电机及拖动第十章

第10章三相异步电动机的机械特性及各种运行状态10.1三相异步电动机机械特性的三种表达式

一、物理表达式二、参数表达式临界转差率最大电磁转矩为：起动转矩定义：过载倍数起动转矩倍数（对于笼型异步电动机）三、实用表达式由参数表达式及最大转矩的表达式，有而所以忽略定子电阻实用表达式采用实用表达式的计算方法由生产商提供的产品目录，查得电动机的极数、额定功率、额定转速及过载倍数，计算额定转矩、最大转矩及额定转差率。由额定转矩、额定转差率计算临界转差率。由计算出的最大转矩和临界转差率，可以得到机械特性。在额定负载以下运行时，近似机械特性为10.2三相异步电动机的固有机械特性与

人为机械特性

一、固有机械特性固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下，定子按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时，转速与电磁转矩之间的关系。在固有机械特性上，有几个反映电动机工作状态的特殊点。三相异步电动机的固有机械特性起动点A额定工作点B同步转速点H（理想空载点）最大转矩点P二、人为机械特性人为机械特性是指在人为改变定子外加电压、电流的频率、电动机的极数及定、转子电路的电阻或电抗时，转速与电磁转矩的关系。1.降低定子端电压时的人为机械特性与固有特性相比同步点不变。最大转矩降低，临界转差率不变。起动转矩降低。2.绕线式转子电路串对称电阻时的人为机械特性与固有特性相比同步点不变。最大转矩的大小不变，临界转差率增大。起动转矩随外串电阻的增大而增大；当电阻达到一定数值后，继续增大外串电阻时，起动转矩将减小。3.定子电路串联对称电抗时的人为机械特性由定子电路串对称电抗时的人为机械特性特点与固有特性相比同步点不变。最大转矩降低，临界转差率减小。起动转矩降低。当不考虑定子电阻时，则有对于起动电流具有降低的作用4.定子电路串联对称电阻时的人为机械特性由定子电路串对称电阻时的人为机械特性特点与固有特性相比同步点不变。最大转矩降低，临界转差率减小。起动转矩降低。10.3三相异步电动机的各种运转状态

一、电动运转状态电动运转状态的特点机械特性位于一、三象限的部分。在第一象限为正向电动运行，转矩及转速为正值；第三象限为反向电动运行，转矩及转速为负值。电磁转矩的方向与转子的旋转方向相同，即转矩与转速同方向，为拖动性质转矩。定子从电源吸取电功率，从转轴上输出机械功率（产生正的总机械功率）。二、制动运转状态制动运转状态的特点机械特性位于第二、四象限的部分。在第二象限为正向制动，转速为正值，转矩为负值；在第四象限为反向制动，转速为负值，转矩为正值。电磁转矩与转速方向相反，为制动性质。电动机从轴上吸取机械功率（产生负的总机械功率）。1.回馈制动状态（异步发电机运行）1）正向回馈制动状态特点：转子转速为正值，且大于同步转速，转差率小于零。机械特性位于第二象限部分当，转子电流的有功分量和无功分量为有功分量方向反向，但无功分量方向不变。电磁转矩与转速反向，为制动性质，电动机运行于制动状态。转轴上产生的总机械功率和输出功率为即从转轴上输入机械功率。输入功率从电源吸取负的电功率，即向电源回馈电功率，运行于发电机状态。2）反向回馈制动状态特点：转子转速为负值，且数值大于反向同步转速，转差率小于零。原理线路及机械特性定子对调两相时第四象限部分稳定运行于E点时，有转子电流的有功分量及无功分量为电磁功率为电磁转矩为，与转速方向相反，为制动性质。相量图与正向时相同。定子输入功率输出功率即从轴上输入机械功率，定子向电源输出电功率。3）回馈制动运行时的机械特性正向回馈制动的机械特性反向回馈制动的机械特性当定子任意两相对调时，旋转磁场反向，机械特性的参数表达式为与正向旋转磁场时相差一个负号。因此，除转差率外，各个量均可采用正向电动动时的值。机械特性方程式说明：在反向回馈制动运行时，有所以对反向转差率，其原点在反向的同步转速处。2.反接制动状态1）转速反向的反接制动（对于绕线式电动机）特点：转子转速为负值，转差率大于1。原理电路和机械特性（位于第四象限部分）机械特性方程式电磁转矩及功率关系电磁功率为电磁转矩为，与转速方向相反，为制动性质。总机械功率输出功率即从轴上输入机械功率，定子从电源吸取电功率。2）定子两相反接的反接制动（任意两相对调）特点：转子转速为正值，转差率大于1。原理电路和机械特性（位于第二象限部分）机械特性方程式3.能耗状态制动能耗制动原理原理电路当定子两相通入直流电流时，在气隙中产生一个恒定磁场，旋转的转子绕组导体切割该磁场，产生制动性质的电磁转矩。能耗制动时的机械特性例：一台三相绕线式异步电动机的额定数据为：定、转子绕组均为Y接，试求：（1）采用反接制动使的位能性负载以的速度稳定下放重物，应在转子中串入的电阻；（2）该机在额定运行时，突然将定子两相对调，要求制动瞬间的制动转矩为，应在转子中串入的电阻；（3）采用回馈制动，转子回路串入的电阻，使的位能性负载下放重物时，稳定的下放转速。解：（1）额定转差率为制动下放时则由转速反向的反接制动机械特性得而固有特性的临界转差率为由临界转差率与转子电阻成正比，即则转子应串入的电阻为（2）定子对调瞬间，转速不能突变，即对调后的机械特性应通过点和点，对调瞬间的转差率为对应的机械特为由机械特性方程式即