第章-三相异步电动机的功率转矩和运行特性

第十章三相异步电动机的功率、转矩与运行性能1本章主要内容第一节三相异步电动机的功率与转矩平衡关系第二节三相异步电动机的电磁转矩及机械特性第三节三相异步电动机的工作特性第四节三相异步电动机的参数测定2第一节三相异步电动机的功率与转矩平衡关系1.功率平衡方程电源输入的电功率定子绕组铜耗31.功率平衡方程铁心损耗铁耗包括磁滞损耗和涡流损耗，电动机正常运行时转子电势频率很低，2-3周/秒，所以铁耗主要集中在定子中，转子铁耗可忽略。为什么电机铁耗只考虑定子侧铁耗，而不考虑转子铁耗？4

输入电功率P1减去pCu1和pFe后，余下的功率即为电磁功率。也可表示为：1.功率平衡方程电磁功率：通过电磁感应从定子侧传递到转子侧的功率。5附加电阻上的损耗1.功率平衡方程电磁功率转子铜耗注意：附加电阻上的损耗即为电机输出的总机械功率。61.功率平衡方程电磁功率Pem扣除转子铜耗pcu2后，即为消耗在附加电阻上的功率（总机械功率）：总机械功率71.功率平衡方程转子铜耗与电磁功率的关系电磁功率也可表示为：结论：电磁功率等于转子铜耗和电机输出的总机械功率之和。8几个重要功率关系转差功率—转子铜耗转子铜耗与转差有关，转差越大，铜耗越大。电机正常运行时，s不大，所以铜耗也小。1.功率平衡方程9几个插重要燃功率洽关系电磁讲功率别与总冈机械谨功率浙的关挂系1.浴功率婆平衡蛙方程10转子患铜耗层与电扬磁功柿率的欣关系猾：总机央械功涨率与痰电磁中功率祸的关躬系：1.选功率类平衡器方程电磁苏功率孤、总倦机械纤功率悄与转录子铜尊耗的卵关系俩：11结论后：从联气隙耗传递帅到转悦子的钉电磁虽功率悲分为麻两部网分，香一小傻部分车为转民子铜秆损耗简，绝变大部水分转狱变为纵总机痛械功粒率。米转差遥率越羡大，书转子照铜损蝴耗就扒越多填，电啄机效劳率越画低。斥因此坝正常易运行馋时电茎机的敲转差跟率均赴很小幅。几个析重要侵关系1.钱功率死平衡披方程12在大播型异取步电腰动机恩中，镜约为度输出如额定留功率望的0扩.5饱％，垃小型傲异步孙电动篇机满贴载时句，毅可丑达输犁出额安定功盘率的欧1％磨－3运％或淘更大嚼。附加丸损耗身：定娃、转抽子开城槽和远定、砍转子务磁动离势中猾的谐君波磁芝动势他等产永生的神损耗锹，用脱表伍示，朋一般虫不易同计算榴，往摸往根臣据经栗验估倾算。机械撑损耗徒：轴恭承以摘及风引阻等茶摩擦第阻转剑矩，勺这也降要损顽耗一千部分壁功率轻，用哗表示液。1.牺功率艰平衡骆方程13总机政械功传率减沫去机咏械损要耗和蠢附加毛损耗烦，才舞是转社轴上煮真正瞎输出罢的机副械功仰率，昏用乖表亏示：1.批功率霉平衡似方程电机车转轴株输出法的机效械功梦率电机执功率享平衡锄方程14图1向0-旅1勿异步咳电动信机功坊率流骆程图1.笔功率肝平衡悉方程152.踪蝶转矩胀平衡犁方程—转子机械角速度—输出转矩—电磁转矩—与负载无关的空载转矩功率简平衡疾方程纷式转矩损平衡出方程敲式16同步宴角速女度电磁裹转矩电磁稍转矩朋既可借通过肝机械硬功率花求出毫，也客可通粗过电供磁功妄率求孩出。机械顾功率南求电丙磁转惯矩-毯--机械角速脸度电磁匹功率外求电库磁转舒矩-木--同步角速固度2.转矩识平衡叫方程171、渡为什功么异缠步电板动机达正常细运行隶时转劫差率威很小址？异悉步电缩慧动机凡的运恰行效坊率与外转速障有无破关系添？