三相异步电动机转矩与机械特性

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cos 2 1
s较大时 R2 sX 20
cos 2
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R ( sX 20 )
2 2
1
s
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转子绕组的感应电流
I 2、 cos 2 随 S 变化曲线
E2
sE 20 I2 2 2 2 2 ( n s I 2 ) R2 X 2 R2 ( sX 20 )
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（一）定子电路
+ 1.旋转磁场的磁通异步电动机：旋转磁场切割导体 e， u1 U1 E1= 4.44 f 1N1
每极磁通
i1 e1
+ －
－
i2
－
e2
+
－
+
－
e 1
+ f1
e 2
f2
U1 4.44 f 1 N 1
Φ U1
异步电动机每相电路
转子电路的功率因数 I2, cos 2 I2
R ( sX 20 ) (n s cos 2 )
2 2 2
cos 2
R2
cos2
O
1
s
结论：转子转动时，转子电路中的各量均与转差率 s有关，即与转速 n有关。
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二、三相异步电动机转矩与机械特性
I2
E2 R X sE 20
2 2 2 2

s 0 I 2 0 (n n0 )
R X 5. 转子电路的功率因数 cos2 s很小时 R2 SX 20 R2
2 2
2 R2 ( sX 20 ) 2
s 1 I 2max
E 20
2 20
cos 2
2 2 R2 X2 R2 2
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2）变压器：变化 e 异步机：旋转 e U1 E1=4.44 f N1 U1 E1=4.44 f N1
3）变压器：I2 增大 I1增大，以保持基本不变，以达到传递能量的目的。
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一、三相异步电动机的电路分析
异步机：当负载增加时，转子电流I2 增大 I1增大，以保持基本不变，以达到传递能量的目的。三相异步电动机与变压器的不同之处。 1）变压器是静止的。而异步机是旋转的。 2）变压器的磁路是无气隙的。而异步机中的定子和转子之间是有不大的气隙。 3）变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。而异步机中转子感应电动势的频率是随转子转速改变的。
由公式可知
2 1. T 与定子每相绕组电压 U 1 成正比。U 1 T
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
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（二）机械特性曲线
根据转矩公式得特性曲线：动画 T
sR2U TK 2 R2 ( sX 20 ) 2
2 1
Tmax
Tst
TN
n n0
Baidu NhomakorabeanN
动画
O
S N Sm
1 S
O
T f (s)曲线
TN Tst Tmax T n f (T ) 曲线
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三个重要转矩 n0 nN 1.额定转矩TN 电动机在额定负载时的转矩。
n
P P T 9550 2 πn n 额定转矩 60
PN (千瓦) TN 9550 nN ( 转 / 分 )
O
TN
T
(N • m)
如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为 PN 7 .5 TN 9550 9550 49.7 N . m nN 1440
（一）转矩公式
转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。
F Bli
T Φ , I 2 , cos 2
T K T Φ I 2 cos 2
常数，与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路的功率因数
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T K T Φ I 2 cos 2
I2
sE 20 2 2 R2 ( sX 20 )
R2
2 R2 ( sX 20 ) 2
由前面分析知： cos 2
U1 4.44 f1 N1Φm
由此得电磁转矩公式
sR2 2 TK 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
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电磁转矩公式
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
pn0 f1 60
f 1= 电源频率 f
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（二）转子电路
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率 f 2
E20= 4.44 f 1N2
转子静止时的感应电势 3. 转子感抗X 2
X 2 2 f 2 Lσ 2 2 s f 1 Lσ 2
X20= 2 f1L2 即X2= sX20
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当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有
4. 转子电流 I2 转子绕组的感应电流
任务三三相异步电动机的电路分析及机械特性
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一、三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
1)变压器原、副绕组是与同一主磁通相交链，异步电动机中定子和转子绕组与同一旋转磁通相交链。因此异步电动机中定子和转子绕组相当于变压器的原、副绕组。
n0 n n0 n n0 p f2 p s f1 60 n0 60
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
即E2= s E20
转子转动时的感应电势
当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有