【文章內(nèi)容簡介】 圖 920 ? ?? ?39。39。1 2 2 239。22039。39。139。 2222 39。 2 39。 239。 39。 2222239。39。12222 39。 2 39。 239。 39。 22222c osc osc osMMTmssP m E IPT C IEEIrxr s xr s rrxr s xT??????? ? ? ??? ??? ???? ??? ????（很大）（很?。┎淮?022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 52 第六節(jié) 異步電機(jī)的機(jī)械特性 二、最大轉(zhuǎn)矩 與 最大轉(zhuǎn)矩 求最大轉(zhuǎn)矩可用 ,由此求得產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率 ：臨界轉(zhuǎn)差率，其中 “ ” 號(hào)，電動(dòng)機(jī)取 “ +” 號(hào)，發(fā)電機(jī)去“ ” 號(hào)。 代入轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，求得最大轉(zhuǎn)矩為 0?dsdT1221 1 221()kcsrxrcx?? ????ks?12211221 1 1 112 ( )mmpTc r r x cUx?? ? ? ???? ? ? ???2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 53 第六節(jié) 異步電機(jī)的機(jī)械特性 由此得到以下幾點(diǎn)結(jié)論： CfCfmmmxxTxxsrCTrsUCSUT??????????11 39。21m a x39。2139。2m a x39。2121m a x1,1.3)(,.2(,.1無關(guān)與無關(guān)）與Nm TTk m a x?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 54 第六節(jié) 異步電機(jī)的機(jī)械特性 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 55 第六節(jié) 異步電機(jī)的機(jī)械特性 三、異步電機(jī) 穩(wěn)定運(yùn)行范圍 電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行條件為 對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， LdTdTd s d s?0,0 ??? sddTsddT L2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 56 第六節(jié) 異步電機(jī)的機(jī)械特性 四、電磁轉(zhuǎn)矩簡化計(jì)算公式 （從略） 1. 對(duì)大型電機(jī) 2. 實(shí)用公式 m a x2kkTTssss??? ? ? ? 955 0260NNNNN NNP W P k WPT ornnn?? ? ?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 57 第七節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 定義 ： ? ? NN ffUUem PfTIn 1111 ,211 ,c os, ?????2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 58 第七節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 （ 1） 轉(zhuǎn)速特性 ： （ 2） 定子電流特性 ： 239。2121 ),(PIIc on s tIIII mm???????? ????? ? NN ffUUPfnD e f 1111 ,2 ???：? ?稍向下傾斜的曲線略有減小，負(fù)載：空載：??????nIPnnI2202 ,0? ? NN ffUUPfID e f 1111 ,21 ???：2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 59 第七節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 （ 3） 功率因數(shù)特性 (*)： ? ? NN ffUUPfD e f 1111 ,21c o s ????：? ? ?? ? ????????????????1221222121c o s,c o sc o s)(????rsxtgsPPPN：＞過載即有功增加，負(fù)載：很小，線圈電機(jī)呈感性空載：2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 60 第七節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 （ 4） 電磁轉(zhuǎn)矩特性 ： ? ? NN ffUUem PfTD e f 1111 ,2 ???：????????????????????)())(,2222020直線略有上翹，（有所減小很大后，當(dāng)直線正常范圍內(nèi)，PTPPPTc o n s tc o n s tTPTTem?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 61 （ 5） 效率特性 ： ? ? 異步電動(dòng)機(jī)的效率為 ? 損耗 ： ? ? P2增加時(shí)，效率上升得很快； ? 當(dāng)不變損耗 =可變損耗時(shí) ,效率達(dá)到最大值； ? 隨后負(fù)載繼續(xù)增加，可變損耗增加很快，效率就要降低。 ? 電動(dòng)機(jī)容量越大 ,效率就愈高 . ????????? ppppP PP pCuFeCu 21221?? ? NN ffUUPfD e f 1111 ,2 ????：????pppppcucum e cFe,: 2,1,可變損耗不變損耗：第七節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 62 第十章 三相異步電機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速 第一節(jié) 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 第四節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 第五節(jié) 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 63 第一節(jié) 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 定義 ： 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的整個(gè)過程，它包括最初起動(dòng)狀態(tài)和加速過程。 主要指標(biāo) ： 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 希望 ： 起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 實(shí)際 ： 起動(dòng)電流大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大 （不宜說起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小） 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 64 第一節(jié) 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 起動(dòng)時(shí) ，定子電流很大 （額定電流的 5~7倍） 最初起動(dòng)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很?。? 