第五章 三相異步電動機(jī)的電力拖動ppt課件.ppt

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1、第五章三相異步電動機(jī)的電力拖動第一節(jié)三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性第二節(jié)三相異步電動機(jī)的起動第三節(jié)三相異步電動機(jī)的制動第四節(jié)三相異步電動機(jī)的調(diào)速課堂討論問題的提出（1）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性有哪幾種表達(dá)形式？有何特點(diǎn)？（2）當(dāng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩及臨界轉(zhuǎn)差率是如何變化的？（3）三相異步電動機(jī)的起動方法有哪些？各有何特點(diǎn)？如何實(shí)現(xiàn)？如何計(jì)算？（4）三相異步電動機(jī)的制動方法有哪些？各有何特點(diǎn)？如何實(shí)現(xiàn)？如何計(jì)算？（5）三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有哪些？各有何特點(diǎn)？如何實(shí)現(xiàn)？如何計(jì)算？第一節(jié)三相異步電動機(jī)的機(jī)械

2、特性1．機(jī)械特性的物理表達(dá)式由于電磁功率Pem=m2E2I2cos=m1E2′I2′cos同步機(jī)械角速度Ω1=ω1/p=2πf1/p（ω1=2πf1為電角速度）（即Ω1=2πn1/60=2π*60f1/p/60=2πf1/p）一．機(jī)械特性的三種表達(dá)式折算到定子側(cè)轉(zhuǎn)子電勢E2′=πf1N1kw1Φm則電磁轉(zhuǎn)矩為Tem=Pem/Ω1=((pm1N1kw1)/)ΦmI2′cos=CM1ΦmI2′cos式中，CM1=(pm1N1kw1)/，為折算到定子邊的感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)；Φm為基波磁場的每極磁通；I2′為轉(zhuǎn)子電流的

3、折算值；cos為轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)。此公式與從物理概念出發(fā)，根據(jù)Tem=Σf*D/2推出的電磁轉(zhuǎn)矩公式完全相同，它表明了感應(yīng)電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem與氣隙每極磁通Φm和轉(zhuǎn)子電流有功分量（I2′cos）的乘積成正比的物理本質(zhì)，所以，稱為感應(yīng)電動機(jī)機(jī)械特性的物理表達(dá)式。但是，此公式不能直接用以得到機(jī)械特性n=f(Tem)。2．機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式為了準(zhǔn)確求出機(jī)械特性，并找出最大轉(zhuǎn)矩Tm與對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率Sm，需導(dǎo)出參數(shù)表達(dá)式。由感應(yīng)電動機(jī)的簡化等效電路，可得轉(zhuǎn)子電流I2′為：將上式及Pem=代入式Tem=Pem/Ω1，可得

4、：上式反映了感應(yīng)電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem與電源電壓U1、頻率f1、電機(jī)的參數(shù)（r1、r2′、x1σ、x2σ′、p及m1）及轉(zhuǎn)差率S之間的關(guān)系，稱為機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式。當(dāng)U1、f1和電機(jī)的參數(shù)不變時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩Tem僅與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。令S在-∞

5、：最大轉(zhuǎn)矩為：其中，“+”號用于電動狀態(tài)，“-”號用于發(fā)電狀態(tài)。由式可知，電動狀態(tài)與發(fā)電狀態(tài)

6、Sm

7、相同。但是，由于r1的存在，使發(fā)電狀態(tài)的

8、Tm

9、比電動狀態(tài)的Tm大些。如果忽略r1的影響，由公式可知，電動狀態(tài)與發(fā)電狀態(tài)

10、Tm

11、相等。在一般感應(yīng)電動機(jī)中，通常r1<<(x1σ+x2σ′)，可忽略，所以，上面二式可以近似為：Tm是感應(yīng)電動機(jī)可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩，要使電動機(jī)在運(yùn)行中不會因短時(shí)過載而停機(jī)，要求其額定轉(zhuǎn)矩TN小于Tm，即具有一定的過載能力。最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比稱為過載倍數(shù)，或過載能力，用λM表示，即

12、：λM=Tm/TNλM是感應(yīng)電動機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，反映過載能力，一般感應(yīng)電動機(jī)的λM約為1.6~2.2。由公式可知，最大轉(zhuǎn)矩Tm與臨界轉(zhuǎn)差率Sm主要與以下因素有關(guān)：（1）當(dāng)電源頻率f1及電機(jī)參數(shù)不變的情況下，最大轉(zhuǎn)矩Tm與定子相電壓U1的平方成正比，而臨界轉(zhuǎn)差率Sm與U1無關(guān)。（2）當(dāng)U1、f1及其他參數(shù)不變，僅改變轉(zhuǎn)子回路電阻r2′時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，而臨界轉(zhuǎn)差率Sm與r2′成正比。（3）當(dāng)U1、f1及其他參數(shù)不變，僅改變（x1σ+x2σ′）時(shí)，Sm和Tm都近似地與（x1σ+x2σ′）成反比。將S=1代入轉(zhuǎn)矩

13、Tem的參數(shù)表達(dá)式，得到感應(yīng)電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式為：可知，起動轉(zhuǎn)矩Tst也與電源電壓U1的平方成正比。起動轉(zhuǎn)矩Tst與下述因素關(guān)系：（1）當(dāng)電源頻率f1及電機(jī)參數(shù)不變的情況下，起動轉(zhuǎn)矩Tst與定子相電壓U1的平方成正比。（2）當(dāng)U1、f1及其他參數(shù)不變，僅改變轉(zhuǎn)子回路電阻r2′時(shí)，起動轉(zhuǎn)矩Tst開始隨轉(zhuǎn)子外串電阻RΩ增加而增加；當(dāng)RΩ達(dá)到某值，對應(yīng)Sm′=1時(shí)，Tst=Tm達(dá)到最大值。繼續(xù)增加RΩ時(shí)，Tst反而減小。為使起動轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，即Tst=Tm，n=0，S=Sm′=1，應(yīng)在轉(zhuǎn)子每相串入電阻為：（3）

14、當(dāng)U1、f1及其他參數(shù)不變，僅改變（x1σ+x2σ′）時(shí)，Tst近似地與（x1σ+x2σ′）成反比。感應(yīng)電動機(jī)在額定電壓、額定頻率及電機(jī)固有的參數(shù)條件下，其起動轉(zhuǎn)矩只有一個(gè)固有數(shù)值Tst，起動轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩TN的比值，稱為感應(yīng)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，用KM表示，即：KM=Tst/TN是反映起動能力的參數(shù)，一般要求KM>1，才能帶動額定負(fù)載順利地起動。3．機(jī)械特性的實(shí)用