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1、专业专注专心三相异步电动机的机械特性电机控制技术工作单位：邢台职业技术学院主讲：马军强目录三相异步电动机的转矩1三相异步电动机的机械特性2机械特性的三个重要转矩3人工机械特性4三相异步电动机的转矩是由三相异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁通旋转磁场的每极磁通与与转子电流转子电流相互作相互作用而产生的用而产生的: : 代入代入用用代入代入,合并上面几个式子得转矩又一公式合并上面几个式子得转矩又一公式:注意注意,转矩与电压平方成正比转矩与电压平方成正比一、三相异步电动机的转矩22 七月 2024 固有机械特性固有机械特性( (自然机械特性自然机械特性):):在额定电压和额定频率下在额定电压和额定
2、频率下, ,定子和转子电路中不接任何电阻或电抗时定子和转子电路中不接任何电阻或电抗时, ,转速转速n n与电磁转与电磁转矩矩T T之间的关系为电动机的机械特性之间的关系为电动机的机械特性. . (2)(2)(2)(2)额定工作点额定工作点额定工作点额定工作点 T=TT=TT=TT=TN N N N, n=n, n=n, n=n, n=nN N N N, S=S, S=S, S=S, S=SN N N N; ; ; ;此时有此时有此时有此时有自然特性上有自然特性上有自然特性上有自然特性上有4 4 4 4个特殊点个特殊点个特殊点个特殊点: : : : (1) (1) (1) (1)理想空载转速点理
3、想空载转速点理想空载转速点理想空载转速点n n n no o o o T=0, n=n T=0, n=n T=0, n=n T=0, n=no o o o, S=0;, S=0;, S=0;, S=0;二、三相异步电动机的机械特性22 七月 20245(3)(3)(3)(3)起动工作点起动工作点起动工作点起动工作点 T=TT=TT=TT=Tstststst, n=0, S=1;, n=0, S=1;, n=0, S=1;, n=0, S=1;此此此此时有时有时有时有(4)(4)(4)(4)临界工作点临界工作点临界工作点临界工作点 T=TT=TT=TT=Tanmanmanmanm, n=n, n
4、=n, n=n, n=nm m m m, s=S, s=S, s=S, s=Sm m m m; ; ; ;有有有有: : : :二、三相异步电动机的机械特性n0Tn额定转矩额定转矩 ：电机在额定电压下，以额电机在额定电压下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输出额定功率定功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。( 1 )（牛顿（牛顿米）米）nN（电动机在额定负载时的转矩。）（电动机在额定负载时的转矩。）三、机械特性的三个重要转矩7 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。最大转矩最大转矩 ：( 2 )电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。
5、n0Tn求解求解三、机械特性的三个重要转矩过载系数：过载系数：三相异步机三相异步机 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意： （1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。 （2）电机严重过热电机严重过热三、机械特性的三个重要转矩起动转矩起动转矩 ：( 3 )电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。n0Tn其中其中则则体现了电动机带载起动的能力。若体现了电动机带载起动的能力。若 电机能电机能起动，否则将起动不了。起
6、动，否则将起动不了。三、机械特性的三个重要转矩人工机械特性 介绍介绍5 5种人工特性种人工特性, ,即即: :降低定子电压降低定子电压时时, ,定子电路串入电阻或电定子电路串入电阻或电抗抗时时, ,变频率变频率时时, ,线绕电动机转子串电阻线绕电动机转子串电阻时，时，改变极对数改变极对数时。时。四、人工机械特性四、人工机械特性22 七月 202411 (1)(1)降低定子电压时的人降低定子电压时的人工特性工特性 n n电压越低电压越低电压越低电压越低, , , ,人工特性曲线人工特性曲线人工特性曲线人工特性曲线越往左移越往左移越往左移越往左移; ; ; ;n n 电动机的过载能力和起电动机的过
