《电拖第二十三次课》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电拖第二十三次课（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 十章十章 异步电机的电力拖动异步电机的电力拖动10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性10.2 电力拖动系统的运行状态电力拖动系统的运行状态10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性一、电磁转矩公式一、电磁转矩公式1. 电磁转矩的物理公式电磁转矩的物理公式 Pe = m2 E2 I2 cos 2E2 = 4.44 f1 kw2N2mT = Pe060Pe2n0 = T = CTm I2 cos 2 转矩常数转矩常数: p Pe2f1 = 4.44 pm2kw2N2 2 CT = 2. 电磁转矩的参数公式电磁转矩的参数公式R2 sPe = m1 I22p
2、Pe2f1 T = p m12f1 = R2 sI22利用简化等效电路利用简化等效电路: I2 = (R1+ )2 + (X1+ X2 )2U1 R2sT = p m12f1 (R1+ )2 + (X1+ X2 )2U12 R2sR2ssM = R12 + (X1+ X2 )2R2 临界转差率：临界转差率： 最大（临界）转矩：最大（临界）转矩： TM = 2R1 + R12 + (X1+ X2 )2U12p m12f1 电动状态取电动状态取 “ + ”，发电状态取，发电状态取 “”。 R1 (X1 + X2 ) sM R2 X1+ X2TM p m1U12 4f1 ( X1+ X2) 结论结论
3、: : T U12 ， sM 与与 U1 无关无关; sMR2，TM 与与 R2无关。无关。3. 电磁转矩的实用公式电磁转矩的实用公式T = + + 2sM2TM (1 + sM ) sMsR1R2 ssMR1R2T = +2TM sMs ssM忽略忽略 R1 ：OTs二、固有机械特性二、固有机械特性当当 U1 、f1、R2、X2 = 常数时：常数时： T = f (s ) n = f (T) 转矩特转矩特性性 机械特机械特性性 当当 U1L = U1N 、f1 = fN，且绕线型转子中且绕线型转子中不外串电阻或电抗时，机械特性称为不外串电阻或电抗时，机械特性称为固有固有机械特性机械特性。1n
4、0TnOn0TnO1. 额定状态（额定状态（N点）点） 额定状态是指各个物额定状态是指各个物理量都等于额定值的状理量都等于额定值的状态。态。nNTNNTN = 9.55PN nN 额定状态额定状态说明了电动机长期运行的能说明了电动机长期运行的能力：力： TLTN， P2PN，I1IN（Nm）N点点： n = nN ， s = sN ，T = TN ，P2 = PN。2. 起动状态（起动状态（ S 点）点）对应：对应：s = 1，n = 0 的状的状态态又称为堵转状态又称为堵转状态起动时：起动时： T = Tst， I1L = Istn0TnOTst 直接起动的能力。直接起动的能力。 起动条件：
5、起动条件：(1) Tst TL(2) Ist线路允许值线路允许值 起动转矩倍数起动转矩倍数（笼型异步电动机）（笼型异步电动机）: :STstTstTNst = 起动电流倍数起动电流倍数: :IstINsc =nMTM临界转速临界转速3. 临界状态（临界状态（M 点）点）TMTNMT =n0TnOM对应：对应：s = sM ，T = TM 的状态的状态 临界状态明了电动机临界状态明了电动机的短时过载能力。的短时过载能力。 过载倍数：过载倍数： 临界转差率临界转差率s sM （由由转矩的实用公式得出转矩的实用公式得出）sM = sN (MT +MT21 )= 2 2.2sN = sM (MTMT2
6、1 )4. 回馈制动状态回馈制动状态n0Tn(s)OHsMTMsMTM s =n0nn0当：当：nn0 时，时， s0回馈制动状态回馈制动状态 | sM | = | sM | | TM | | TM |n0TnO工作段工作段 自适应负载能力自适应负载能力是是电动机区别于其它动力电动机区别于其它动力机械的重要特点。机械的重要特点。 a点点TL直至新的平衡直至新的平衡TLaTL a点点aTTL 0n 电动机的自适应负载能力电动机的自适应负载能力 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整这种能力称为自适应负载能力。自动调整这种能力称为自适应负载能力。I2 TI1P
7、1如如: :柴油机当负载增加时，柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。才能带动新的负载。二、人为机械特性二、人为机械特性1. 降低定子电压时的人为特性降低定子电压时的人为特性UN0.81TM0.81Tstn0TnOsM0.9UNm1 R20 sT = I221sNI2N2 =1sI22降低定子电压转速稳降低定子电压转速稳定后：定后： nnN ssN T = TLI2 I2N2. 转子电路串联对称电阻时的人为特性转子电路串联对称电阻时的人为特性n0TnOTMR2sMR2TM 与与 R2 无关无关R2+R1R2+R1+R2 转子串联合适转子串联合适 的电