转速处高，债效率弄高，册铜奶耗随住转差吃率增到大而佛增大雹。2、候电磁益转矩炊与电汇磁功伴率有睬什么叮关系港？电恋磁转晚矩与笑机械穴功率攻有什擦么关睁系？同步索角速阅度，旺机械册角速据度181.玩电磁卖转矩咱表达你式（1请）物天理表赖达式电磁藏功率胁：电磁但转矩剖为：第二尼节劈燕三相裕异步柜电动削机的仓电磁界转矩浑及机埋械特杜性19表明厨：三相到异步扮电动秤机的那电磁执转矩仓是由鹅主磁掀通象与转择子电酒流的屯有功唱分量率相碍互作墙用产窄生的课。结论社：T敏为m、I2’及究co痛s2的函职数，粥当异撞步电形动机研起动赵时，诉转子允边电赵路c赴os2很低氏，尽厕管此臭时I2’很查大，栏电磁闪转矩T却不斧大。电磁择转矩拘物理僚表达耽式1.岛电磁酒转矩彻表达缘瑞式20（2恩）参刻数表宁达式物理涨表达按式-仰--尘定性此分析退参工数表允达式甘--旨-定胞量分亮析(宣推导抓从略座)，为涨异步都电动花机的带短路押电抗稻。1.转电磁粮转矩唱表达紫式21（2圆）参银数表缺达式1.羊电磁光转矩桶表达灿式讨论讲：电俭磁转骗矩与生电源裁参数灭（U、f鸦）、条结构道参数派（r、x、m、p）和乌运行霞参数愈（s）有够关。221、老异步屈电动肢机带忆恒转肺矩负总载运桑行，快电源浅电压行下降进，当复电动任机稳胳定运扩行后或，电沈动机追电磁饲转矩狭如何佛变化售？不变23定义优：异步驼电动镜机电笋源电迈压恒藏定，变电机冤参数润已知哥时，揭转差蔑率s税与电效磁转抢矩T近的关乳系曲盐线，栽即迁曲线潜，称古为异然步电将动机字的机蔬械特荷性曲殃线。2.蜡机械鱼特性24图1陈0-箱2柏异步版电机裹的机参械特续性2.吊机械新特性25理想茅空载称运行勾点：（实盈际扇）Tmax0T+STstTNS=1SKSN机械捐特性妙的几说个特耐殊点市：额定妨运行仰点：最大师转矩超点：起动序点：2.恒机械沾特性26（1乡丰）额名定电君磁转寄矩TN3.含最大许电磁腹转矩冠、起手动转炸矩、他额定股转矩27最大咳转矩景:电机毛带动竹最大返负载扰的能爪力。令窃，求厚出当T最大券时的冲转差册率sK。，电按机因户带不总动负捎载而碧停转爹。电磁吃转矩（2狗）最南大电灭磁转斤矩Tma井x3.稻最大纺电磁轻转矩恩、起铺动转传矩、配额定崇转矩28（2去）最骆大电膊磁转遥矩Tma向x3.以最大沈电磁闹转矩炸、起闯动转酷矩、婚额定储转矩最大错转矩凤又叫停转淡转矩，如罗果超法过这片个转搭矩，及电动裕机将按停止要运行塔，对银应转开差率sK为稳草定运安行最气大转唉差率叠，称俭为临界惊转差裙率。29分析电源乳频率隙不变价及电灶机参研数固共定时家，Tma查x与U12成正喘比，脚但产疗生Tma贩x时的州临界瞧转差邪率不倚变，市与电凭源电串压无签关。最大锄电磁丛转矩Tma胡x的大当小与触转子声电阻歼无关大，但解转子拒电阻诞大小止变化厕会影笔响sK的变军化，顶r死2’篇增大拢，sK增大妨。电源梳电压鞭和频乓率一值定，财最大遇转矩暗与短特路阻沸抗成械反比随。3.弓最大军电磁翻转矩东、起蛙动转歌矩、描额定症转矩30最大淋转矩绕线幅式异潜步电耐机可伯在转遗子回扇路串辣电阻批，使假起动者转矩药随转裕子电乘阻的部增大姓而增搁加，惹直到sK=1雹，起嫌动转故矩为活最大赛转矩串。此趁时，弊起动宵转矩娘最大涂，转章差也腿大，射转子吊铜耗志增加波。3.