交流调速作业一 异步电动机全速度范围转矩-转速特性曲线
电机特性曲线
••••••电气控制与PLC网络教学资源当前位置: 电气控制与PLC网络教学资源> 学习情境> 项目一货物升降机的继电-接触器控制> 正文1.1.3三相异步电动机的工作特性作者: Admin | 来源:| 点击: 517 | 发布时间: 2007-10-07异步电动机的转矩特性动画演示一、三相异步电动机的转矩特性异步电动机的电磁转矩T是由载流导体在磁场中受电磁力的作用而产生的,它使电动机旋转。
式中U1——定子绕组相电压有效值,单位是伏特(V);f1——定子电源频率,单位是赫兹(Hz);s——电动机的转差率;R2——转子绕组一相电阻,单位是欧姆(Ω);X20——转子不动时一相感抗,单位是欧姆(Ω);C——与电机结构有关的比例常数。
为了分析方便,将异步电动机的电磁转矩T代替电动机的输出转矩T2由于电动机的转子参数R2及X20是一定的,电源频率f1也是一定的,故当电源电压U1一定时,上式即表明异步电动机的电磁转矩T只与转差率s有关,因此可用函数式T=f(s)表示,称为异步电动机的转矩特性,画出其图象则称为转矩特性曲线,如图1-13所示。
图1-13异步电动机的转矩特性曲线二、异步电动机的机械特性1.电动机的额定转矩的实用计算式旋转机械的机械功率等于转矩和转动角速度的乘积,对于电动机而言,就有P2=T2Ω(1-4)当电动机的输出转矩T2用牛·米(N·m)作单位,旋转角速度Ω用弧度/秒(rad/s)作单位时,输出功率P2的单位是瓦特。
在电动机中计算转矩时输出功率P2的单位是千瓦(kW),转速n的单位是转/分(r/min),所以可以将计算公式简化,如在额定状态下转矩公式为式中T N——电动机的额定转矩,单位是牛·米(N·m);P N——电动机的额定功率,单位是千瓦(kW);n N——电动机的额定转速,单位是转/分(r/min).2.异步电动机的机械特性曲线将异步电动机的转矩特性曲线顺时针转过90度,并把转差率S换成转速n,即得如图1-14所示的曲线,我们称为异步电动机的机械特性曲线,可表示为n=f(T)。
三相异步电动机的工作特性(精)
P2
M2
n
E2
I2
I 0 I1 I 2
I1
四、功率因数特性 cos1 f (P 2)
r2' r1 s r2' 2 )2 (r11
曲线基本是上升
P2 0
I1 I 0 ,基本是无功性质的, cos1 0.2 。
P2
M2
可变损耗 不变损耗
曲线是先上升后下降的曲线
P2 0
0 。
当可变损耗 不变变损耗,即 约(0.75~ 1.1)P N时
P2
max
P2
可变变损
PN
(0.75~ 1.1)P N
结论:异步电动机的功率因数和效率都是在额定
负载附近达到最大值。因此,选用电动机时,应使电
动机容量与负载容量相匹配。 ▲电动机容量选择过大,电机长期处于轻载运行,
n
曲线是一条微微向下倾斜的曲线
二、转矩特性 M 2 f ( P2 )
P2 P2 M2 2n 60
曲线在正常范围运行时是一条 稍微上翘的 直线 P2 0 时, M 2 0
P2
n
M2
三、定子电流特性
I1 f ( P2 )
E2 sE20
曲线是上升
P2 0
I1 I 0
图611异步电动机的工作特性曲线一转速特性曲线是一条微微向下倾斜的曲线二转矩特性曲线在正常范围运行时是一条稍微上翘的直线三定子电流特性曲线是上升四功率因数特性曲线基本是上升cos功率因数达到最高值五效率特性曲线是先上升后下降的曲线feadcucu损耗损耗不变可变不变变损耗即当可变损耗max结论
6.5.1异步电动机的工作特性
三相异步、交流电动机的原理、转矩、机械特性、调速、制动
电
插入一根裸导条,
动转
形成一个多相对称短路绕组。
机子
旋转
② 绕线式:转子绕组为三相对称绕组,
部分
嵌放在转子铁心槽内。
转轴、轴承、风扇
9
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
动 控
制
一. 三相异步电动机的基本结构
三相绕线式
定子绕组
转子 定子 异步电动机 结构图
轴承
集电环
端盖 转子绕组
10
定子绕组 出线盒
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
动 控
制
一. 三相异步电动机的基本结构
定子 铁心
11
三相对称 圆形 交流绕组模型
定子冲片
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
动 控
制
一. 三相异步电动机的基本结构
以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用; ③学会用机械特性
的四个象限来分析异步电动机的运行状态; ④掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法; ⑤了解同步电动机
的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。
3
第2章 交流电动机
机 电
传
动
重点
控 制
异步电动机的机械特性,它是基于异步电动机的工作原理 而推导出来的;特别是异步电动机的人为机械特性,因为 它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据; 对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉; 异步电动机直接启动和Y-△降压启动的条件和优缺点, 线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速和制动, 以及各种启动方法的应用场合; 异步电动机变频调速和变极对数调速的特性与优缺点。
