第十七章--异步电动机的功率、转矩和运行特性(动画)ppt课件.ppt

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1、第十七章第十七章 异步电动机的功率、异步电动机的功率、 转矩和运行特性转矩和运行特性重点重点第十七章第十七章 异步电动机的功率、异步电动机的功率、 转矩和运行特性转矩和运行特性本章基本要求：本章基本要求：(1)掌握异步电动机的功率和转矩守衡关系；(2)理解异步电动机中电磁转矩的各种表达形式以及使用方法；(3)掌握异步电动机的机械特性 ；(4)熟悉异步电动机的运行性能 。 17-1异步电动机的功率异步电动机的功率111 11cosPmU I211 11cupm I r21Fem mpm I r1212cufecumadMpppPppPPP（电）（机）112122MPm E Im E I221 2

2、2cupm I r17-1异步电动机的功率异步电动机的功率 11cuFeMPppP2McuPpP2madPppP12221222221 2MPmE IrmIjxIsrm Is21 222221 221 22211 McusPm Irrssm I rm IrspP221 22cupm I r 21 221sPm Irs2(1)cuMMpsPPs P称为总机械功率的等效电阻。21srs17-1异步电动机的功率异步电动机的功率 n例题：例题：一台三相异步电动机运行时， ， 定子总损耗 ，s0.03，计算总的机械功率和转子铜耗。n解： 160PkW11cuFeppkW11()60 159McuFePP

3、ppkW (1)(1 0.03) 5957.23MPs PkW20.03 591.77cuMpsPkW17-2 异步电动机的转矩关系异步电动机的转矩关系n一、转矩平衡一、转矩平衡n 转子机械角速度 n 同步机械角速度2madPppP2madppPP2MoTTT22PT 0madppT11(1)12216060MMMMPs PPPsTnns260n 1112260nfp 17-2 异步电动机的转矩关系异步电动机的转矩关系n二、二、 电磁转矩的基本表达式（物理表达式）电磁转矩的基本表达式（物理表达式） 2122221( 2)cos2WmmfW kIfp2222222111cos22MMPm E I

4、m E ITfpfp21221224.44 2wmwmEf w kf w k2222WMm pW kC22cosMMmTCI转矩系数结论：电磁转矩结论：电磁转矩是由气隙磁场气隙磁场与转子的有功电流转子的有功电流 相互作用产生的。17-2 异步电动机的转矩关系异步电动机的转矩关系n三、电磁转矩的参数表达式和机械特性曲线三、电磁转矩的参数表达式和机械特性曲线12222112()UIrrCxCxs2122112MMPpmrTIfs三、电磁转矩的参数表达式三、电磁转矩的参数表达式n 参数表达式 n 曲线机械特性曲线221122211122()() Mrm pUsTrfrCxCxsMTs三、电磁转矩的参

5、数表达式三、电磁转矩的参数表达式1、最大电磁转矩、最大电磁转矩 maxMT0dsdTM222112()mCrsrxCx 211max22111124()Mm pUTf crrxCx 221122211122()() Mrm pUsTrfrCxCxs临界转差率n：电动机状态 ；：发电机状态1、最大电磁转矩、最大电磁转矩 222112()mCrsrxCx 211max22111124()Mm pUTf crrxCx 2max1MTU （1） 的影响：1U讨论：讨论：121Urf、 、 的影响，电机运行的稳定性1 msU与无关1、最大电磁转矩、最大电磁转矩讨论：讨论：222112()mCrsrxCx

6、 211max22111124()Mm pUTf crrxCx （2） 的影响： 2r2msr对绕线式电机，可在转子回路对绕线式电机，可在转子回路串附加电阻来改变转子电阻。串附加电阻来改变转子电阻。 2rmaxMT与 无关。1、最大电磁转矩、最大电磁转矩 讨论：讨论：211max22111124()Mm pUTf crrxCx 222112()mCrsrxCx (3) 的影响：1fmax211MTf11msf，近似地 1、最大电磁转矩、最大电磁转矩 （4）电机运行的稳定性）电机运行的稳定性MLdTdTdsdsms是电机稳定运行与不稳定运行的分界点， 称临界转差率临界转差率。电机稳定运行的条件：

