《11电机拖动第十一章(异步电动机的电力拖动).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《11电机拖动第十一章(异步电动机的电力拖动).doc（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11电机拖动第十一章(异步电动机的电力拖动)电机与拖动 第 十 一章 三相异步电动机 的电力拖动 电机与拖动 三相异步电动机的电力拖动 三相异步电动机的机械特性 笼型转子异步电动机的起动 绕线转子异步电动机的起动 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的电磁制动 三相异步电动机的不正常运行 电机与拖动 三相异步电动机的电力拖动 本章要求： 熟练掌握三相异步电动机机械特性 的概念 熟练掌握三相异步电动机 机械特性的概念 机械特性 ； 自然机械特性和各种人工机械特性的意义及 其形状； 其形状 ； 掌握机械特性上几个特殊点的意义及 其使用；会利用力矩实用公式绘制机械特性 力矩实用公式绘制机械特性。 其
2、使用；会利用力矩实用公式绘制机械特性。 掌握三相异步电动机的起动 方法； 并能进 掌握三相 异步电动机的起动方法 ； 异步电动机的起动 方法 行简单的起动计算， 行简单的起动计算， 能利用机械特性分析起动 的物理过程； 的物理过程 ； 可根据需要选用合适的起动方法 ； 会判断并排除简单的起动故障 。 电机与拖动 掌握三相异步电动机常用的调速方法； 掌握三相异步电动机常用的调速方法；会 调速方法 利用机械特性阐述调速的物理过程； 利用机械特性阐述调速的物理过程；掌握调速 计算； 计算；能根据需要选用合适的调速方法 。 掌握三相异步电动机的各种制动方法及其 掌握三相异步电动机的各种制动方法及其 制
3、动方法 应用场合； 应用场合；能利用机械特性阐述电磁制动的物 理过程；掌握简单的制动计算。 理过程；掌握简单的制动计算。 掌握三相异步电动机的四象限机械特性 掌握三相异步电动机的四象限机械特性 。 电机与拖动 第一节 三相异步电动机的机械特性 电动机的转速与电磁转矩的关系，即n=f(Tem) 电动机的转速与电磁转矩的关系， 称为电动机的机械特性 电动机的机械特性。 称为电动机的机械特性。 的额定条件下， 在UN， fN， Ra=0的额定条件下，n=f(Tem)称 的额定条件下 称 ， ， 电动机的固有机械特性（自然机械特性）。 ）。在 为电动机的固有机械特性（自然机械特性）。在 非额定条件下，
4、 非额定条件下，n=f(Tem)称为电动机的人工机械 称为电动机的人工机械 特性。 特性。 一、自然机械特性 1、 Tem =f（S）曲线 、 （ ） 因为 n=(1-s)n1，所以机械特性， 所以机械特性， 可以通过Tem =f（S） 曲线得到。 可以通过 （ ） 曲线得到。 . 电机与拖动 . 电磁功率： 电磁功率：Pem=m1 I2 2 (r2 /s) + . I1 I2 r2 Pem = m1 ? 2 2 + xk s (r1+r2/ s) U1 2 U1 r1 jx1 r jx2 2 1?s r2 s 2 - r 2 U1 ? Pem m1 p s 电磁转矩为： Tem = 电磁转矩
5、为： = 2 2 1 2f 1 (r 1+ r 2/ s) + xk n1 60f1 / p 2f1 1 = 2 = 2 = 60 60 p 电磁转矩参数表达式 由公式可以得出Tem=f(s)曲线 电机与拖动 r 2 Tem ? U1 m1 p s Tem = Tmax 2 2 2f 1 (r 1 + r 2/ s ) + xk 2 最大值点 起动点 1）当S较小时，分 较小时， 母中 r2 /s数值较大。 数值较大。 Tk 0 S r 2 同步点 U1 ? m1 p s = k?s Tem 2 2f 1 (r 2/ s) 2 sm 1 临界转差率 2 r 2 U1 ? 2）当S较大时，分 T
6、em = m 1 p 2 s 2 = k ? 1 较大时， 2 f 1 r 1 + xk s 数值较小。 母中r2 /s数值较小。 电机与拖动 2、n=f(Tem)曲线 、 曲线 Tem Tmax Tk TN O n n1 nN S o TN Tk Tmax sN sm 1 曲线，计算出机械特性。 由n=(1-s)n1，可以从Tem-S曲线，计算出机械特性。 同步点： 同步点：s=0,Tem=0; 额定点： 额定点：s= sN ,Tem=TN; 最大值点： 最大值点：s= sm ,Tem=Tmax; 起动点： 起动点：s= 1 ,Tem=Tk; Tem n=(1-s)n1=n1, Tem=0;
7、 n=(1- sN)n1=nN, Tem=TN; n=(1- sm)n1=nm, Tem=Tmax; n=(1- sm)n1=0, Tem=Tk; 电机与拖动 二、最大电磁转矩和过载能力 决定电动机短时带负载能力 和过载能力 的物理量是Tmax和过载能力 （ 最大转矩倍数） 最大转矩倍数） 。 n n1 T max = TN ( = 1.6 2.5) 2 O TN Tk Tem Tmax r 2 U1 ? m1 p dTem s Tem = 由 = 0得出最大值点 2 2 ds 2f 1 (r 1 + r 2/ s ) + xk r 2 r 2 sm = 2 2 xk r 1 + xk 电机与