三相异步交流电动机的原理转矩机械特性调速制动
•即 p=2
•或2p=2 •C
•X
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•B •或2p=4 •低 速 三相异步交流电动机的原理转矩机械
特性调速制动
第2章 交流电动机
•2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
•二. 三相异步电动机的工作原理
•㈠ 旋转磁场的产生
•A
•X •A
' •X •C
•A' •B'
•C' •Z•Y •B •Z •Y
•C •Z •B' •B
若改变接法将每相两个
• “半绕组”并联,形成的磁场则 • 是一对磁极,即 p=1或2p=2。 • (详见变极调速)
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三相异步交流电动机的原理转矩机械 特性调速制动
第2章 交流电动机
•2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
•二. 三相异步电动机的工作原理
•A
3个始端连接在 • 3个铜滑环上;
电刷引出线连接 • 起动调速变阻器。
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三相异步交流电动机的原理转矩机械 特性调速制动
第2章 交流电动机
•2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
•二. 三相异步电动机的工作原理
•㈠ 旋转磁场的产生
在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流,
• 可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。
•一. 三相异步电动机的基本结构
•定子 •铁心
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•三相对称 •圆形 •交流绕组模型
•定子冲片
三相异步交流电动机的原理转矩机械 特性调速制动
第2章 交流电动机
•2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
•一. 三相异步电动机的基本结构
异步电动机的调速PPT课件
2〕额定工作点,其特点是:
3〕起开工作点,其特点是:
4〕临界工作点,其特点是: 且最大转矩为 临界转差率为
式中“+〞号适用于电动机状态;式中“-〞号适用于发电机状态。
〔2〕人为机械特性: 降低定子回路端的人为机械特性; 定子回路串接三相对称电抗或电阻时的人为机械特性; 转子回路串接三相对称电阻时的人为机械特性; 改变定子电源频率的人为机械特性〔变频原理〕
4. 三相异步电动机的制动
〔1〕能耗制动:其特点是在定子两相绕组上加上直流电压或电 流,产生制动转矩,使电机停车,机械特性由第一象限转为 第二象限。
〔2〕反接制动:分为定子两相反接的反接制动和倒拉反接制动 两种。其特点是n1 与n反向,假设是定子电流反接制动〔产 生对抗性转矩〕,那么T 与TL同向,机械特性由第一象限转 为第二象限,使电机迅速停车〔当n =0时要及时拉开电源, 否那么反转〕;假设是倒拉反接制动〔产生对抗性转矩〕, 那么T 与TL仍反向,机械特性由第一象限转为第四象限,电 机反转使重物匀速下降。
绕组过热而损坏电m机,这是不允许的。因此,降低电源频率f1时,必须同时降
低电源电压,以到达控制磁通 的目的。对此,需要考虑基频〔额定频率〕 以下的调速和基频以上调速两种情况。
m
10.4.1 基频以下变频调速
为要使保持 m不变,随频率变化,电动势也将随之按
正比例变化,即
E1 f1
4.44N1KN1m
3.三相异步电动机的起动
〔1〕直接起动:只有在电网或供电变压器容量允许的前提 下才能采用。一般用于容量小于7.5kw 的鼠笼式异步电动 机的直接起动。
〔2〕鼠笼式异步电动机的降压起动:如定子回路串接电抗 或电阻,ㄚ-Δ,自耦变压器,。
5.5 异步电动机调速特性
5.5
三相异步电动机的调速方法与特性 依据: 依据: n = n 0 (1 − s ) =
n1 可控整流 n
N 磁 极 S
T
f
电
M 3~
电磁转差离合器 (a) (a)结构示意
T枢
生产机械
f (b) (b)工作原理
1、电磁滑差离合器的调速原理 当磁极上通过直流励磁电流时,产生固定的磁极。 当磁极上通过直流励磁电流时,产生固定的磁极。异 步电动机拖动电枢旋转,电枢就切割磁力线, 步电动机拖动电枢旋转,电枢就切割磁力线,而产生涡流 。如果将电枢看作不动,相当 如果将电枢看作不动, 于固定的磁极在空间转动, 于固定的磁极在空间转动,可 见它和感应电动机的旋转磁场 作用相当。 作用相当。电枢作为载流导体 ,处在磁场中,受到电磁力作 处在磁场中, 用而产生转矩。 用而产生转矩。
2 2 2
可看出,当转子回路串入的附加电动势 可看出,当转子回路串入的附加电动势Ead与转子电动 势同相位时,转子电流增大,电磁转矩增大, 势同相位时,转子电流增大,电磁转矩增大,转速将增高 称为高同步 高同步。 附加电动势E 与转子电动势反相位时, 称为高同步。而附加电动势 ad与转子电动势反相位时,转 子电流减小,电磁转矩减小,转速将降低,称为低同步 低同步。 子电流减小,电磁转矩减小,转速将降低,称为低同步。