7、载能力和起电动机的过载能力和起电动机的过载能力和起动转矩会大大降低动转矩会大大降低动转矩会大大降低动转矩会大大降低; ; ; ;n n 电压降低电压降低电压降低电压降低, , , ,负载转矩不负载转矩不负载转矩不负载转矩不变时变时变时变时, , , ,电动机过热电动机过热电动机过热电动机过热; ; ; ;n n 电压降低太多电压降低太多电压降低太多电压降低太多, , , ,电动机电动机电动机电动机将带不动负载将带不动负载将带不动负载将带不动负载( ( ( (不能起动不能起动不能起动不能起动).).).).22 七月 202412(2)(2)定子电路串入电阻或电定子电路串入电阻或电抗时的人工特性
8、抗时的人工特性n n定子电路串电阻或电抗时定子电路串电阻或电抗时定子电路串电阻或电抗时定子电路串电阻或电抗时的人工机械特性如右图中虚的人工机械特性如右图中虚的人工机械特性如右图中虚的人工机械特性如右图中虚线线线线2 2 2 2所示所示所示所示,1,1,1,1为电压降低时的为电压降低时的为电压降低时的为电压降低时的人工机械特性人工机械特性人工机械特性人工机械特性; ; ; ;n n 曲线曲线曲线曲线2 2 2 2与曲线与曲线与曲线与曲线1 1 1 1相比较相比较相比较相比较, , , ,最最最最大转矩要大一些大转矩要大一些大转矩要大一些大转矩要大一些. . . . 四、人工机械特性22 七月 2
9、02413 (3)(3)改变定子电源频率改变定子电源频率时的人工特性时的人工特性 n n 随着频率的降低随着频率的降低随着频率的降低随着频率的降低, , , ,理理理理想空载转速只能在电源想空载转速只能在电源想空载转速只能在电源想空载转速只能在电源额定频率以下调节额定频率以下调节额定频率以下调节额定频率以下调节; ; ; ;n n转速转速转速转速n n n no o o o减小减小减小减小, , , ,临界转差临界转差临界转差临界转差率率率率S S S Sm m m m减小减小减小减小, , , ,起动转矩起动转矩起动转矩起动转矩T T T Tstststst增大增大增大增大, , , ,最大
10、转矩最大转矩最大转矩最大转矩T T T Tmaxmaxmaxmax不变。不变。不变。不变。四、人工机械特性22 七月 202414 (4)(4)三相线绕式异步电动三相线绕式异步电动机转子电路外接电阻时机转子电路外接电阻时的人工特性的人工特性n n电路图如右图中电路图如右图中电路图如右图中电路图如右图中(a)(a)(a)(a)所示所示所示所示, , , ,三相转子绕组通过滑环电三相转子绕组通过滑环电三相转子绕组通过滑环电三相转子绕组通过滑环电刷机构与外接电阻相联接刷机构与外接电阻相联接刷机构与外接电阻相联接刷机构与外接电阻相联接; ; ; ;n n起动转矩增加起动转矩增加起动转矩增加起动转矩增加
11、( ( ( (有利有利有利有利),),),),理理理理想空载转速和最大转矩不想空载转速和最大转矩不想空载转速和最大转矩不想空载转速和最大转矩不变变变变. . . .四、人工机械特性15 (5) (5)三相线绕式异步电动机改变极对数时的人工特性三相线绕式异步电动机改变极对数时的人工特性n n在保持电压频率在保持电压频率在保持电压频率在保持电压频率f1f1f1f1不变的情况下，改变极对数不变的情况下，改变极对数不变的情况下，改变极对数不变的情况下，改变极对数p p p p，同步，同步，同步，同步转速转速转速转速n0=60f1/pn0=60f1/pn0=60f1/pn0=60f1/p将随将随将随将随
12、p p p p的增大而减小。的增大而减小。的增大而减小。的增大而减小。n n一个普通三相异步电动机的极对数是固定不变的。但为一个普通三相异步电动机的极对数是固定不变的。但为一个普通三相异步电动机的极对数是固定不变的。但为一个普通三相异步电动机的极对数是固定不变的。但为了满足某些生产机械实现多级变速的要求，专门生产有了满足某些生产机械实现多级变速的要求，专门生产有了满足某些生产机械实现多级变速的要求，专门生产有了满足某些生产机械实现多级变速的要求，专门生产有极对数可变的多速异步电动机。极对数可变的多速异步电动机。极对数可变的多速异步电动机。极对数可变的多速异步电动机。n n变极多速异步电动机是利用改变绕组的接法来改变电动变极多速异步电动机是利用改变绕组的接法来改变电动变极多速异步电动机是利用改变绕组的接法来改变电动变极多速异步电动机是利用改变绕组的接法来改变电动机的极对数的。机的极对数的。机的极对数的。机的极对数的。n n例如常用的双速异步电动机。例如常用的双速异步电动机。例如常用的双速异步电动机。例如常用的双速异步电动机。四、人工机械特性
