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1、三相异步电动机的运行特性第1 页，本讲稿共13 页3.转子电路的电流I2和功率因数cos 2 转子电路的电流I2、功率因数cos 2与转差率s 的关系可用图2-31 的曲线表示。4.定子电路的电流I1 与变压器的电流变换原理相似，定子电路的电流I1与转子电路的电流I2的比值也近似等于常数。第2 页，本讲稿共13 页二、三相异步电动机的机械特性1.三相异步电动机的电磁转矩(1)物理表达式(2)参数表达式 2.三相异步电动机的电磁转矩与转差率的关系 由参数表达式可知，当U1、R2、X20为定值时，电磁转矩T 随转差率s 的变化而变化，如图2-32 的Ts 所示。第3 页，本讲稿共13 页 Ts 曲
2、线上升至下降的过程中，必出现一个最大值，此即为最大转矩Tmax，产生最大转矩时的转差率称为临界转差率，记为sc。可以求得产生最大电磁转矩时的临界转差率和最大电磁转矩分别为：由此可知：sc R2，而与U1无关；而与R2无关。改变R2能使sc随之改变，例如增加R2，Ts 曲线便向右移动，如图2-33 所示。第4 页，本讲稿共13 页3.三相异步电动机的机械特性 机械特性是指电动机在一定运行条件下(电源电压一定时)，电动机的转速与转矩之间的关系，即nf(T)曲线。机械特性分固有机械特性和人为机械特性两种。(1)固有机械特性 异步电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定频率下，定子、转子外接电阻为零时
3、，nf(T)曲线。当U UN，f fN时，固有机械特性曲线如图2-34 所示。应注意曲线上的“两段四点”。第5 页，本讲稿共13 页稳定工作区和非稳定工作区 非稳定工作区AB 段、稳定工作区BD 段。曲线上四个特殊点(三个重要转矩)a.启动点A。异步电动机的启动能力通常用启动转矩与额定转矩的比值TstTN来表示，称为电动机的启动转矩系数，并用kst表示，即 式中，TN电动机的额定转矩，它是电动机额定运行时的转矩，可由铭牌上的PN和nN求取 式中，TN的单位为Nm；PN的单位为kW；nN的单位为r/min。kst是异步电动机的一项很重要的指标，对于一般的三相鼠笼式电动机的启动能力不太大，kst1
4、.82.2，起重和冶金专用的三相鼠笼式异步电动机，kst 2.84.0。第6 页，本讲稿共13 页b.临界点B。用过载系数m来表示电动机的承受过载的能力 一般m1.82.2，起重和冶金专用的鼠笼型异步电动机的m还要大些。c.同步点D。电动机在理想空载时，T 0，nn1，s 0，实际电动机是不会在同步工作点运行的。d.额定点C。BD 段是稳定运行区，即异步电动机稳定运行区域为0s sc。为了使电动机能够适应在短时间过载而不停转，电动机必须留有一定的过载能力，额定运行点不宜靠近临界点，般sN0.020.06。第7 页，本讲稿共13 页(2)人为机械特性 人为机械特性就是人为地改变电源参数或电动机参
5、数而得到的机械特性。降低定子电压时的人为机械特性。如图2-35 所示。转子电路串接对称电阻时的人为机械特性。如图2-36 所示。第8 页，本讲稿共13 页三、三相异步电动机的运行特性1.转速特性n f(P2)，如图2-37 所示。2.转矩特性T f(P2)，如图2-38 所示。3.定子电流特性I1f(P2)，特性曲线如图2-39 所示。4.定子功率因数特性cos 1f(P2)，特性曲线如图2-39 所示。5.效率特性 f(P2)，特性曲线如图2-39所示。第9 页，本讲稿共13 页【任务实施】1.任务实施的内容 测定三相异步电动机的转差率，由三相异步电动机的负载实验测试工作特性。2.任务实施的
6、要求(1)掌握用日光灯法测转差率的方法。(2)掌握三相异步电动机的负载试验的方法，测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。3.设备器材 导轨、测速发电机及转速表，1套；校正直流测功机，1台；三相鼠笼式异步电动机，1台；交流电压表、电流表，各1块；功率表、功率因数表，各1块；直流电压表、电流表，各1块；三相可调电阻器，1只。4.任务实施的步骤(1)用日光灯法测定三相异步电动机的转差率 将观察到的数据记录于表2.12中。第10 页，本讲稿共13 页式中，t计数时间，单位为s；Nt 秒内图案转过的圈数；f1电源频率，50Hz。(2)三相异步电动机的负载实验三相调压交流电源 按图2-40 接线，同轴联接负载电动机。图中Rf阻值为1800，RL的阻值为2250。第1 1 页，本讲稿共13 页合上交流电源，调节调压器逐渐升压至额定电压并保持不变。合上校正过的直流电动机的励磁电源，调节励磁电流至校正值并保持不变。调节负载电阻RL，使电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电动机的负载电流等数据。共取数据89组记录于表2.13中。第12 页，本讲稿共13 页作P1、I1、s、cos 1与P2关系的工作特性曲线。由负载试验数据计算工作特性，填入表2.14中。第13 页，本讲稿共13 页