第五章感应电机

sPe
s
pcu2 Pe
,
n
ns
1
s
pcu2 m2I '22 R2 '
空载时： P2 0, I2 0, s 0, n ns
24
负载时： P2 , I2
20
Pe
m1
E2'
I
' 2
cos2'
16 I1 A
12
s
pcu 2 Pe
m1I
'2 2
R2'
m1E2'
I
' 2
cos2'
I
' 2
R2'
E2' cos2'
第八节 感应电动机的工作特性
一、工作特性
在额定电压和额定频率下，电动机的 n、Te、I1、cos 1及效率η与输
出功率P2的关系曲线 n,Te , I1, cos1, f P2 ，称为感应电动机的工作
特性。
1、转速特性
输出功率变化时，电动机转速变化的曲线 n f P2 称为转
速特性。
pcu2
20
0.2
0
0 2 4 6 8 10 12
P2 / kW
感应电动机 Te ,cos1, f P2
5、效率特性
输出功率变化时，电动机效率的变化曲线 f P2 称为效率特性。
p2 1 p
p1
P2 p
p pcu1 pcu2 pFe p p
空载时：P2 0, 0
100
I1 Im I2'
空载时： I2' 0, I1 Im
负载时：
24 20
16
I1
A
12
8
n
I1 s
12 1.00
10 0.95
S
0 0
8 0.90
n ns
6 0.85
4 0.80
2 0.75
P2 , n , s , R2' s , I2 , I1
0
24
6
8
0 10 12
0
P2 10kW
10kW电动机的转速特性和定子电流特性
3、功率因数特性
输出功率变化时，定子功率因数的变化曲线 cos1 f P2 称为
功率因数特性。cos1 1
空载时： I1 Im , X1 Xm R1 Rm ,cos1 0.1 0.2
负载时：
100
1.0
P2
, s上升慢, I2
R2'
sE'2
sX
'
2
,
I2、I1有功分量增大，cos1
80
60
/%
40
cos1
Te TN
0.8
0.6 Te TN
0.4 cos1
在P2 P2N 时,cos1 cos1max之后， 20
0.2
P2
, s较大,2
arctan
sX
'
2
R2'
0
0 2 4 6 8 10 12
较大,cos2下降较快,cos1
感应电动机
感应电动机
P2 / kW
Te ,cos1,
f
P2
二、工作特性的求取 用直接负载法测取工作特性
方法：先用空载试验测出电动机的铁耗 pFe、机械损耗pΩ，并用电桥测 出定子电阻R1。然后进行负载试验，求取不同负载下电动机输出 功率与转速、定子电流、功率因数、转矩和效率的关系。
条件：U1 U1N f f N
Te Pe s
1 p
P1
cos1
P1 m1U1I1
主要适用于中、小型感应电机。
第九节 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
定义：异步电动机与电源接通以后，如果电动机的起动转矩大于负载
转源自文库，则转子从静止开始转动，转速逐渐升高至稳定运行，这
个过程称为起动。
起 1．起动电流 Ist :一般直接起动起动电流约为额定电流的7倍。 动 2．起动转矩Tst :直接起动转矩约为额定转矩的0.9～2倍。 性 3．起动时间。 能 4．绕组发热。
1.0
负载时：
P2 ,
80
0.8
cos1
当pFe
p
p
pcu1
pcu2时，
60
/%
max , 之后P2 ，
40
一般，电动机的最大效
Te TN
0.6 Te TN
0.4cos1
率发生在 0.7 1.1PN。 这一范
围内，额定效率N 约在74％～ 94％ 之间，容量越大，一般N
越高。
20
0.2
0
0 2 4 6 8 10 12
1）星三角（Y／ △ ）起动法 方法：大、中型三相异步电动机在正常运行时，其定子绕组都是三角 形联接。起动时，先将定子绕组接成星形，待电动机转速升高到接近 额定转速时，再将绕组换成三角形联结。 特点： （1）起动时，每相定子绕组所承受的电压降到正
起 1. 减少起动电流，并使起动转矩满足负载要求；
动 要
2．起动方法应可靠、正确，起动设备应简单、经济，便于操作。
求 3．起动过程中，功率损耗应尽量小。
起动方法：笼型电动机的起动有直接起动和降压起动两种；绕线型电 动机的起动采 用转子串接电阻起动。
一、笼型感应电动机的起动
1、直接起动
起动方法：利用闸刀开关或接触器等将电动机直接接 到具有额定电压的电源上。 S=1，所以笼 形感应电动机 的启动电 流就是额定电压 下的堵转电流。
P2 / kW
Te ,cos1,
f P2
4、转矩特性
输出功率变化时，电磁转矩的变化曲线 Te f P2 。
100
1.0
Te T0 T2 T0 P2 空载时：Te T0
负载时：
80
60
/%
40
cos1
Te TN
0.8
Te 0.6 TN
0.4 cos1
0 PN，n变化很小， T0可认为不变，Te P2
方法：改变负载P2，记录不同负载时 P1, I1, n
结果：s n ns ns n ns
P2 Pe pcu2 p p Pe sPe p p Pe 1 s p p
p
0.5
2.0% PN
I1 I1N
2
从而：Pe
P2
p
1 s
p
或
Pe P1 pcu1 pFe P1 m1I12R1 pFe
2、降压起动
起动原理：利用起动设备将电压降低后加到异步电动机的定子绕组 上，以限制起动电流。待起动过程结束后，再去掉起动 设备，恢复全压供电，使电动机进入正常运行。 同时，由于 Te U 2 ，故起动转矩也相应减小。
具体方法主要有三种：
(1) Y-△起动； (2)自耦降压起动; (3)定子电路串联电阻（电抗器）降压起动.
8
n
I1 s
12 1.00
10 0.95
S
0 0
8 0.90
n ns
6 0.85
4 0.80
2 0.75
sn
sN 0.02 0.05
0
24
6
8
0 10 12
0
P2 kW
10kW电机转速特性和定子电流特性
2、定子电流特性
输出功率变化时，电动机定子电流的变化曲线 I1 f P2 称为定
子电流特性。
特点：主要优点是简单、方便、经济，起动 过程快； 缺点是起动电流大。
Tst 1 2 TN
Ist 5 7 IN
原则：电动机能否直接起动，受电网容量、电网允许干扰程度、 电动机容量和单位时间内起动次数等影响。
适用对象：适用于中、小型笼型异步电动机的起动。当电源容量相对 于电动机的功率足够大时，应尽量采用直接起动。