异步电机(5)功率转矩和运行特性

第十七章异步电动机的功率、转矩和运行特性第三篇异步电机1.掌握异步电动机的功率传递关系及功率平衡方程2.掌握电磁功率、总机械功率和转子铜耗间的关系3.掌握转矩平衡方程以及电磁转矩与电磁功率和总机械功率之间的关系4.掌握异步电动机电磁转矩三种表达式和机械特性5.熟悉异步电动机的运行特性及其特点本章基本要求异步电动机的功率、转矩和运行特性异步电动机的功率关系异步电动机的转矩关系三相异步电动机的工作特性主要内容异步电动机的功率、转矩和运行特性异步电动机的功率、转矩和运行特性主磁场:能量传递的媒介无功漏磁场：电抗压降不参与机电能量转换内部损耗有功机械能实现机电能量转换热能17.1异步电动机的功率关系异步电动机的功率、转矩和运行特性

T型等效电路表示的功率平衡关系异步电动机的功率、转矩和运行特性功率表达式名称符号计算公式输入电功率

P1

定子绕组铜耗

pCu1

pCu1=m1I12r1

铁耗

Pfe

pFe=m1Im2rm，正常运行时，异步电动机的转速接近同步转速，转子电流频率很低(0.5～2)Hz，转子铁耗可以忽略，因此异步电动机的铁耗可近似认为等于定子铁耗。电磁功率

PM

PM=P1-pCu1-pFe=pCu2+PΩ=m2I22r2/s

=m1I2’2r2’/s借助于气隙中旋转磁场由定子传递给转子的功率转子绕组铜耗pCu2

pCu2=m2I22r2

=m1I2’2r2’=sPM异步电动机的功率、转矩和运行特性功率表达式名称符号计算公式总机械功率

PΩ

PΩ=m2I22r2(1-s)／s

=m1I2′2r2′(1-s)／s=

(1-s)PM机械损耗

pm包括轴承摩擦损耗和通风损耗，主要与转速有关附加损耗

pad

定、转子开槽和谐波磁动势产生。难以准确计算，通常估算约为电机额定功率的0.5%～3%。输出机械功率P2

P2=PΩ-(pm+pad)=

P1

-pCu1-pFe-pCu2-pm-pad

转子轴上输出的机械功率异步电动机的功率、转矩和运行特性功率流程图几个重要的关系式P1(电)PMP2(机)pcu1pFepcu2pm+pad

P

异步电动机的功率、转矩和运行特性小结从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分（sPM）变为转子铜损耗，绝大部分(1-s)PM转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。起动瞬间，pCu2=PM，电磁功率全部转为转子铜耗。效率

η=(P2／P1)×100％

17.2异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性一、转矩关系异步电机作为电动机运行时，从电网吸取电能转换为轴上的机械能，能量的转换是通过气隙磁场与转子电流相互作用产生电磁转矩而实现的。即：或T2——负载转矩，电动机轴上的输出机械转矩TM——电磁转矩T0=Tm+Tad——空载制动转矩Tm——机械损耗转矩；Tad——附加损耗转矩；异步电动机的功率、转矩和运行特性电磁转矩机械运动角速度旋转磁场运动角速度电磁转矩从转子方面看，它等于总机械功率除以转子机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以定子旋转磁场的同步机械角速度。异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式阐述产生电磁转矩的根本原因；分析直接与电磁转矩相关的物理量。磁动势表示的电磁转矩异步电动机的功率、转矩和运行特性异步电动机的功率、转矩和运行特性异步电动机的功率、转矩和运行特性CM′是与电机结构有关的常数异步电机的电磁转矩是两个磁动势相互作用的结果；它们极对数相等，其轴线在空间不重合，即空间夹角不等于零度或180º。异步电动机的功率、转矩和运行特性CM