接法中, 端都于0点相联, 在YY接法中,将1、2、3 端都于0点相联,4、5、6 接法中 端接电源,然后B 二相接电源对调, 端接电源,然后B、C二相接电源对调,每相二个半相绕组 并联,其中一个半相绕组电流反相,这时, 并联,其中一个半相绕组电流反相,这时,极对数为p, 同步转速为2 属恒转矩调速。 同步转速为2ns,属恒转矩调速。
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法交流异步电机调速方法对于工业生产具有重要意义,它能够提高生产效率、节约能源并且减少设备的维护成本。
下面我们将详细介绍交流异步电机调速的方法,包括电压调节、频率调节、转子电阻调节和变频调速等。
我们来看电压调节方法。
一、电压调节电压调节是一种简单而有效的交流异步电机调速方法。
通过调节电源的电压来改变电机的输出转矩和转速。
在低电压状态下,电机的输出转矩和转速会降低,而在高电压状态下则会增加。
这种方法简单易行,但是效果有限,且可能影响电机的寿命。
二、频率调节频率调节是另一种常见的交流异步电机调速方法。
通过改变电源的输出频率来改变电机的转速,实现调速的效果。
在工业生产中,通常采用变频器来实现频率调节,它能够准确地控制电机的输出频率,实现精确的调速效果。
频率调节方法精度高,但需要专门的变频器设备,成本也相对较高。
三、转子电阻调节转子电阻调节是一种早期的交流异步电机调速方法。
通过改变电机转子上的外接电阻,来改变电机的转速。
这种方法已经日渐淘汰,因为它存在电器损耗大、调速精度低等缺点。
四、变频调速变频调速是目前应用最广泛的一种交流异步电机调速方法。
通过变频器来改变电源的频率和电压,从而控制电机的输出转速。
变频调速具有调速范围广、响应速度快、能耗低等优点,已经成为许多工业生产中的标配调速方法。
除了以上介绍的几种方法外,还有一些基于磁阻变化原理的电磁式调速、基于转子电流控制的矢量调速等高级调速方法。
随着科技的发展,交流异步电机调速技术也在不断演进,相信未来会有更多更先进的调速方法出现,为工业生产带来更多便利和效益。
(整理)异步电机的M-S曲线测绘
实验三异步电机的M-S曲线测绘一.实验目的用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩~转差曲线,并加以比较。
二.预习要点1.复习电机M-S特性曲线。
2.M-S特性的测试方法。
三.实验项目1.鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘测。
2.绕线式异步电动机的M-S曲线测绘。
三.实验原理异步电机的机械特性的图5-6所示。
在某一转差率S m时,转矩有一最大值T m,称为异步电机的最大转矩,S m称为临界转差率。
T m是异步电动机可能产生的最大转矩。
如果负载转矩T z>T m,电动机将承担不了而停转。
起动转矩T st是异步电动机接至电源开始起动时的电磁转矩,此时S=1(n=0)。
对于绕线式转子异步电动机,转子绕组串联附加电阻,便能改变T st,从而可改变起动特性。
异步电动机的机械特性可视为两部分组成,即当负载功率转矩T z≤T N时,机械特性近似为直线,称为机械特性的直线部分,又可称为工作部分,因电动机不论带何种负载均能稳定运行;当S≥S m时,机械特性为一曲线,称为机械特性的曲线部分,对恒转矩负载或恒功率负载而言,因为电动机这一特性段与这类负载转矩特性的配合,使电机不能稳定运行,而对于通风机负载,则在这一特性段上却能稳定工作。
在本实验系统中,通过对电机的转速进行检测,动态调节施加于电机的转矩,产生随着电机转速的下降,转矩随之下降的负载,使电机稳定地运行了机械特性的曲线部分。
通过读取不同转速下的转矩,可描绘出不同电机的M-S曲线。
四.实验设备1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2.电机导轨及测功机、转矩转速测量(MEL-13、MEL-14)。
3.电机起动箱(MEL-09)。
4.三相鼠笼式异步电动机M04。
5.三相绕线式异步电动机M09。
五.实验方法1.鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘被试电机为三相鼠笼式异步电动机M04,Y接法。
G为涡流测功机,与M04电机同轴安装。
按图5-7接线,其中电压表采用指针式或数字式均可,量程选用300V档,电流表采用数字式,可选0.75A量程档。
5.5 异步电动机调速特性
采用恒磁通调压调速(也称恒转矩调速)。
即:
U1 f1
4.44N1kw1m
常数
分析:
当 f1↑时,再继续保持U1/f1=常数比较困难,因为 f1>50Hz时,UΦ↑> U1N不允许,这样只能保持UΦ不变。
f1↑→ Xm↑→ Im↓→ Φm↓→T↓ ,而 f1↑→n↑, P =TΩ属恒功率调速。所以工频以上采用恒压调速。
已知:n0=60f/p,当 f 改变,n0和n都将改变。 1.变频变压调速:
UΦ EΦ 4.44 f N1kw1Φ
当 f↓而UΦ不变时,Xm↓→ Im↑→ Φm↑→I0→I1↑ 引起电动机过热。
而Im↑→cosφ1↓Φm↑→pFe↑造成电动机带载能力 下降。
为了克服上述缺点,在工频(50Hz)以下调速时,
5.5 三相异步电动机的调速方法与特性
依据:
n
n0 (1 s)
60 f p
(1 s)
三相异步电动机的调速大致可以分成以下几种类型:
(1)改变转差率s调速,包括降低电源电压、绕线式异步 电动机转子回路串电阻等方法; (2)改变旋转磁场同步转速调速,包括改变定子绕组极 对数、改变供电电源频率等方法; (3)双馈调速,包括串级调速,属改变理想空载转速的 一种调速方法; (4)利用滑差离合器调速。
R M 3~
Rf
K2
+ -
(3)能耗制动时的机械特性:
2
3n 1 ns
Tmax2 Tmax1
0
Tz
T
(4)特点: 机械特性过原点,即n=0时T=0。能迅速、准确停车。
反馈制动、反接制动和能耗制动。
5.6.1 反馈制动 由于某种原因异步电动机的运行速度高于它的同步速
交流异步电动机的调速
23
二、恒转矩变频调速
TNf
U f 1 TN U f
2 1 2 1N 2 1N 2 1
2 1 1 1
在高、低速运行时,电动机绕组内均流过额定电流,这样在两种联 结法下的转矩之比为 U IN 2 p T
Y
TYY
U 2I N p
1
功率增加一倍,转速增加一倍,转矩保持不便; 属于恒转矩调速 适用于:恒转矩负载,如起重机、运输带等
16
Y—YY联接变极调速的机械特性:
13
二、三种常用的变极接线方式
1、单星形---并联的双星形 2、单星形---反向串联的单星形 3、三角形---双星形
14
星形联结改变成两个并联的星形联结
三角形联结改变成两个并联的星形联结
15
1. Y—YY联接变极调速
变极调速时,电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的关系。 输出功率为 P P 3U I cos
为常数) (式中 C m1 p / 8π 2 L1 L2
U f1 U f1 定值
2 U
R1 R12 X 1 X 2
2
Tmax U C f1
2
22
TNf
U f TN U f
2 1 2 1N
2 1N 2 1
第一节 绕线转子异步电动机 转子串电阻调速
转子电路串接不同电 阻时的人为特性
1
转子回路串入电阻越大, 电机转差率越大,电机转 速越低;
低速时人为机械特性软;
损耗大,效率下降,属于 恒转矩调速 有级调速,设备简单,只 适合有载调速;在调速要 求不要和拖动容量不大的 生产机械上应用十分普遍。 2
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点异步电动机是一种常用的电动机类型,广泛应用于工业生产和日常生活中。
为了满足不同工作条件下的需求,异步电动机需要进行调速。
本文将介绍异步电动机的调速方法及其特点,并从人类视角出发,用自然流畅的语言描述。
一、定子电压调制法定子电压调制法是一种常见的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变定子电压的幅值和频率来实现调速。
具体操作是改变电源电压的大小和频率。
当电压增加时,电动机转速会增加;当电压减小时,电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是操作简单,调速范围较大,但调速精度较低。
二、转子电流调制法转子电流调制法是另一种常用的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变转子电流的幅值和相位来实现调速。
具体操作是改变转子电流的大小和相位差。
当电流增加时,电动机转速会增加;当电流减小时,电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是调速响应快,调速精度高,但操作复杂,需要专门的电调设备。
三、频率变换调速法频率变换调速法是一种比较复杂但调速效果较好的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变电源频率来实现调速。
具体操作是通过变频器将电源的频率转换为所需的频率。
这种调速方法的特点是调速范围广,调速精度高,但设备成本较高,需要专门的变频器设备。
四、电阻调速法电阻调速法是一种简单但调速范围较小的异步电动机调速方法。
其原理是通过在转子电路中串联电阻来改变转矩和转速。
具体操作是改变电阻的大小。
当电阻增加时,电动机转速会降低;当电阻减小时,电动机转速会增加。
这种调速方法的特点是操作简单,但调速范围有限,调速精度较低。
总结起来,异步电动机的调速方法有定子电压调制法、转子电流调制法、频率变换调速法和电阻调速法。
这些调速方法各有特点,适用于不同的工作条件和需求。
定子电压调制法操作简单,调速范围大;转子电流调制法调速响应快,调速精度高;频率变换调速法调速范围广,调速精度高;电阻调速法操作简单,但调速范围有限。
根据实际需求选择合适的调速方法,可以提高异步电动机的工作效率和稳定性。
交流调速—异步电动机全速度范围内的转矩-转速特性曲线
交流调速专题报告一—作业1异步电动机全速度范围内的转矩-转速特性曲线异步电动机全速度范围内的转矩-转速特性曲线摘要:通过对异步电动机进行数学分析,得到异步电动机的稳态模型。
在全速范围内分段进行恒磁通和恒电压恒功率控制,得到控制下的转矩—转速特性曲线。