潜最大僵电磁蛾转矩膨、起茂动转柔矩、予额定蛾转矩31当其行它参疾数一卸定时：最大睛电磁骗转矩刘与电辈源电牵压平妹方成申正比炭；临磨界转肆差率且与电奶源电务压无睁关。频率梳越高删，最谈大电械磁转坊矩和润临界睁转差牧率越卵小；漏抗面越大贷，最辆大电刷磁转果矩和该临界乳转差锡率越很小。转子德回路垄电阻富越大专，临徐界转钳差率真越大麦；最大晶电磁疾转矩俊与转珍子电蒸阻无害关。3.趋最大甜电磁徒转矩叙、起太动转举矩、佩额定蹦转矩32工作时，一定令负载转矩，否则电机将停转。致使注意：（1）三相异步机的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。（2）电机严重过热3.友最大蜘电磁蛾转矩膊、起滑动转扣矩、羊额定渔转矩33（3毕）起棒动转咸矩起动救转矩陵（又你叫堵转研转矩）的车大小项决定鸭电动趋机的宽起动浴性能锈。3.揉最大程电磁煌转矩焦、起姑动转瞎矩、齐额定尼转矩34，电脾压减瞎小，绪起动渴转矩采成平样方倍冷减小狐。要增灵大起院动转屯矩，鞠可在跳转子缘瑞回路姿串电碗阻，些随所栋串电餐阻的财增大揪，起长动转阔矩也支增加吊。但竖是，搞转子虏电阻肌增加营，转诸差率掘增大龙，转稼子铜岸耗也饮增大宫。电动扎机起瞒动时最有最欺大转粗矩，特可令sk=1石，剃则起制动转锻矩为史最大稳转矩尺时转贵子回此路所厘串的裂电阻点应为选：3.乏最大奴电磁授转矩层、起状动转抓矩、藏额定芝转矩351、冷三相取绕线驳式异运步电楚动机弦转子战回路鸟串电陶阻后爷，下悔列参贪数将钥如何搏变化蜓？（1线）起扎动电惜流（2紫）起派动转杆矩（3旋）最稀大转恶矩（4谱）临某界转哄差率减小猪，增训大，译不变折，增淋大362、若频表率为辽50律HZ肠的三门相异趴步电裳动机船接在普频率透为6控0H走z的六电网上运钱行，润电动嚷机下家列参孟数将尊如何隙变化筹？（1犹）起谎动转谨矩；（2针）最度大转离矩；（3孤）起沾动电怀流。减小系，减缎小，慎减小373、县异步纵电动智机电麦源电趴压升棵高对陕最大唯转矩贱和起咳动转杠矩有寨何影观响？既若负厌载转忙矩保锣持不怎变，太转速填及转挖差率净如何捷变化日？最大欺转矩倾和起真动转说矩增艰大，转转速屋升高显，转售差率歪减小霜。38（1畜）过妨载能得力电机兴负载遮转矩草大于池最大望转矩泛，电服机将扬停转槽。为俩保证广电机息不因场短时甩过载就而停论转，俱要求并电机蛙具有骄一定晒的过碍载能旱力。一般者异步营电动匆机的Km=1匆.6灾－2辱.5绘，普特殊六要求染时Km=2梅.8～3食.0赞。4.览过载调能力镇和起尚动转泉矩倍息数过载锁能力杜：最大咸电磁微转矩帜与额郑定电创磁转区矩之肚比。用Km借表示漠，Km风为：39（2钩）起乏动转味矩倍丢数起动北转矩划太小友，一恢定负拳载下亏电动梳机可森能无彩法起写动。楼起动冈转矩艘越大览，电炕动机勒起动戚越容池易。用Tst和TN的比叼值来睛表示络电动吃机起滑动转鉴矩的食倍数，为肝：起动勤转矩性倍数绝是电拣动机孔的又钢一个页重要似性能纲指标仪，我国拾生产掠的Y细系列迎三相最笼型论异步贫电动裳机，Kst为（巷中小培型）曲和0笔.5蛛－0雀.8愈（大蚀中型煌）。4.个过载家能力圆和起形动转心矩倍晃数40恒转榆矩负工载：超转矩柜与转锡速无摄关，TL=C。离心摆式负撕载：n,TL，如：大风机砍、水武泵。1恒转矩负载2离心式负载TLn0机械鹿负载柴类型负载熟性质城不同貌，电模机稳另定运矛行区冠域不牌一样相。5.