8、阻的电阻: : Tst TM3. 定子电路串联对称电抗定子电路串联对称电抗 或电阻时的人为特性或电阻时的人为特性n0TnOsMsMX1(R1) sM、TM、Tst 4. 改变定子电源频率时的人为特性改变定子电源频率时的人为特性(1) f1 fN E14.44 f1 kw1N1m = U14.44 f1 kw1N1 为保持：为保持：m = = 常数常数 = 常数常数U1f1 n0 f1 ,sM1 f1 nM = n0nM = sM n0（不变）（不变）sMR2X1+ X2而且：而且：TM 不变不变（ 忽略忽略R1 ）TMp m1U12 4f1( X1+ X2 )n0TnOn0f1fN(2) f1
9、fN ， U1 = UN（不变）不变） 调频时：调频时：f1 m n0 f1sM1 f1nM = n0nM = sM n0 (不变不变)TM1 f1 2而且：而且：n0TnOn0f1fNsMR2 X1+ X2TMp m1U12 4f1( X1+ X2)10.2 电力拖动系统的运行状态电力拖动系统的运行状态一、负载的机械特性一、负载的机械特性n = f (TL) 转速和转矩的参考方向：转速和转矩的参考方向： nT (T2)TL(T0)二、稳定运行条件二、稳定运行条件工作点：工作点：在电动机的机械特性与负载在电动机的机械特性与负载的机械特性的交点上。的机械特性的交点上。稳定运行稳定运行:即：即：T
10、TL = 0运动方程运动方程:TTL = Jdd tTTL 0加速加速TTL 0减速减速n = 常数常数过渡过程过渡过程:n0TnOTLab干扰干扰n稳定运行点稳定运行点不稳定不稳定运行点运行点ab a点点TnTb 点点:a 点点:干扰干扰n T干扰干扰n Tnn = 0 停转停转n a点点稳定运行的充分条件稳定运行的充分条件: dTdndTLdnTTLT = TLTTLTTL第第 十一章十一章 异步电机的起动与制动异步电机的起动与制动11.1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动11.1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 一、电动机的起动指标：一、电动机的起动指标： 起动转矩足够
11、大。起动转矩足够大。 起动电流不超过允许范围。起动电流不超过允许范围。异步机的实际起动情况：异步机的实际起动情况： 起动电流大：起动电流大：Ist = sc IN = (5.57) IN 起动转矩小：起动转矩小：Tst =stTN = (1.62.2) TN 不利影响：不利影响：(1) 大电流使电网电压降低，影响自身及其他大电流使电网电压降低，影响自身及其他负载工作。负载工作。 (2) 频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累, ,易使电动机过易使电动机过热热 二、笼型异步电动机的二、笼型异步电动机的直接起动直接起动1. 小容量的电动机（小容量的电动机（7.5kW）2. 电动机容量满足如下
12、要求：电动机容量满足如下要求：Ist INsc =143 +电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kVA)三、笼型异步电动机的三、笼型异步电动机的减压起动减压起动1. 定子串联电阻或定子串联电阻或 电抗减压电抗减压起动：起动：M33R(L)Q1Q2FU运行运行起动起动适用于：正常运行为适用于：正常运行为联结的电动机。联结的电动机。Y型起动，型起动， 型型运行。运行。2. Y 减压减压起动：起动： Y型起动型起动WVUWVUIstYUN 型型起动起动（ 型型运行运行）UNIstZZZZZZ3 | Z |UNIstY =3UNIst =| Z | Y型型起动的起动电流为：起动的起动电
13、流为： IstY =13IstT U12 ，TstY =13Tst Y型型起动的起动转矩为：起动的起动转矩为： 1 3U1 =U1 Y 减压减压起动的特点：起动的特点： (1) 电源电压不变，改变定子绕组接法；电源电压不变，改变定子绕组接法； (2) 减压比为减压比为: 13Y起动相电压起动相电压U1 起动相电压起动相电压U1=否则不能采用此法。否则不能采用此法。(1) IstYImax （线路中允许的最大电流）；线路中允许的最大电流）；(2) TstYTL 。 Y 减压减压起动的使用条件：起动的使用条件：定子电流：定子电流： kAIst线路电流：线路电流：IstA= kA2Ist3. 自耦变
14、压器自耦变压器减压减压起动起动M3UN= kAUNkAIstIstA 降压比为降压比为:U1kA =U1UNU1定子电压：定子电压： 自耦变压器自耦变压器减压减压起动的起起动的起 动电流为：动电流为：IstA= kA2Ist 自耦变压器自耦变压器减压减压起动的特点：起动的特点：(1) 定子绕组接法不变，改变定子绕组的定子绕组接法不变，改变定子绕组的电压；电压；(2) 降压比降压比 KA 可调可调: U1 = ( 0.4、0.6、0.8) UN U1 = ( 0.55、0.64、0.73) UN 自耦变压器自耦变压器减压减压起动的起动转矩为：起动的起动转矩为：TstA = kA2 Tst(1) IstAImax （线路中允许的最大电流）；线路中允许的最大电流）；(2) TstATL 否则不能采用此法。否则不能采用此法。自耦变压器电自耦变压器电压比压比的选择：的选择：自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动的使用条件：的使用条件：kA2 Ist ImaxkA2 Tst TL kA2 TLTstImaxIst