关键词:异步电动机;转矩—转速;恒磁通;恒电压恒功率Abstract: By mathematical asynchronous motor analysis, we can get the steady-state model of the asynchronous motor. Full speed within sections of constant flux and constant voltage constant power control, we can get the torque - speed characteristics under the control.Keywords: asynchronous motor; torque - speed; constant flux; constant voltage constant power1.前言1.1异步电动机转矩—转速研究意义电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。
与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。
电机的控制包括电机的起动、调速和制动。
异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点,因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。
据统计,其耗电量约占全国发电量的40%左右。
对于异步电动机的转矩—转速特性曲线则是我们实际控制效果的体现。
2.异步电动机的模型和控制方法2.1异步电动机的稳态模型Us—定子相电压;fs—定子频率; fsl—转差频率;Is、Ir、Im—分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流;Eg—气隙磁通感应电动势;Er —折算到定子侧的转子感应电动势; s —转差率,s=fsl/fs.2.2异步电动机的控制方法 2.2.1恒磁通控制方法恒磁通运行条件为 ,可以近似与加入低压补偿的恒电压/频率控制等效。
异步电机拖动——调速
E
I 2 (R
jX
2
Rt )
I 2 (R
jX 2 )
E ks
E ks I 2 R t,与 E 2 同相位
串级调速就是在转子电势中,加入一个非 电阻产生的电势Eks,使其和转子电势同频 率且相位相同或相位相差180度,则可控制 使用。
串级调速的原理
ni ni-1
二、三相异步电动机的调速方法:
n n0 (1 s ) 60 f p (1 s )
方法: 1、改变电机极数; —— 有级调速。 2、改变电机转差率; 3、改变电源频率。
可以做到无级调速
(一)改变转差率调速
调速原理:
pcu1
pFe
pcu2=Pf=Pems
转差功率
P1
s n 恒转矩 0 n0 1
降压调速小结:
TmaxU2,故电压向低调节,最大转矩下 降的比较多; 临界转差率和电压大小无关; 方法简单; 不属于恒转矩性质调速; 低速下效率低; 低速下功率因数也比较低; 应用范围:长期高速,短时低速。
为扩大恒转矩负载 的降压调速范围, 采用高转差率电机 或绕线式转子串电 阻,笼型电机采用 黄铜导条。 但机械特性很软, 稳定性差。
C T Φ m I 2 cos 2
'
①当电压、频率一定时,磁通基本上不变化;
U C 4 . 44 fNk N m C m C
R 2 Rt S
②
R2 SN
cos 2 cos 2 N
③
保持电流不变化时,转矩不变。恒转矩调速
异步电动机电磁转矩曲线
异步电动机电磁转矩曲线异步电动机的电磁转矩曲线是描述异步电动机输出转矩与输入电流之间的关系曲线。
这条曲线可以反映出电动机在不同负载条件下的性能表现。
下面将详细描述异步电动机电磁转矩曲线的特点及影响因素。
一、异步电动机电磁转矩的产生异步电动机的电磁转矩是由定子与转子之间电磁场相互作用而产生的。
当电动机通电后,定子线圈产生旋转磁场,这个磁场会与转子导体产生感应电流。
感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩,使转子旋转。
二、电磁转矩曲线的基本特点异步电动机的电磁转矩曲线具有以下基本特点:1.曲线呈非线性:电磁转矩与电流之间的关系是非线性的。
在轻载时,转矩与电流成正比;而在重载时,由于电动机内部损耗增加,导致转矩与电流的关系不再是简单的线性关系。
2.存在最大转矩点:在电磁转矩曲线上存在一个最大转矩点,该点对应的电流称为最大转矩电流。
最大转矩电流决定了电动机的最大输出转矩能力。
3.负载变化对转速有影响:电动机在重载时转速会下降,这是因为电动机内部的损耗增加,导致输入的电能有一部分转化为热能。
三、影响电磁转矩曲线的因素1.定子与转子电阻:定子与转子电阻对电磁转矩曲线有显著影响。
在低速时,转子电阻对转矩的影响较大;而在高速时,定子电阻对转矩的影响较大。
2.电源频率:电源频率的变化会影响旋转磁场的强度,进而影响电磁转矩。
在电源频率升高时,旋转磁场强度增加,电磁转矩也会相应增大。
3.气隙长度:气隙长度是指定子与转子之间的空气间隙。
气隙长度对电磁转矩曲线有较大影响。
在气隙长度增加时,旋转磁场在气隙中的分布变得不均匀,导致电磁转矩下降。
4.极对数:异步电动机的极对数决定了旋转磁场的转速。
极对数越多,电动机的转速越低,但电磁转矩曲线会变得更加陡峭。
5.电源电压:电源电压的变化会影响旋转磁场的强度和电流的大小,从而影响电磁转矩。
在电源电压升高时,电磁转矩会相应增大。
四、总结异步电动机电磁转矩曲线是描述电动机性能的重要工具。
交流异步电动机的调速方法及其特点
交流异步电动机的调速方法及其特点
交流异步电动机是一种常见的电机类型,广泛应用于各种工业、生活和科学研究领域。
调速是交流异步电动机的重要功能之一,能够控制电机的转速和转矩,从而实现不同的应用需求。
以下是几种常见的交流异步电动机调速方法及其特点:
1. 交流电源调速:交流电源调速是通过改变电机的电源频率来实现的。
