异步电动机功率

Rm
Xm

I2

1

s

s

R

' 2

PM

8.1 异步电机功率及转矩方程 一、损耗及功率平衡方程

两个重要关系式

p cu 2 s Pδ

PM 1 s Pδ

可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分 变为转子铜损耗，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。因此正常运行时电机的转差率 均很小。

PS：转矩的另一个符号T

8.1 异步电机功率及转矩方程 二、转矩平衡方程

电磁转矩

MPM(1s)Pδ Pδ Ω (1s)Ω1 Ω1

式中Ω1为同步机械角速度。

电磁转矩从转子方面看，它等于总机械功率除以转子 机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以 同步机械角速度。

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念

U 1

I1

I0

定子铁损 pFe m1I02rm

p Fe

电磁功率 Pδ P1pcu1pFe m1I2'2rs2'

转子铜损 pcu2m 2I2 2r2m 1I2 '2r2 '

机械功率 P Mm 2I2 21 ssr2m 1I2 '21 ssr2 '

输出功率 P 2P MpΩpad

p cu 2

R

' 2

X

' 2
(1)额定负载时定子电流，定子功率因数和电动机的效率;
(2)电机额定运行时的电磁转矩

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 一、电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线
M-s曲线：是指在电源电压U1 、频率f1 确 定的 情况下，利用等效电路参数表述的电磁 转矩与 转差率间的关系曲线。

表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 与

转子电流的有功分量

相互作用

产生的。

8.1 异步电机功率及转矩方程
三、电磁转矩M的物理概念
已知一台三相四极异步(感应)电动机，额定功率 PN ＝l0kW、额定电压UN ＝380V、sN =0.03、定 子绕组△接法，定子每相电阻r1 =1.375Ω、漏抗 x1σ ＝ 2.43Ω、转子电阻的折算值r´2 =1.047Ω、漏 抗归算值x´2σ =4.4Ω、激磁阻抗 rm ＝8.34Ω、激磁 电抗xm ＝82.6Ω，电动机的机械损耗pΩ =100W， 额定负载 时的杂散损耗pad =50W。

• 异步电动机的功率平衡方程式：

P 2 P 1 p c 1 u p F p e c 2 u p p a d P 1 p

8.1 异步电机功率及转矩方程 一、损耗及功率平衡方程
• 异步电动机的功率平衡方程式：
P 2 P 1 p c 1 u p F p e c 2 u p p a d P 1 p

(5)过载能力：

一般为1.6～2.5，越大 表示过载能力越强

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 二、最大转矩与启动转矩

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 二、最大转矩与启动转矩 结论：
最大转矩与电网电压的平方成正比； 最大转矩近似与漏电抗成反比；
最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整；
最大转矩的值与转子电阻值没有关系；
第八章来自百度文库异步电动机功率、 转矩和运行分析

主要内容
1 异步电机功率及转矩方程 2 异步电动机转矩——转差率曲线 3 异步电动机工作特性 4 异步电机启动方法

8.1 异步电机功率及转矩方程 一、损耗及功率平衡方程

在等效电路上表示功率和损耗： 三相功率及损耗需×3

p cu 1

R1 X1

P1

U 1

I1

I0
效率为

8.1 异步电机功率及转矩方程 二、转矩平衡方程

令 p0pΩ为p空ad载损耗

在式 P2 PM 的两p0边同时除以机械角速度

得 2n
60

P2 PM p0

其中Ω为机械角速度，单位rad/s

Ω ΩΩ

M2 为输出转矩，单位N•m

M为电磁转矩，单位N•m

M2MM0

M0 为空载转矩，单位N•m

转矩由机械功率产生，机械功率除以轴的机械 角速度就是电 磁转矩。
M：其实质就是转子载流导体在气隙旋 转磁场中受力形成的转矩。

=

ω1 p

ω1为电角速度

为转子电路的功率因数角

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念
力矩常数

8.1 异步电机功率及转矩方程 三、电磁转矩M的物理概念
(4) 当s=0(n=n1 )时，转矩为0， 如图D点所示。

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 一、电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线
电磁转矩与转速（转差率）之间的关系曲线，称为电机 的机械特性。

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 二、最大转矩与启动转矩
1.最大转矩：可以根据高等数学中求极值的方法求得。
r1很小可以忽略

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 二、最大转矩与启动转矩
最大转矩Mm

(1)当电机参数确定，f1 不变 时，最大转 矩正比于电压的 平方，但临界转差率与电 源 电压无关；
(2)当U1 、f1 不变时，最大转 矩与电抗成反比；
(3)当电机参数确定，U1 不变时，最大转矩随f1 的升高而变小； (4)最大转矩与转子电阻无关，但是转差率与转子电阻成正比；

p Fe

p cu 2

R

' 2

X

' 2

Rm
Xm

I2

1

s

s

R

' 2

PM

8.1 异步电机功率及转矩方程 一、损耗及功率平衡方程

P1

Pδ

PM

P2

pcu_1

pFe

pcu_2

p+ pad

8.1 异步电机功率及转矩方程

一、损耗及功率平衡方程

p cu 1

异步电动机的功率和损耗有：

R1

X1

输入功率
定子铜损

P p1cu 1m 1U m1 1II112cr1 o1sP1

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 一、电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线
在电源电压U1、频率f1确 定的情况下，对于一台 电机，转矩 M与转差率s 有关，其关系曲线即为 M-s曲线。

8.2 异步电机转矩——转差率曲线 一、电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线
(1)s=1(n=0)时的转矩，为起动 转矩Mst ，如图A点所示； (2) 当s=sm 时电机可产生最大 转 矩Mm ，如图B点所示； (3)当电动机运行于额定状态 时 s=sN 时，对应产生的转矩为额 定转矩MN ，如图C点所示；