异步电动机拖动技术课件

第五章 三相异步电动机的电力拖动电气工程系 胡幸鸣

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《电机及拖动基础》三相异步电动机的电力拖动

第五章 三相异步电动机的电力拖动本章将分析由异步电动机和生产机械组成的电力拖 动系统的运行性能，即异步电动机拖动生产机械作起动、 制动和调速等各种状态运转时的性能。 前一章分析异步电动机的基本电磁关系，是与电磁关 系相似的变压器对比，运用基本方程式、等效电路和相 量图的三大分析方法。 而在分析异步电动机的电力拖动时，是与直流电动 机对比，运用机械特性和基本方程对起动、制动和调速 分析其原理和进行相关计算，得出各种运行状态时的不 同的性能特点

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第一节 三相异步电动机的电磁转矩表达式描述电力拖动系统各种运行状态的有效工具是机械特 性。而异步电动机的机械特性是由电磁转矩和转差率的关 系特性演化而来的。因此首先研究与之相关的异步电动机 的各种电磁转矩表达式 。 转矩常数

一、电磁转矩的物理表达式由相关公式可推得：' T CT 1 I 2 cos 2

异步电动机的电磁转矩T与主磁通、转子电流的有功分量 成正比，与主磁通成正比，物理意义非常明确，所以称 为电磁转矩的物理表达式。它常用来定性分析三相异步 电动机的运行问题。

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例5-1 为何在农村用电高峰期间，作为动力设备的三 相异步电动机易烧毁？ 解 电动机的烧毁是指绕组过电流严重，绕组的绝缘 因过热损坏，造成绕组短路等故障。由于用电高峰期 间，水泵、打稻机等农用机械用量大，用电量增加很 多，电网线路电流增大大，线路压降增大，使电源电 压下降较多，这样影响到农用电动机，使其主磁通大 为下降，在同样的负载转矩下，由电磁转矩的物理表 达式可知转子电流大为增加，尽管主磁通下降，空载 电流会下降，但它下降的程度远为转子电流增加的程 度大，根据磁通势平衡方程式，定子电流也将大为增 加，长期超过额定值就会发生“烧机”现象。

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二、电磁转矩的参数表达式由相关公式可推得： ,T Pem 1'2 m1 I 2

r2

2 f 1 p

s

2 m1 pU 1

r2, s

, 2 r2 ' X1 X 2 2 f 1 r 1 s

2

上式反映了三相异步电动机的电磁转矩T与电 源相电压U1、频率f1、电动机的的参数(r1 、r’2、 X1、 X’2、p及m1)以及转差率s之间的关系，称为 参数表达式。 当U1、f1及电动机的参数不变时，电磁转矩T仅与 转差率s有关，对应于不

同s的值，有不同的T值，将这 些数据绘成曲线，就是T=f(s)曲线，也称T -s曲线 。

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(1) 电动状态(0<s<1)

s=0时，T=0' 2 2

T 最 大 转 矩 点

2 f1 r1 r2' s X 1 X

m1 pU12 r2' s

2

当s , s 0区间，T s 当s继续 至s 1区间，T 1/s m Tmax TN

r2, 临界转差率 sm ' X1 X 2最大转矩

最大转矩倍数2 1

m1 pU 过载能力 Tmax ' 4 f1 X 1 X 2

一般：2.0~2.2

起动时，s=1,代入公式： 起动 Tst , 转矩 2 f 1 r r 1 2

2 , m1 pU 1 r2

X2

1

' 2 X2

起动转 矩倍数

KM

Tst TN

一般：1.8~2.0 三相异步电动机的T-s曲线

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(2) 发电状态(s <0 )

T

2 f1 r1 r s X 1 X 2' 2

m1 pU r s

2 ' 1 2 2

2

转子受外力拖动，n↑→n >n1 →s<0,T<0,T为制动转矩 曲线与电动状态关于原点对称

(3) 制动状态(s >1 )磁场反向 转子反向

当n1与n转向相反时，s>1

n1 n s 1 n1

n1 ( n) s 1 n1

产生的T与n转向相反，起制动 作用，此时电机处于制动状态 对应的T- s曲线是电动状态T- s曲线的延伸三相异步电动机的T-s曲线

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例5-2 一台三相Y联结的绕线转子异步电动机，其UN=380V,fN=50Hz, nN=950r/min参数r1=r’2=1.4 ,X1=3.12 ,X’2=4.25 , 不计T0,试求： 1) 额定转矩TN; 2) 临界转差率、最大转矩及过载能力； 3) 欲使起动时产生最大转矩，在转子回路所串电阻值 (折算到定子侧)。

解

由nN=950r/min,则对应的n1=1000 r/minn1 n 1000 950 sN 0.05 n1 1000

1) 额定转矩TN

略T0,以sN=0.05代入参数表达式，得额定 负载时的电磁转矩T=TN

2 f1 r1 r s X 1 X 2' 2

m1 pU12 r2' s

2

2

3 3 (380/ 3) 2 1.4 0.05 N m 42N m 2 2 2 50 3.14 1.4 1.4 0.05 3.12 4.25

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2) 临界转差率、最大转矩及过载能力临界转差率 最大转矩

r2, 1.4 sm 0.19 ' X 1 X 2 3.12 4.25m1 pU12 3 3 …… 此处隐藏：2323字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……