这种方法的优点是简单易用,能够快速地调节电机的转速和转矩,但是需要使用变压器和整流器等复杂的设备。
2. 交流电源电压调速:交流电源电压调速是通过改变电机的电源电压来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩,但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
3. 液压系统调速:液压系统调速是通过改变电机的液压系统压力来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩,但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
4. 电磁调速:电磁调速是通过改变电机的电磁力来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩,但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
交流异步电动机的调速方法多样,每种方法都有其特点和优缺点。
选择合适的调速方法需要考虑实际应用的需求和技术水平,以及电机的特性和负载情况等因素。
三相异步电动机启动转矩对转速的曲线
三相异步电动机启动转矩对转速的曲线
关于三相异步电动机启动曲线,随着转速的增加,转矩将逐渐增大,但过了最大转矩点后,转矩将随转速而下降。
关于这个,从转矩计算公司可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率。
但是,从原理上,如何来解释这种现象,请各位达人踊跃发言
"从转矩计算公司可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率。
但是,从原理上,如何来解释这种现象,请各位达人踊跃发言"
1、转速转矩特性曲线,就是大家常说的电机机械特性曲线;
2、最大转矩时的转速叫临界转速,转差率叫临界转差率;
3、在临界转差时,就是转子感抗增大到等于转子等效电阻的时候,也就是转差增大到转子感抗无功电流增大到等于转矩有功电流的时候;
4、也就是说功率因数角是45度了,功率因数是0.7;
"三相异步电动机启动曲线,随着转速的增加,转矩将逐渐增大"
如果从同步空载转动,转子转速下降,转差增大,直到临界转速、临界转差,转差继续增大,转速继续减小:
1、过了最大转矩,转差继续增大,感抗无功电流更迅速的增大,就大于有功转矩电流,有功转矩电流反而开始减小,这样就出现了转矩将随转速而下降的情况;
2、你要仔细看旋转磁场磁极下的转子导体电流方向严重不同,导体转矩相互抵消;
3、这就是感康电流作用的结果,因为感抗电流落后90°,它的电流在磁极下一半导体电流与另一半导体电流方向刚好相等;
"可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率"
1、这个推导过程是有的,是经典理论里有的结果,电机学理论都有;
2、临界转速、临界转差率,就是转子感抗等于转子阻抗的时候;。
交流调速作业一 异步电动机全速度范围转矩-转速特性曲线
异步电动机全速度范围转矩-转速特性曲线绘制xxxxxxxxxxxxx摘要:通过异步电动机的参数,在Matlab 中构建异步电动机的稳态模型。
在全速度范围内分段进行恒磁通和恒电压恒功率控制,绘制出控制下的转矩—转速特性曲线。
关键词:异步电动机;转矩—转速;恒磁通;恒电压恒功率1. 异步电动机的模型构建与控制方法1.1. 异步电动机的稳态模型图1.1 异步电机的稳态等效电路三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
定子相当于变压器一次,转子相当于变压器二次。
Us —定子相电压;fs —定子频率; fsl —转差频率;Is 、Ir 、Im —分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流; Eg —气隙磁通感应电动势;Er —折算到定子侧的转子感应电动势; s —转差率,s=fsl/fs 。
1.2. 异步电动机的转矩公式通过对运行状态的分析可以得到转矩的公式为:m 为相数,p n 为极对数,s U 为定子电压,S f 为同步频率,s 为转差率,S R 为定子电阻,r R 为转子电阻,ls X 为定子漏感,lr X 为转子漏抗。
])()[(/2222lr ls r s r s spe X X sR R sR U f mn T +++=π1.3. 异步电动机的控制方法 1.3.1. 恒磁通控制方法恒磁通运行条件为:可以近似与加入低压补偿的恒电压/频率控制等效。
此时的转矩—转速特性曲线如下:图1.2 恒磁通转矩—转速特性曲线1.3.2. 恒电压恒功率控制方法恒电压恒功率条件为:此时的转矩—转速特性曲线如下:图1.3 恒电压恒功率转矩—转速特性曲线2. 异步电动机的仿真与分析2.1. 仿真要求利用MATLAB 绘出异步电动机的全速度范围转矩-转速特性曲线,其中: ● 40Hz 、60Hz 、80Hz 采用恒磁通控制;● 100Hz 、120Hz 、140Hz 、160Hz 采用恒电压控制; ● 电机的额定输入条件为380V/100Hz 。
三相异步电动机电磁转矩T与转子转速n的联络曲线
三相异步电动机电磁转矩T与转子转速n的联络曲线电动机的机械特性叙说:电动机的转子转速n与电磁转矩T的联络称为电动机的机械特性。
(1)起动点D起动点是电动机刚接通电源,转子没有翻滚的霎时刻,转子转速n=0,对应的转矩Tst为起动转矩。
