最新电动机的机械特性

适用于正常运行时定子绕组为三角形接线 的电动机。起动时 Y接；运行时△接。
起动电流关系:
I stY 1 I st 3
起动转矩关系:
T stY 1 T st 3
Y- △ 降压起动多用于空载或轻载起动
第5章 三相异步电动机的电力拖动
2.自耦变压器降压起动
直接起动时的起动电流：I st
UN ZS
降压后二次侧起动电流：I1st
大,导致电机过载。长期欠压
0.8UN
UN
过载运行将使电机过热，减 1 0
少使用寿命。
0.64Tst
第5章 三相异步电动机的电力拖动
2. 转子回路串对称电阻时的人为机械特性 串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。
串电阻后, n、 T不m 变， s增m 大。
在一定范围内增加电阻，可以
增加
T
。当
st
二、人为机械特性
人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机 械特性。
1. 降压时的人为机械特性
U 1下降后,T m 和T s t 均下降,
s
0
n
n1
TL
但s m 不变, T 和 k s t 减少。
如果电机在定额负载下运
行,U 1下降后, n 下降, s 增大,
sm
转子电流因E2s sE2增大而增
几个特殊点： 1.起动点A:
n0,s1,TemTst
sn 0D sN nN
2.最大转矩点B: nn m ,ssm ,T emT msm
3.额定运行点C nn N,ssm ,T emT N
nm
4.同步运行点D nn1,s0,Tem0 1 0
C
A
TN Tst
B
Tem Tm
第5章 三相异步电动机的电力拖动
U1 ZS
UN kZs
变压器一次侧电流：Ist
1 k
I1st
1 k2
UN Zs
电网提供的起动电流减小倍数：I st
I st
1 k2
起动转矩减小的倍数：TT
st st
1 k2
自耦变压器一般有三个分接头可供选用。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.2.2 三相绕线型异步电动机的起动
一、转子回路串电阻起动
T m 4f1 [ R 1 m 1 R p 1 2 U 1 2 (X 1 X 2 ')2] 4f1 m (1 X p 1 U 1 2 X 2 ')
1、T m与U 成12 正比； T与m 无U 1关。 2、R 2越大，s 越m 大；T与em 无R2关。 3、T m 和 s都m 近似与漏抗成反比
TN
9550 PN nN
Tm TTN
sN
n1 nN n1
smsN(T T 21)
将Tm和sm代入即可得到机械特性方程式。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性
一、固有机械特性
固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接 线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。
二、转子串频敏变阻器起动
频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。
起动时，S2断开，转子串入频敏 变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。
起动时, f2 ,频f1 敏变阻器铁损大,反映铁 损耗的等效电阻 大,相R m当于转子回路 串入一个较大电阻。随着 上升, n减 小,铁f 2损减少,等效电阻 减小,相当于 逐渐切除 ,起动结束,S2R m闭合，切除 频敏变阻器，转子电路直接短路。
s m时 1
，Tst 若Tm再增
加电阻， 减T小s t 。
除了上述特性外，还有 改变电源频率、极对数等人 为机械特性。
sn
0 n1 sm
sm
10
R2
R2+Rs
Tem
Tst
Tst Tm
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.2三相异步电动机的起动
起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的 过程.对电动机的起动性能要求二：起动电流小,起动转矩不大。
第5章 三相异步电动机的电力拖动 电动机的机械特性
第5章 三相异步电动机的电力拖动
三相异步电动机的机械特性 nf(T曲em)线
第5章 三相异步电动机的电力拖动
在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界
转差率，可令
dT em ds
求 0得:
sm
R'2 R12(X1X2 ' )2
X1R '2X'2
很低c,os2
由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,
对应的气隙磁通减小.
由上述两个原因使得起动转矩不大.
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.2.1 三相笼型异步电Baidu Nhomakorabea机的起动
一、直接起动 可以直接起动的条件：起动电流倍数kI 143电 电动 源机 容(k容 k量 VW)A )量 （ 二、降压起动 1.Y-△ 降压起动
在转子回路中串联适当的电阻,既能 限制起动电流，又能增大起动转矩。
为了有较大的起动转矩、使起动 过程平滑，应在转子回路中串入多级 对称电阻，并随着转速的升高，逐渐 切除起动电阻。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
起动过程
电动机由a点 开始起动，经 b→c→d→e →f →g→h， 完成起动过程。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.3三相异步电动机的制动
5.3.1 能耗制动
实现：制动时，S1断开,电机脱离电网， 同时S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁 电流。
直流励磁电流产生一个恒定的磁场， 因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场，导 体中感应电动势和电流。感应电流与磁场 作用产生的电磁转矩为制动性质，转速迅 速下降，当转速为零时，感应电动势和电 流为零，制动过程结束。
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。
4、起动转矩倍数
K
st
T st TN
第5章 三相异步电动机的电力拖动
三、实用表达式
利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：
Tem
2Tm s sm sm s
工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求 出实用表达式。方法是：
1.起动电流大的原因 起动时, n0,s,转1子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势
平衡关系,定子电流必然增大.
2.起动转矩不大的原因
从下述公式分析 T stT emC T 0I'2cos2
起动时, s ,远1 大于运行时的 ,转s子漏抗 尽管 很大I,2但 并不I2大co.s2
X很2s大,sX2
最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:
T
Tm TN
第5章 三相异步电动机的电力拖动
在特性曲线上还有一个起动转矩，即 n0(s时1的) 转矩:
Tst 2
m 1pU 1 2R 2 ' f1(R 1R2 ' )2(X1X2 ' )2
结论：当其它参数一定时
1、起动转矩与电源电压平方成正比； 2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；