所以轉(zhuǎn)矩不大： 本節(jié)內(nèi)容 ：怎樣盡可能使：起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 0,1 ?? ns22122111)()( xxrrUIst ??????22222c os xrrst ??????22122122111)()( xxrrrUpmTst ?????????2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 65 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 * 異步電機(jī)的氣隙中除了存在基波磁場之外，還有一系 列 諧波磁場 ，這些諧波磁場對(duì)電機(jī)有多方面的影響。 一、異步電機(jī)的 高次空間諧波磁場 產(chǎn)生的主要原因 繞組分布非正弦 引起的諧波磁場 (1) 實(shí)際磁勢 階梯分布 ，含有諧波，其中 7次較強(qiáng) (2) 高次諧波中， 次較強(qiáng)，因其與基波繞組系統(tǒng)相同。諧波可寫成與定子齒數(shù)有關(guān)的諧波，故常稱為 定子繞組齒諧波 。 12 ?mqk2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 66 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 * ２、定、轉(zhuǎn)子 齒槽 存在引起磁導(dǎo)齒諧波 定、轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圈和外圈上有齒槽存在，引起氣隙磁導(dǎo)不均 勻，面對(duì) 齒部磁導(dǎo)較大 ，面對(duì)槽口磁導(dǎo)較小，即使氣隙磁動(dòng)勢按正 弦分布，由于齒槽磁導(dǎo)變化也會(huì)引起諧波磁場，為與繞組諧波相區(qū) 別，稱由磁導(dǎo)變化引起的諧波為 磁導(dǎo)齒諧波 。 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 67 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 * 二、高次諧波磁場產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩及其 對(duì)起動(dòng)的影響 由高次諧波磁場所產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩，按性質(zhì)可分為異步附加轉(zhuǎn) 距和同步附加轉(zhuǎn)矩。 １、 異步附加轉(zhuǎn)矩 ? 異步電機(jī)是由 定子旋轉(zhuǎn)磁場 與由該磁場感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)子磁場 相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，其中只有 極對(duì)數(shù)相同 的那些磁場 才會(huì)產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩 。 ? 異步谷 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 68 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 * ２、 同步附加轉(zhuǎn)矩 ? 同步附加轉(zhuǎn)矩是由 獨(dú)立電源 的 極對(duì)數(shù)相同 的兩個(gè)磁場，以相同轉(zhuǎn)速且同方向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。如果不是同步旋轉(zhuǎn)，其平均轉(zhuǎn)矩等于零。 ? 如：定、轉(zhuǎn)子齒諧波獨(dú)立，有可能形成同步附加轉(zhuǎn)矩 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 69 第二節(jié) 諧波轉(zhuǎn)矩及其對(duì)起動(dòng)的影響 * 三、削弱和消除附加諧波轉(zhuǎn)矩的 措施 （１）繞組采用 分布 和適當(dāng) 短距 以減弱繞組諧波磁場，特別是對(duì)７ 次諧波和５次諧波。 （２） 斜槽 是削弱齒諧波作用的一個(gè)有效方法。 （３）選擇合理的定、轉(zhuǎn)子 槽配合 ，可消除或削弱齒諧波轉(zhuǎn)矩。 （４） 減少氣隙磁導(dǎo)變化 削弱磁導(dǎo)齒諧波，如定、轉(zhuǎn)子采用半閉口 槽，小電機(jī)轉(zhuǎn)子用閉口槽等。 （５） 增大氣隙 能有效地削弱高次諧波和齒諧波磁場，隨之減少附加轉(zhuǎn)矩，但是增大氣隙使勵(lì)磁電流增加，功率因數(shù)下降， 一般不采用 。 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 70 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)采用什么起動(dòng)方法，需要看供電系統(tǒng)的容量、 負(fù)載的性質(zhì)以及用戶對(duì)起動(dòng)的要求而定。 就 負(fù)載 情況而言，可歸納為以下三種典型情況： ? 重載 起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)有比較大的阻力距； ? 輕載或空載 起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)阻力距很小； ? 風(fēng)機(jī)類負(fù)載 ：負(fù)載起動(dòng)時(shí)最初時(shí)阻力距很小，隨轉(zhuǎn)速上升，負(fù)載轉(zhuǎn)矩幾乎按轉(zhuǎn)速平方上升。 三種典型負(fù)載起動(dòng)特性 0 s T 1 2 3 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 71 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) ? 一、 直接起動(dòng) ? 把全部電源電壓直接加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組，也稱全壓起動(dòng)。 ? 主要問題：起動(dòng)電流較大，造成電網(wǎng)電壓下降，影響其它用電設(shè)備 ? 一般規(guī)定，異步電動(dòng)機(jī)的功率低于 。如果功率大于 ， 而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求者，電動(dòng)機(jī)也允許直接起動(dòng) ? 簡單估算： S電機(jī) (~)S變壓器 ,可以直接起動(dòng) ? ?? ? ???????????AkVAkVIIKNstI 起動(dòng)電機(jī)容量電源總?cè)萘?41112022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 72 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) ? 二、 電阻減壓 或 電抗減壓 起動(dòng) ? 在電源端串入電阻、或電抗 ? 串電阻：損耗增加 ? 串電抗：起動(dòng)功率因數(shù)更低 11 211ststIUUTU? ????? ? ? ??2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 73 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 三、 自耦變壓器 起動(dòng) ? 對(duì)自耦變壓器（ Tr）： 設(shè)變比為 k, 則： 112122211212UWk U U kUWIWk I I kIW? ? ? ??? ????? ? ? ??? ???2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 74 第三節(jié) 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) ? 對(duì)電機(jī)： ? 直接起動(dòng)時(shí)：電壓 U1， 電流 Ist， 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 Tst ? 經(jīng) Tr后，電壓： U2＝ U1/k ? 加在電機(jī)上，電機(jī)電流正比減小，為 ? 該電流再經(jīng) Tr,其原方電路再降 k倍，即為：