(2)DC段若起动转矩Tst大于转轴上的负载阻转矩时,电动机旋转起来,并在电磁转矩的效果下逐步加快,电磁转矩随n的增大而增大。
(3)临界点C临界点上电动机的转矩TM为最大转矩。
(4)CA段在CA段,跟着转速的增大,电磁转矩反而逐步减小。
(5)额外点B额外点是电动机的额外作业点,所对应的转矩TN为额外转矩。
此刻,电磁转矩等于负载组转矩,电动机以额外转速nN安稳作业。
机械特性曲线的两个区域剖析图画:(1)安稳作业区AC段异步电动机一经起动很快就进入机械特性曲线的AC段,并在其某一点上与负载平衡安稳作业。
若机械负荷增大,因阻力矩大于电磁转矩,电机转速n2降低,随转速n2降低,电磁转矩增大,当电磁转矩与阻力矩平衡时,电机以较低转速安稳作业。
若机械负荷减小,因阻力矩小于电磁转矩,电机转速n2上升,随转速n2上升,电磁转矩减小,当电磁转矩与阻力矩平衡时,电机以较高转速安稳作业。
异步电动机在AC段,其电磁转矩能够随负载的改动而主动调整,这种才调称为自习气负载才调。
(2)不安稳作业区CD段在CD段内,若机械负荷增大,电机转速n2降低,随转速n2降低,电磁转矩减小,转速进一步降低,直至停转。
所以电机在bc 区段内不或许安稳作业。
三个典型转矩(1)额外转矩TN电机以额外转速作业时,电机转轴上输出的转矩。
阐明电动机的长时刻作业才调。
(2)最大转矩TM阐明电机短时过载才调。
过载才调:。
通常为2—2.2(3)起动转矩Tst电机起动时的转矩。
阐明电动机的直接起动才调。
起动才调:。
通常为1.7—2.2。
异步电机的转矩和转速
第9章异步电机的转矩和转速原理简述异步电动机是一种应用最为广泛的电动机,它输出的是转矩和转速,其机械特性曲线的形状和曲线中的起动转矩、最小转矩和最大转矩是衡量一台电动机能否顺利起动和稳定运行的重要指标,也是考核异步电动机的重要技术性能指标之一。
1.转矩公式从“电机学”中可知,异步电动机用参数表示的电磁转矩公式为将上式对求导,并令,便得到最大转矩出现时的转差率式中负号为发电机运行。
将公式(9–2)带入(9–1),可求得最大转矩为在起动时,,。
所以起动转矩为综合以上公式可得出下面几个结论:(1)在一定的频率和一定的电机参数下,电机的转矩与电压平方成正比。
(2)在一般异步电机中,电抗要比电阻大,因此,可以近似认为最大转矩与电抗成反比,起动转矩与电抗的平方成反比。
(3)最大转矩的大小与转子电阻的数值无关,而出现最大转矩时的转差率与转子电阻成正比。
(4)绕线式电动机,在转子回路串入适当的电阻可以增大起动转矩,当时起动转矩达到最大值。
2.异步附加转矩和最小转矩在异步电动机的气隙中存在基波以及一系列高次空间谐波的旋转磁场,这些谐波磁场与其在转子中感应的相应电流在任何异步速下相互作用,会产生一系列谐波转矩,称为异步附加转矩。
一般谐波转矩值较小,但如果在设计或制造时措施不力,鼠笼型异步电动机在低速时异步附加转矩可能达到较大的数值,在异步电动机的机械特性中产生一个最小转矩,直接影响电动机的起动。
分析这些磁场所产生的转矩时,可以先分别讨论每一个谐波磁场所产生的转矩,然后用迭加原理把各谐波磁场产生的转矩加起来,得到总的转矩。
对于三相绕组产生的次谐波磁势,当,亦即=3,9,15……时,;当(k=1、2、3……),即=7,13,19……时,是一正向旋转磁势,同步转速为;当,即时,是一反向旋转磁势,同步转速为。
产生的转矩也可用类似基波的公式计算。
由于反向的谐波磁势的同步速和最大转矩均发生在(即)的区间,对异步电动机的起动不产生大的影响;而对异步电动机从起动到运行有影响的谐波异步转矩有7次、次……,在、基波同步速等速度附近,出现其负的最大转矩,它们迭加在基波转矩—转速曲线上,在、基波同步速附近时出现最小转矩,严重的能影响异步电动机的正常起动,甚至使电机在同步速附近旋转,不能上升到正常异步速。
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异步电动机全速度范围转矩-转速
特性曲线绘制
xxxxxxxxxxxxx
摘要:通过异步电动机的参数,在Matlab 中构建异步电动机的稳态模型。
在全速度范围内分段进行恒磁通和恒电压恒功率控制,绘制出控制下的转矩—转速特性曲线。
关键词:异步电动机;转矩—转速;恒磁通;恒电压恒功率
1. 异步电动机的模型构建与控制方法
1.1. 异步电动机的稳态模型
图1.1 异步电机的稳态等效电路
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
定子相当于变压器一次,转子相当于变压器二次。
Us —定子相电压;fs —定子频率; fsl —转差频率;
Is 、Ir 、Im —分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流; Eg —气隙磁通感应电动势;
Er —折算到定子侧的转子感应电动势; s —转差率,s=fsl/fs 。
1.2. 异步电动机的转矩公式
通过对运行状态的分析可以得到转矩的公式为:
m 为相数,p n 为极对数,s U 为定子电压,S f 为同步频率,s 为转差率,
S R 为定子电阻,r R 为转子电阻,ls X 为定子漏感,lr X 为转子漏抗。
])()[(/222
2lr ls r s r s s
p
e X X s
R R s
R U f mn T +++
=
π
1.3. 异步电动机的控制方法 1.3.1. 恒磁通控制方法
恒磁通运行条件为:
可以近似与加入低压补偿的恒电压/频率控制等效。
此时的转矩—转速特性曲线如下:
图1.2 恒磁通转矩—转速特性曲线
1.3.
