电机与电气控制技术教案

r2????r2??

sm??r12?(x1?x2)22x1?x22特点：⑴Tmax与U1成正比；而Sm与U1无关；

⑵Tmax与转子电阻无关；而Sm与转子电阻有关； ⑶f1一定时，x1?x2越大， Tmax越小。 ⑷过载能力（或最大转矩倍数）kM③起动转矩Tst

??TmaxTN 一般为1.6～2.5，越大，过载能力越强。

?m1pU12r2 n=0, S=1，得Tst?

?2?22?f1[(r1?r2)?(x1?x2)]??? 当转子回路电阻为：r2?rst?x1?x2时，起动转矩达到最大电磁转矩。

起动转矩倍数：kst?TstTN，kst↑，Tst↑，起动能力强。

JO2：1.0～1.8；Y：1.4～2.2；特殊电机：4.0以上。 （1）电源电压、频率一定时，认为参数不变，

电磁转矩只与转差率有关，曲线如右图示。（5.26Fig） （2） s=1起动时，电抗起主要作用，R2/s相对较小。 （3）s接近零时，R2/s相对较大起主要作用. （4） s等于零时，到同步速n=n1时,Tem=0

1． 最大电磁转矩

'?R2?sm??22'?R?X?XdT11?2?? 令em?0得：?dsm1pU12??Tmax??'?4?f1??R1?R12?X1??X2????

??2?正号为电动机，负号为发电机

'?R2?sm??'X1??X2??通常，电阻值远远小于电抗值，上式简化为：? 2mpU?11?Tmax??4?f(X?X')11?2??讨论：（1）频率一定时，最大转矩与电源电压平方成正比。

' （2）最大转矩与转子电阻无关，但出现最大电磁转矩时得转差率s与R2成比例。利用这个特点，可以

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在转子绕组（绕线式）中串电阻改变转差率（速度）。 (3) 频率一定，最大转矩与漏抗成反比。 （4）电机过载能力 kTM?maxT kM=1.6～2.5范围，它是电机的重要性能指标之一。 2． 起动转矩 N令s=1 得 Tmst?1pU2?f?'1??R1?R2?12R2'?2

??X1??X2'2?????对于绕线式电机，转子回路可以串电阻，使电机起动时获得最大转矩，???sm?1??R'st?R2'?X1??X2'?起动转矩倍数 kTst?stT （1.0～2.0 ） N3. 异步电动机性能指标包括：

经济指标：效率、功率因数

技术指标：最大转矩倍数(1.6～2.5)、起动转矩倍数（1.0～2.0）、起动电流倍数（4～7）

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第 19、20 课时

课题:

三相异步电动机的机械特性

教学目的和要求:

三相异步电动机的机械特性的含义，掌握三相异步电动机固有机械特性和人为机械特性曲线的特点。

重点与难点:

重点是分析两种人为机械特性曲线上的转速与转矩的关系。 难点是理解机械特性方程的参数变化。

教学方法:

绘图说明，简单推正，结论分析。

预复习任务:

课后归纳固有机械特性中的四个关键点、人为机械特性的特点。

一、固有机械特性

在额定条件下（电压、频率、接线方式）电机的固有T－n特性曲线对于曲线如下页图，它由四个特殊点决定：

1、T=0，n=n0(S=0),电动机处于理想空载点，电动机转速为理想空载转速n0. 2、T=TN,n=nN(S=SN),为电动机额定工作点。这时：SN=( n0- nN)/ n0 ， TN =9.55PN/nN PN为电机额定功率（W）, nN电机额定转速（r/min）, SN额定转差率S＝0.06~0.015 3、T＝Tst n＝0（S＝1）起动工作点:

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对于起动转矩Tst受如下条件的影响：

（1）电源电压，U影响较大， U波动，T平方关系变化 （2）转子电阻R2合适 Tst有较大值 （3）电感X20大,Tst下降

一般用起动能力系数λst来表示电动机起动能力的好坏。 λst=Tst/TN（一般λst≥ 1） 异步电机工作的条件是起动Tst≥负载TL

4、当T＝Tmax S＝Sm n=nm，在临界工作点，这时Tmax＝KU2/2 X20， Sm＝R2/ X20

由于T， Tmax∝U2 ，所以电源波动对扭矩最大值影响很大。在电机工作过程中：负载变化（冲击）不能>Tmax。以过载能力系数λm来表示：λm=Tm/TN

一般，鼠笼式为：λm =1.8～2.2

线绕式为：λm =2.5～2.2

二、人为机械特性：

人为地改变异步电动机定子电压U1、电源频率f1、定子极对数P、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗中的一个或多个参数，所获得的机械特性，称为人为机械特性。

关于人为机械特性的分析，主要是分析四个公式：

同步转速公式 临界转差率公式

最大转矩公式 起动转矩公式

1、降低定子端电压的人为机械特性

根据公式，U1下降，n1、Sm不变，Tm、Tst与U1成正比例降低。

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