负载增加负载增加负载增加负载增加，P P2 2增大，增大，增大，增大，P P1 1也增大，效率迅速提高；也增大，效率迅速提高；也增大，效率迅速提高；也增大，效率迅速提高；负载过大负载过大负载过大负载过大，可变损耗增加很快，效率下降，可变损耗增加很快，效率下降，可变损耗增加很快，效率下降，可变损耗增加很快，效率下降。T TL L可变损耗增加较快，可变损耗增加较快，可变损耗增加较快，可变损耗增加较快，。5.5.效率特性曲线效率特性曲线效率特性曲线效率特性曲线（最大效率发生在（最大效率发生在（最大效率发生在（最大效率发生在(0.7(0.7 1.1)P1.1)PN N)第63页/共80页第62页/
49、共80页6464图图106 异步电动机工作特性曲线异步电动机工作特性曲线第64页/共80页第63页/共80页6565第四节第四节第四节第四节 三相异步电动机的参数测定三相异步电动机的参数测定三相异步电动机的参数测定三相异步电动机的参数测定异步电机基本试验方法：异步电机基本试验方法：异步电机基本试验方法：异步电机基本试验方法：空载试验空载试验空载试验空载试验-求激磁参数，铁耗，机械损耗。求激磁参数，铁耗，机械损耗。求激磁参数，铁耗，机械损耗。求激磁参数，铁耗，机械损耗。短路试验短路试验短路试验短路试验-求短路参数。求短路参数。求短路参数。求短路参数。第65页/共80页第64页/共80页66661
50、.异步电动机的空载试验异步电动机的空载试验 试验目的：测量励磁参数，包括励磁电阻、励磁试验目的：测量励磁参数，包括励磁电阻、励磁试验目的：测量励磁参数，包括励磁电阻、励磁试验目的：测量励磁参数，包括励磁电阻、励磁电抗和励磁阻抗，以及铁耗和机械损耗。电抗和励磁阻抗，以及铁耗和机械损耗。电抗和励磁阻抗，以及铁耗和机械损耗。电抗和励磁阻抗，以及铁耗和机械损耗。图图图图10107 7 异步电动机空载试验电路图异步电动机空载试验电路图异步电动机空载试验电路图异步电动机空载试验电路图 第66页/共80页第65页/共80页67671.异步电动机的空载试验异步电动机的空载试验 l l试验方法：试验方法：试验方