2. 恒电压恒功率控制方法
恒电压恒功率条件为:
此时的转矩—转速特性曲线如下:
图1.3 恒电压恒功率转矩—转速特性曲线
2. 异步电动机的仿真与分析
2.1. 仿真要求
利用MATLAB 绘出异步电动机的全速度范围转矩-转速特性曲线,其中: ● 40Hz 、60Hz 、80Hz 采用恒磁通控制;
● 100Hz 、120Hz 、140Hz 、160Hz 采用恒电压控制; ● 电机的额定输入条件为380V/100Hz 。
.
const C f E m E s
g =Φ=..
const f f const U s
sl
s ==
仿真所用异步电动机参数如下表所示:
2.2.Matlab仿真程序
图2.1 仿真程序窗口图
clc
clear
fs1=40;fs2=60;fs3=80;fs4=100;fs5=120;fs6=140;fs7=160;Us1=380/2+10;Us2 =380/8*6+5;Us3=380;
m=3;np=2;Rs=0.144;Rr=0.816;Xs1=2*pi*fs1*0.001417;Xs2=2*pi*fs2*0.00141 7;Xs3=2*pi*fs3*0.001417;Xs4=2*pi*fs4*0.001417;Xs5=2*pi*fs5*0.001417;X s6=2*pi*fs6*0.001417;Xs7=2*pi*fs7*0.001417;
Xr1=2*pi*fs1*0.001294;Xr2=2*pi*fs2*0.001294;Xr3=2*pi*fs3*0.001294;Xr4 =2*pi*fs4*0.001294;Xr5=2*pi*fs5*0.001294;Xr6=2*pi*fs6*0.001294;Xr7=2* pi*fs7*0.001294;
for i=1:2000;
s1=i/2000;
Tout1(i) =
m*np*Us1*Us1*Rr/2/pi/fs1/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs1+Xr1)*(Xs1+Xr1 )];
Tout2(i) =
m*np*Us2*Us2*Rr/2/pi/fs2/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs2+Xr2)*(Xs2+Xr2 )];
Tout3(i) =
m*np*Us3*Us3*Rr/2/pi/fs3/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs3+Xr3)*(Xs3+Xr3)]; Tout4(i) =
m*np*Us3*Us3*Rr/2/pi/fs4/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs4+Xr4)*(Xs4+Xr4)]; Tout5(i) =
m*np*Us3*Us3*Rr/2/pi/fs5/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs5+Xr5)*(Xs5+Xr5)]; Tout6(i) =
m*np*Us3*Us3*Rr/2/pi/fs6/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs6+Xr6)*(Xs6+Xr6)]; Tout7(i) =
m*np*Us3*Us3*Rr/2/pi/fs7/s1/[(Rs+Rr/s1)*(Rs+Rr/s1)+(Xs7+Xr7)*(Xs7+Xr7)];
n1(i)=(1-s1)*60*fs1/np; n2(i)=(1-s1)*60*fs2/np; n3(i)=(1-s1)*60*fs3/np; n4(i)=(1-s1)*60*fs4/np; n5(i)=(1-s1)*60*fs5/np; n6(i)=(1-s1)*60*fs6/np; n7(i)=(1-s1)*60*fs7/np; end
plot(n1,Tout1,'-',n2,Tout2,'-',n3,Tout3,'-',n4,Tout4,'-',n5,Tout5,'-',n6,Tout6,'-',n7,Tout7,'-'); hold on ;grid;
xlabel('n');ylabel('Tout'); title('With different Method'); disp('End');
2.3. 仿真结果
n
T o u t
With different Method
图2.2 仿真结果图
其中,蓝色线-40Hz ;绿色线-60Hz ;红色线-80Hz ;浅蓝色线-100Hz ;紫色线-120Hz ;黄色线-140Hz ;黑色线-160Hz 。
2.4. 仿真结果与理论对比分析 2.4.1. 恒磁通控制方法
曲线1、2、3(对应电动机定子频率在40Hz 、60Hz 、80Hz 恒磁通控制): ● Te 仅与fsl 有关,与fs 无关;
● Tem 不变,转矩—速度特性是一族平行曲线;
● 当fsl 保持不变时,可实现恒转矩运行。
因此恒磁通运行也叫做恒转矩运行。
与理论分析基本相同。
仿真恒磁通控制的曲线,如下图所示:
n
T o u t
40Hz 60Hz 80Hz
图2.3 恒磁通控制仿真结果图 2.4.2. 恒电压恒功率控制方法
曲线3、4、5、6、7(对应电动机定子频率在80Hz 、100Hz 、120Hz 、140Hz 、160Hz 恒电压恒功率控制):
运行特性: 即转矩与
s
f 1
成正比,最大转矩和
2
1
s
f 成正比,
与理论分析基本相同。
仿真恒电压恒功率控制的曲线,如下图所示:
const
I 1
T 1
T s 2
s
em s
e ≈∝
∝
f
f
n
T o u t
80Hz 100Hz 120Hz 140Hz 160Hz
图2.4 恒电压恒功率控制仿真结果图
2.4.
3. 结论
曲线1、2、3、4、5、6、7即为全速度范围内的转矩—转速特性曲线,其中1、2、3对应电动机定子频率在40Hz 、60Hz 、80Hz 恒磁通控制,曲线3、4、5、6、7对应电动机定子频率在100Hz 、120Hz 、140Hz 、160Hz 恒电压恒功率控制,结果和理论分析几乎相同,分别具有恒磁通和恒电压恒功率的特点。
参考文献(References ):
[1] 林飞,杜欣. 电力电子应用技术的matlab 仿真[M]. 北京:中国电力出版社,2009 [2] 吴学智. 交流调速技术课件,2013。