华北电力大学电机学87讲异步电机(5)功率转矩和运行特性ppt课件.ppt

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1、第十七章异步电动机的功率、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第三篇 异步电机异步电机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之间的关系3. 掌握转距平衡方程以及电磁转距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距的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主磁场:能量传递的媒介能量传递的媒介无功无功漏

2、磁场：电抗压降漏磁场：电抗压降不参与不参与机电能机电能量转换量转换内部损耗内部损耗有功有功机械能机械能实现机电实现机电能量转换能量转换热能热能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1r1jx2r2jx21rss1U1ImI2Imrmjx11cupm1Fepm21cupm1Pm1MPm11P ml T型等效电路表示的功率平衡关系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l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，在正常运行时，异步电动机的转速接近同步转速，转子电流频率

3、很低(0.52)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+P =m2I22r2s =m1I22r2s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 =m1I22r2 = sPM111 11cosPm U I17.1 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l功率表达式名称符号计算公式总机械损耗P P=m2I22r2(1-s)s =m1I22r2(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

4、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=P -(pm+pad )= P1 -pCu1 -pFe-pCu2-pm-pad 转子轴上输出的机械功率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l功率流程图几个重要的关系式2Cu22122212Cu2;(1)(1)(1)MMprPm Isss rsPm Is PpssP1(电)PMP2 (机)pcu1pFepcu2pm+ pad P PM： pcu2 ：P=1：s：(1-s)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l小结从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部

5、分（s）变为转子铜损耗，绝大部分（1s）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。l效率 =(P2P1)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l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。l旋转体的转矩等于旋转体的机械功率除以它的机械角速度。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 在式 的两边同时除以机械角速度 得：2mad()PP

6、pp602 nmad2ppPP即即：2M0TTTM20TTT或或T2负载转矩，电动机轴上的输出机械转矩TM电磁转矩Tm机械损耗转矩；Tad附加损耗转矩；T0=Tm+Tad空载制动转矩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MMM11(1)(1)Ps PPTs电磁转矩电磁转矩1112222606060 160MMMMs PPPPPPnnnns机械运动角速度旋转磁场运动角速度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

7、度。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。l磁动势表示的电磁转矩M1M22211cosPmTE I 211w1m2Ef w k 1w11224222w kmFIp2211w12pFIm w k 17.2 异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l磁动势表示的电磁转矩12M11w1m2111w12m22( 2)()cos22 cos2pmpFTf w kfm w kpF222cossin(90)sin17.2 异步电动机的转矩关系异步电动

8、机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l磁动势表示的电磁转矩2Mm22sin2TpFm2112sinsinFFm00FBH0mm22DlDBlFpp200Mm22m22()sinsin22DlDlpTpFFF Fp 0M1212sin2DlpTFF 17.2 异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l磁动势表示的电磁转矩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180。17.2 异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l电流表示

9、的电磁转矩111w1m221222M1111w1m22Mm22( 2)coscos2 =coscos2mf w kIm E ITfpm pw kICI 11w1M=2m pwkCCM是与电机结构有关的常数17.2 异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l电流表示的电磁转矩212w1m222222M1122w1m22Mm22( 2)coscos2 =coscos2mf w kIm E ITfpm pw kICI22w1M=2m pw kCCM是与电机结构有关的常数17.2 异步电动机的转矩关系异步电动机的功率、转矩和运行特性二、电磁转矩的基本（物理）表达式l小结三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的有功分量 相互作用产生的。其大小与主磁通和转子电流的有功分量成正比。常用于分析和解释问题。m22cosI