第七章交流电机34汇总

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（1）最大转矩 Tm：ax
n
n
0
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
求解：
T S
0 得：sm
Tmax
KU12
1 2 X 20
R2 X 20
n
最大转矩与与转子的电阻无关
R2
电压越大最大转矩就越大
U1 U2
T U3
Tm ax
R'2
T
0
R2 R'2
Tmax
KU12
1 2 X 20
过载系数： K M
U12
2、机械特性曲线
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
由转矩公式得特性曲线：
T
s
0
1
n (1 s)n0
n (T )
n n0
T
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩 TN ：
电机在额定电压下，以额
n
n nN0
定转速 nN 运行，输出额 定功率 PN 时，电机转轴
上输出的转矩。
T
TN
TN
E20 R2 ( X 20 )2
R I2
I1
转子电路串电阻起动的特点
若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以 降低起动电流，又可以增加起动转矩。
常用于要求起动转矩较大的生产机械上。
n
n0
R2 R'2
R2 R2
Tst
K
R2U12
R22
X
2 20
R2 Tst
O
TstTstTmax T
一、三相异步电动机的起动
O 1s
（2） 降压起动(目的减小起动电流)
● (+a)YI－lY换接U起1动
Z
Ul
W2 U2
－ W1
V1
V1
I l
+ Ul
W2 U1 Z
－ W1
U2
V2 V1
起动
正常运行
z 设：电机每相阻抗为
I l
Ul Z
3
IlY
Ul 3Z
降压起动时的电流 为直接起动时的 1
3
I lY 1 I l 3
● Y－换接起动
（1） 直接起动
20-30千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动
★ 方法简单，但起动电流较大，影响电网上其它负载。
（2） 降压起动(目的减小起动电流)
★ 在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以
减小起动电流，鼠笼式电动机常用的降压起动方法有
Y－换接起动和自耦降压起动。
I2，cos 2
I2
cos 2
A
Ul
IlY
ZX
CY
B
Ul
Il
ZA
C
X
Байду номын сангаас
Y
B
起动
U P
1 3
U
P
正常运行
T
stY
1 3
T St
降压起动时的起动转矩 为直接起动时的 1
3
降压起动适合于空载或轻载起动的场合
★ Y－ 起动注意事项： （1）仅适用于正常接法为三角形接法的电动机。 （2） 起动电流减小的同时，起动转矩也减小
(2) 自耦降压起动
TM TN
三相异步机 K M 1.8 ~ 2.3
注意：
（1）三相异步机的
Tm
a
和电压的平方成正比，所
x
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
（2）工作时，一定令负载转矩
TL
Tm
a
，否则
x
电机将停转。致使
n 0 (s 1) I2 I1 电机严重过热
( 3 ) 起动转矩 Tst：
（1）起动电流
cos 2
O
中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5-7 倍。 1 s
原因：起动时 n 0 ，转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势
起动转矩=1-2额定转矩
转子电流
起动电流越小越好
定子电流 ★ 频繁起动时造成热量积累，致使电机过热 ★ 大电流使电网电压降低，影响其他负载
6.6笼式电动机起动方法：
PN
2nN
9550
PN (千瓦) nN (转 / 分)
（牛顿•米）
60
电动机的自适应负载能力 电磁转矩随负载的变化而自动调整的能力
TL n S I2 T 至新的平衡。此过程中， I2 时， I1 电源提供的功率自动
增加。
遇强则强，遇弱则弱
n
常用 特
n
性段
0
T
自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要
转差率： s n0 n 1000 960 0.04
n0
1000
f2 sf1 0.04 50 2Hz
6.3三相异步电动机的转矩与机械特性
W M p M
T
P 0
P
2no
60
KT 常数
Φ 每极磁通 m
T KTΦm I2 cos 2
I 转子电流 2
转子电路的功率因数 2
6.3三相异步电动机的转矩与机械特性
特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油 门，才能带动新的负载。）(讨论下段是否具有此功能)
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。
n
硬特性 （R2小）
软特性 （R2大）
T
0
不同场合应选用不同的电动机。如金属切削，选硬特
性电机；重载起动则选软特性电动机。
n0
60 f1 p
(转/分）
f1
pn0 60
f2
n0 n 60
p
n0 n0
n
n0 p 60
sf1
f2 sf1
例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定
转速nN=960r/min。
求：转差率s，转子电动势的频率f2
同步转速：n0
60 f1 p
60 50 3
1000 r
/ min
电机起动时的转矩。
n
n
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
0
其中 n 0 (s 1)
T
Tst
则
Tst
K
R22
R2 ( X 20 )2
U12
Tst体现了电动机带载起动的能力。若Tst TL 电机能
起动，否则将起动不了。
6.5 三相异步电动机的起动T I2，cos 2
I2
1.起动性能与两个因素有关:
三相异步电动机的起动是指从电动机接人电网开 始转动，到达正常运转为止的这一过程
（1）起动电流尽可能小； （2）起动转矩要足够大； （3）起动所需用的设备简单、经济、操作方便； （4）起动过程中的功率损耗要尽量小。
§7.6 三相异步电动机的调速
由 n 1
得调速方法：
sn0
1
s 60 f1
p
1. 变频调速 2. 变极对数
L3 L2
合刀闸开关Q Q
FU
L1 Q2上合： 切除自耦变
压器，全压
工作。
Q2
Q2下合： 接入自耦变
压器，降压
起动。
自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时 联成 Y形不能采用Y－起动的鼠笼式异步电动机。
定子
转子
起动电阻
R
R•
R 电刷
滑环
起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将R 短路。
I2st
T KTΦm I2 cos 2
I2
E2
R22
X
2 2
sE20 R22 (sX 20 )2
I2，cos 2
cos2
R2
R22
X
2 2
R2 R22 (sX 20 )2 O
I2
cos 2
1s
T KTΦm
R2 R22 (sX 20 )2
sE20 R22 (sX 20 )2
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2