7、电机稳定运行的条件： 1、最大电磁转矩、最大电磁转矩n过载能力过载能力 ：n表示电机可以过载的倍数。n一般异步电动机为1.82.5；供起重和冶金机械用的电机为2.73.7。maxMmNTkT三、电磁转矩的参数表达式三、电磁转矩的参数表达式 n2最初起动转矩最初起动转矩 （s=1）stT221122211122()() Mrm pUsTrfrCxCxs211222112122()() stm pU rTfrcrxcx2最初起动转矩（最初起动转矩（s=1）n讨论：讨论：21stTU211222112122()() stm pU rTfrCrxCx1121Ufr、 、 的影响（1） 的影响：1U (

8、2) 的影响：1f211stTf近似地，2最初起动转矩（最初起动转矩（s=1）对绕线式异步电动机，可在转子回路串附加电阻提高起动转矩，一般 2strT1ms ，stT 达到最大转矩。222112()1()stmC rRsrxcx221122()strxcxRrC（3） 的影响：的影响： 2r2最初起动转矩（最初起动转矩（s=1）（4）最初起动转矩倍数最初起动转矩倍数 ：n电机要想带负载运行起来，其拖动转矩负载转矩，所以1stk NststTTk12stk n一般电机2.84stk 供起重和冶金机械用的电机17-2 异步电动机的转矩关系异步电动机的转矩关系实际使用时，一些参数不知，在产品目录中可

9、以查到 、 和 。NPNnmk221122211122()() Mrm pUsTrfrCxCxs222111122221122()2Mkkkkrm pUm pUsTsxrrfxf xssxr四、电磁转矩的实用表达式四、电磁转矩的实用表达式1r1C 12kxxx若忽略 ，令 最大电磁转矩的简化表达式：最大电磁转矩的简化表达式：2mkrsx 222112()mCrsrxCx 211max22111124()Mm pUTf crrxCx 211max14Mkm pUTf x 1r1C 12kxxx当忽略 ，令 ， 时，则四、电磁转矩的实用表达式四、电磁转矩的实用表达式2112122Mkkkm pUT

10、sxrf xsxr2mkrsx21112Mmkmm pUTssf xss211max14Mkm pUTf xmax2MmmTssTss 电磁转矩实用表达式电磁转矩实用表达式 四、四、 实用表达式实用表达式n根据 、 和 ，作出 S曲线的步骤：MTNPNnmk(1)NT算：()()9550NNNNNPP kwTN mn2 60NNnmax2MT（）算：NmMTkTmax3ms（）算 ：max21MNmNMmNmTssTkss2(1)mNmmSSkk11NNnnSn4 MTS（ ）作曲线max2MmmTssTssMT17-2 异步电动机的转矩关系异步电动机的转矩关系n重点：重点：（1）电磁转矩的四

11、种表达形式，每一种表达式如何使用；（2）异步电机的机械特性曲线；（3）电机的最大电磁转矩、最初起动转矩与各个物理量和参数之间的关系。n作业：习题28：一、思考题； 二、计算题：2， 3，4习题29：一、思考题； 二、计算题：1，2， 3习题30：一、思考题； 二、计算题：1，2， 3 173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性n定子电压、频率一定时， 1转速特性 2定子电流特性 3. 功率因数特性 4. 转矩特性 5. 效率特性 2()nf P)(21PfI )(cos21Pf)(22PfT )(2Pf173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性1转速特性转速特性2(

12、)nf P1(1)ns n22PI 221 22cupm I r1222cosMPm E I2cuMpsPn ，故173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性n2定子电流特性定子电流特性 )(21PfI 12()mIII 173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性n3. 功率因数特性功率因数特性 )(cos21Pf173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性异步电动机从电网吸收感性无功来激磁，空载时 ，主要为无功电流， 较小；1mII1cos2211cosaaPII；随着负载增加 12222112cosrrsxPnStgIIr在额定负载附近，功率因数最高（

13、s较小）。如果负载173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性n4转矩特性转矩特性 )(22PfT 22260PTn173 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性5.效率特性效率特性n不变损耗= 可变损耗=n当不变损耗=可变损耗时，效率最高。n一般，容量越大，效率越高 。 )(2Pf2212PPPPp12cuFecumadPpppppFemadppp12cucupp本章小结1异步电动机的功率守恒关系。电磁功率、总机械功率、转子铜耗和转差率的关系。2(1)cuMMpsPPs P11cuFeMPppP2McuPpP2madPppP本章小结2电磁转矩的四种表达形式。（1）定义式（2）基本表达式（3）参数表达式（4）实用表达式1MMPPT22cosMMmTCI221122211122()() Mrm pUsTrfrCxCxsmax2MmMmTssTss本章小结3异步电机的机械特性曲线； 电机的最大电磁转矩、最初起动转矩与各个物理量和参数之间的关系。4异步电动机的工作特性。