8、拖动 r 2 r 2 sm = 2 2 xk r 1 + xk m1p U1 m1p U1 T max = ? 2 2 4 f 1 r 1 + 4f 1xk + xk r1 为电动状态， 式中“+”为电动状态，“-”为发电状态 与电压无关，与转子电阻成正比。 结论： 结论： 1、Sm与电压无关，与转子电阻成正比。 2 2 2、Tmax与电压平方成正比，与转子电阻无关。 与电压平方成正比，与转子电阻无关。 n1 n 3、 一般设计为1.62.5。 4、 忽略空载损耗时 nN Tem = TN = PN /( 2 ) 60 Tem 0 TN Tk Tmax 电机与拖动 三、起动电磁转矩 r 2 U
9、1 ? s 电磁转矩 T = m1 p 2 em 2 2f 1 (r 1+ r 2/ s) + xk 2 起动时n=0，s=1 m1 p U 1 ? r 2 Tk = 2 2 2f 1 (r 1+ r 2) + xk 2 1 与电压平方成正比。与转子电阻有关。 结论： 结论： 、Tk与电压平方成正比。与转子电阻有关。 2、f1增加Tk减小。 减小。 3、起动转矩倍数i =Tk /TN。 起动转矩倍数 一般设计为0.82.0。 0 Tem n1 n TN Tk Tmax 电机与拖动 四、电磁转矩实用公式 在知道电机额定值和一些技术数据 在知道电机额定值和一些技术数据 (PN,nN, )时，利用
10、的关系。 实用公式可以计算Tem与S(或n)的关系。 Tem 2T max 2 ? TN = = s sm s sm + + sm s sm s Tem Tmax TN Tk O nN 忽略T0：TemN =TN = P /(2 ) N ： 60 S sN sm 1 将TN 、SN代入实用公式可计算出Sm sm = s N ( + ? 1 ) 2 五、人工机械特性 1、降压人工机械特性 与自然特性比较， 与自然特性比较，特性 变软； 相同点， 变软；S相同点，Tem随U成 平方减小。 未变。 平方减小。 Sm未变。 r 2 U1 ? m1 p s Tem = 2 2 2f 1 (r 1 + r
11、 2/ s) + xk 电机与拖动 2 n1 Sm n 自然特性 下降， 降压时Tmax 、Tk下降，会 影响电机稳定运行和起动。 影响电机稳定运行和起动。 r 2 sm = xk 2 m1 p U 1 T max = 4f 1 xk Tem 0 TN Tk Tmax 降压特性 电机与拖动 下降， 降压时Tmax 、Tk下降，会 影响电机稳定运行和起动。 影响电机稳定运行和起动。 例：设当U1=UN时， Tk=1.1TN ， Tmax=2TN,能满 载起动并运行。 载起动并运行。 n1 Sm 0 n 自然特性 Tem TLN Tmax 当U1=0.8UN时， Tk=0.80.8 1.1TN =
12、0.704TN， Tmax= 0.80.8 2TN=1.28TN, 此时不能满载起动,但能 满载运行。 满载运行。 当U1=0.7UN时， Tk=0.70.7 1.1TN =0.539TN， Tmax= 0.70.7 2TN=0.98TN, 此时不能满载起动和运行 。 电机与拖动 2、定子外串对称阻抗人工机械特性 、 r 2 U1 ? m1 p s Tem = 相当于定子阻抗变大： 相当于定子阻抗变大： 2 2 2f 1 ( r1 + r2 / s ) + x k 2 该人工机械特性与降压 特性类似。 特性类似。 n1 n 自然特性 r 2 sm = 2 2 r 1 + xk o 人工特性 T
13、N Tk Tmax Tem 电机与拖动 3、绕线式转子外串电阻Rc人工机械特性 、绕线式转子外串电阻 r 2 U1 ? m1 p s Tem = 2 2 2f 1 (r 1 + r 2/ s ) + xk 2 Tem = m1 p 2f 1 ( r1+( r2 +R ) / s )2 + 2 xk c U1 ? 2 r 2 +Rc s 相同条件下， 在U,f相同条件下，产生相同力矩 em=Tem)必须 相同条件下 产生相同力矩(T 必须 r 2 r 2 + Rc r 2 r 2 + Rc = 或 = s s s s 电阻实际值 可见，转子串电阻后，其它条件不变时， 可见，转子串电阻后，其它条件不变时，产生相 会增加， 会减小。 同Tem(负载转矩不变)，S会增加，即n会减小。 电机与拖动 n 转子串电阻特性为： 转子串电阻特性为： 与自然特性比较： 与自然特性比较： n1 A B 自然特性 1）特性变软； ）特性变软； o 2） Tmax不变， Sm变大； 不变， 变大； ） 3） Tem相同点满足： ） 相同点满足： 相同点满足 TN Tk Tmax Tem 串电阻特性