祸稳定友运行志问题41电动民机拖诞动机伸械负昌载：稳定贵运行油：T=TL。T>TL：电机雕加速。T<TL：电机排减速。电机舌受到夫扰动仔，如通突加惕和突樱减负冒载，沈电源沉电压交急剧台变化衫等，稿当外荷界扰殊动结筹束，逮电动盾机有到可能冬恢复气到原静先的痕稳定饰运行等状态鱼，也航可能祝失去兰稳定爪。5.诊稳定盟运行反问题42恒转宾矩负克载：TL=CTLST0TT"T'aa'a"bb'b"SN"SN'SNTL"TL'a点:T=TLTLnSN(SN)球T铅(T)；a点：T=TLTLnSN(SN)缓T色(T朗高)；a点：T=TLa点爆为稳陶定运倒行点堂。5.渣稳定台运行动问题43b点:TLnS因b纷；T<TLb点:TL垦nSb追范；TL>TS番>增SKTS0TLTT"T'aa'a"bb'b"SN"SN'SNTL"TL'恒转蜓矩负轨载：TL=Cb点延为不季稳定纽奉运行蚊点。5.锹稳定苦运行明问题44TLTS0TT"T'aa'a"bb'b"SN"SN'SNTL"TL'恒转渔矩负景载稳系定运镇行区校域：S（玻0，Sk）稳定猛运行幼必要沃条件距：SK5.殿稳定精运行勉问题45稳定灾运行丛于c点:T=TLTLnS宗T-TL>0椅nTLnS出T纷-TL<0矛n风机隶水泵努类离衫心式灾机械询负载负载塘特点脏：阻急力转颂矩随市转差慈率减兄小急私剧增阻加。TL0CTSTTLn5.港稳定系运行拢问题46稳定月运行宋区域铲更宽肌：或风机处水泵尽类离月心式装机械问负载TL0CTSTTLn5.虑稳定厘运行蔬问题475.训稳定宋运行轨问题图1萍0－复5帝稳定鲜运行棕分析异步臣电动绸机稳躁定运哪行的希条件乓为：48异步询电动追机负拔载变杀化，善电机杠转速检、电夕流、秃功率揉因数杂、效您率、乡丰电磁谊转矩妙等均浴变化爹。工作暴特性：额享定电益压和泽额定光频率潮下，转速、电骡磁转真矩、慈定子锁电流贡、定守子功好率因吩数及占效率残等与寸输出画功率之间雁的关袍系。第三性节愧三插相异壮步电践动机镇的工延作特烧性491锋转速溪调整理特性定义际：异哄步电被动机转速紫随负扣载变悔化而器变化的关透系曲溜线，绿称为案转速已调整款特性耐曲线蛛。转速惩过低客，即骄转差朱率过汪大，日转子染铜耗慨大，给电机吨效率嫌低，唤对电砍机运支行性换能不极利。额定嗓转差菜率一授般为0.剂02－0.虫05，即手额定早转速乡丰仅比傅同步货转速习低（2－5）％泥。转速毛调整犁特性城的软祸硬：被额定馆负载刻时转锡速变脾化较淡小，咳这样讯的特案性称怨之为硬特册性。50电动添机的伍转差楼率和偿转速成：异步赞电机茂运行跳时，芦转差温率不旷能太反大，印否则轮铜耗劣很大足，效水率降践低，键对电陕机运和行不混利。1坦转速扬调整浊特性51图1迟0－舍6埋异步追电动筋机工境作特息性曲谈线52电机奥从空表载到后额定美负载鞠时，张转速挥变化锯很小颜，彼近似甜与背成苹正比脸关系却，而聋可认微为基暴本不碧变，课所以闪电磁侍转矩些特性框近渔似为闹一直线。2.幸电拳磁转雀矩特蒙性53图1茶0－坛6稍异步位电动救机工不作特钢性曲善线54功率踢平衡怎关系转差掩功率倚、总敬机械耐功率药与电愧磁功酒率的舅关系电磁仍转矩闻计算芳公式复习55电磁狸转矩冬计算缴公式复习56机械假特性最大径转矩轨，起达动转随矩，茂额定火转矩立，过佛载能涛力电机变稳定免性判胶定转速己调整腿特性壤，电概磁转棵矩特鞭性复习573.遇功蝇率因昂数特货性定子崭功率予因数淡总是滞后。空载：转径子回痛路近候似开香路，樱只有租励磁位电流玩产生抗磁通弃，励宁磁电该抗>>电阻音，功率眼因数男很低，一贩般不钞超过0.逝2。一般深，额亲定负镇载时居，功停率因替数达店到最沈大。583.道功筑率因暖数特若性负载〉额定迎负载苍，s↑↑，转乏子回丛路等厅效电桌阻↓↓，转察子回拳路呈疏感性家，转即子功躁率因谊数↓，定蚊子侧营功率睬因数↓。异步倘电动怕机额隔定工标况下君功率粥因数竞一般逆为。59图1鹿0－课6扯异步味电动择机工许作特誉性曲庙线604.爬定呼子电错流特叼性定子暴电流既与转怨子电祝流有岁关系鼠：电机久空载涂时，酸转子沙电流钩接近龟于零妨，定润子电顽流等锐于励亡磁电舱流。负载俊增大撒，转新速降套低，低转子宵电流倾增大民，则新定子麦电流载也增密大。61图1症0－结6订异步赏电动埋机工愁作特根性曲陈线625.稳效教率特镜性曲挨线异步洁电动娇机的提效率虏为为电么动机女的总傻损耗部，。总损渐耗：工不变征损耗问和可编变损嘱耗。其中伪，不清变损亿耗包读括铁匆耗和事机械积损耗秋，基痛本上护不随阻负载纲的变圈化而罪改变陡；可异变损融耗（赴定、浓转子及铜耗趣）随万负载谎增大斯而增姜大。63空载：P2=0，=0。负载珠较小：不无变损著耗总叮存在，P1相对营较大野，效逗率低宗；负载恭增加，P2增大鸟，P1也增滴大，痕效率悄迅速快提高掘；负载泳过大，可焰变损疮耗增红加很振快，灿效率脸下降。TL弓可变励损耗雄增加悼较快隶，。5.绞效寻率特仓性曲匀线（最说大效讨率发骄生在番(0袋.71她.1蹲)PN)64图1离0－纺6桃异步袭电动蒸机工间作特溜性曲畜线65第四酸节委三深相异粘步电披动机击的参双数测判定异步再电机盛基本脏试验鼓方法林：空载蛋试验--蔽-求激向磁参阴数，凯铁耗细，机参械损略耗。短路孟试验--途-求短能路参之数。661.净异才步电乡丰动机杏的空升载试栽验试验权目的池：测里量励志磁参屠数，阀包括呢励磁幅电阻性、励笋磁电衡抗和戚励磁脚阻抗焰，以爆及铁岸耗和相机械临损耗他。图1浮0－旱7真异步鲁电动成机空妹载试磨验电则路图671.润异以步电陵动机傅的空跪载试旁验试验犯方法谅：转子凶空载额，定工子绕沿组加浑电源怠，nn1，测电压躲、电迁流、浪功率疮和转削速；改昼变电之压，极重测哲，求扯空载支特性I10、P10=f慌(U0)。68空载渴时输独入功弓率=衫空载亦损耗空载毅损耗捆有：宾定、柴转子艇铜耗法，铁交耗，徒机械冲损耗幅和附屈加损催耗。空载版时转馋子绕肤组铜多耗和境附加访损耗亡都很蠢小，暂可忽兆略，用有：1.统异鞭步电开动机费的空诱载试言验空载缠损耗定子祝铜耗矩：铁耗惰：69pmpFepFe+pm0U12U1=0桐，pFe=0蹦，pFe与转途速无筝关，铁耗绞与机遗械损许耗的评分离pFe与U12是一魂条直蜓线关命系机械飞损耗炎与电爹压无窝关，塘而与坏转速有耻关，童为平那行于欣横轴揉的直泉线。1.景异筹步电鬼动机野的空械载试高验701.难异挂步电槐动机购的空肥载试育验励磁剪参数害的计胶算71测量木短路址阻抗淘、短猪路电驴阻、即短路够电抗夹，起喊动转暗矩与羞起动着电流缘瑞。图1个0－择11帖异帽步电糠动机株短路究试验学电路文图2.怕异库步电门动机岸的短西路试缎验试验输目的该：722.云异饭步电归动机吩的短淘路试梢验转子旬堵住略不转荡，定佛子绕径组加刘电源唇，调感