【正文】 輸出功率 P2的關(guān)系。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 四、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式 ssssTTmmm a xem?? 2 工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。從表達(dá)式上可以看出 ,最大電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子每相電阻值無(wú)關(guān)，即轉(zhuǎn)子串入電阻后， Tm 不變。而最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率 Sm 不變。 TKNsT TTK ?TK淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三、人為機(jī)械特性： 從機(jī)械特性表達(dá)式上可以看出：可以通過改變一些參數(shù)使得特性曲線更滿足用戶的需要 ,這樣就得到了異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性曲線。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) :起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值，用 表示，即： 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，只有 TS 大于 (～ )倍的負(fù)載轉(zhuǎn)矩才可以順利起動(dòng)。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 對(duì)應(yīng) n =0， S =1的電磁轉(zhuǎn)矩，用 Ts 表示。 21r ? ?221 ?? xx ??)()(232121221121?????xxrsxxfpUTmm?????????淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 過載倍數(shù) ： 最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值，或稱最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，用 λ表示。A點(diǎn)， n = n 1 ， T =0,為理想空載運(yùn)行點(diǎn)； C點(diǎn)是電磁轉(zhuǎn)矩最大點(diǎn)， D點(diǎn) n =0，轉(zhuǎn)矩為 TS，為起動(dòng)點(diǎn)（見圖 ）。 （ 2）在 S＜ 0范圍內(nèi)， n＞ n 1 ，特性在第 Ⅱ 象限，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，是制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，電磁功率也是負(fù)值，是 發(fā)電狀態(tài) ，機(jī)械特性在 S＜ 0 和 S＞ 0 兩個(gè)范圍內(nèi)近似對(duì)稱。 二、固有機(jī)械特性 : 固有機(jī)械特性曲線 : 固有機(jī)械特性曲線 從圖上可以看出相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性不是一條直線，它具有以下特點(diǎn)： （ 1）在 0≤S≤1，即 n 1＜ n≤0 的范圍內(nèi)，特性在第 Ⅰ 象限，電磁轉(zhuǎn)矩 T 和轉(zhuǎn)速 n 都為正，從正方向規(guī)定判斷， T 與 n 同方向。固定 U f1 及阻抗等參數(shù)，畫成曲線便為 T－ s曲線。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 （或轉(zhuǎn)差率 ）之間的函數(shù)關(guān)系。 異步電動(dòng)機(jī)時(shí) 空相量圖 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩 一、功率關(guān)系 : 三相異步電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速 n穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，從電源輸入的電功率為： 定子銅損耗為 : 1111 c o s3 ?IUP ?1211 3 rIp Cu ?mFeFe rIpp 201 3?? 正常情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近與同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子回路鐵耗很小，可忽略，因此只計(jì)定子回路的鐵耗： 從等值電路看，傳輸給轉(zhuǎn)子回路的電磁功率等于轉(zhuǎn)子回路全部電阻的消耗。但是，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速 n＝ 0（ s=1），這時(shí)定子電壓全部降落在定、轉(zhuǎn)子的漏阻抗上，已知定、轉(zhuǎn)子漏阻抗 ，這樣，定、轉(zhuǎn)子漏阻抗上的電壓降近似為定子電壓一半左右。這時(shí)定子邊的功率因數(shù) COS 也比較高，可達(dá) ～ . 1?2??s 2r? 2r?淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 由于異步電動(dòng)機(jī)定子漏阻抗不大 ,異步電動(dòng)機(jī)從空載到額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于定于電壓不變，主磁通 Φ1基本上也是固定的數(shù)值。 2)1( rs s?2r?2I?? 異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率 s很小， /s趨于 ∞ ，電流 可認(rèn)為等于零 ,這時(shí)定子電流就是勵(lì)磁電流 ,電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)很低。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 再考慮把轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)以及繞組系數(shù)都折合到定子邊，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式 則變?yōu)椋? )( 2222 ?xjsrIE ?????? ??22222 2242 IpkNmF N?? 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路進(jìn)行了頻率折合后， 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的幅值 可寫成 : 再考慮轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)折合，又可寫成 : 2112 22423 IpkNF N ??? 這樣一來，由定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)系 又可得到 : 021 FFF ??? ??021 III ??? ???淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 五、基本方程式、等值電路和時(shí) 空相量圖 : 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的基本方程式 與異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路并把轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)時(shí)相比較，在基本方程式中，只有轉(zhuǎn)子繞組回路的電壓方程式有所差別，其他幾個(gè)方程式都一樣。 rssrsr ??? 此時(shí)，轉(zhuǎn)子電路雖然經(jīng)過這種變換，但是從定子邊看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)并沒有發(fā)現(xiàn)任何不同，兩個(gè)情況下產(chǎn)生的磁通勢(shì)的幅值大小是完全一樣的，這就是轉(zhuǎn)子電路的頻率折算，即：把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際頻率為f2的電路，變成了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、頻率為 f1的電路。139。 sR2 而把上式得到的電阻的形式再進(jìn)行變形，分解成 ， 很明顯和轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)相比，轉(zhuǎn)子側(cè)多了一個(gè)電阻。即 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 四、轉(zhuǎn)子繞組頻率的折合 : 通過對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的分析可知 ,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后 ,轉(zhuǎn)子頻率的大小僅僅影響轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速 ,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)為同步轉(zhuǎn)速 ,與轉(zhuǎn)子電流的頻率無(wú)關(guān) ,另外 ,定轉(zhuǎn)子之間是通過磁動(dòng)勢(shì)相聯(lián)系的 ,所以只要保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小不變 ,至于電流的頻率是多少無(wú)所謂 .根據(jù)這個(gè)概念 ,我們對(duì)下式進(jìn)行變換 : 2n?? 2222222 j sxrEsjxrEIsss ???????2222 IjxsrE ?? ?? ?srxar ct grsxrxar ct g s2222222 a r g???? ??? 同時(shí)，在頻率變換的過程中，除了電流有效值保持不變外，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角也沒有發(fā)生任何變化。 （ 3） 轉(zhuǎn)速 ：相對(duì)與定子繞組而言，定子磁動(dòng)勢(shì) 的轉(zhuǎn)為 ，而轉(zhuǎn)子我們分開看，首先轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 ，而轉(zhuǎn)子本身又是以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)，為此站在定子上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速則為 于是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為： 1F? 1n2nnn ?2nsnnn ??? 121111 nnnnnn ????0F?021 FFF ??? ?? 可見，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和定子磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速在空間總是等于同步轉(zhuǎn)速，始終保持相對(duì)靜止，即 定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)！所以，感應(yīng)電機(jī)在任何異步轉(zhuǎn)速下均能產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 合成磁動(dòng)勢(shì)： （ 1） 幅值 ：關(guān)于定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的幅值，不因站在定子上看而有什么改變，仍為前面分析的結(jié)果。 定子磁動(dòng)勢(shì) ： 同前 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) ： （ 1） 幅值 ： 1F?2F?sN IpkNF2222 22423?? （ 2） 轉(zhuǎn)向 ：由于現(xiàn)在的氣隙磁場(chǎng)在切割轉(zhuǎn)子繞組時(shí)僅是切割速度發(fā)生了變化，而它的旋轉(zhuǎn)方向并沒有發(fā)生改變，所以此時(shí)是以 的速度沿逆時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子繞組，因此產(chǎn)生電流的相序仍然是 ， 由轉(zhuǎn)子電流入產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向，相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組而言，仍為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子漏抗 是對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子頻率時(shí)的漏電抗。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 四、基本方程式、等值電路和相量圖： 整理可得 基本方程式 為： )( 11111 ?jxrIEU ???? ???)(01 mm jxrIE ??? ??021222221)(IIIxjrIEEE???????????????????由此可畫出其 等值電路、相量圖 為： 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系 一、轉(zhuǎn)差率 ： 當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙磁場(chǎng)不再以同步轉(zhuǎn)速 切割轉(zhuǎn)子繞組，同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間有一個(gè)同方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即此時(shí)的氣隙磁場(chǎng)是以一個(gè) 切割轉(zhuǎn)子繞組： n 1nnn ?111nnns ??s是一個(gè)沒有量綱的數(shù)，它的大小也能反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速?！眮肀硎尽? 經(jīng)過折算，從表面上看，好像定、轉(zhuǎn)子之間真的在電路上有了聯(lián)系。 根據(jù)定、轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)的關(guān)系： 可以寫成 021 FFF ??? ??2222111224222423 IpkNmIpkN NN ???? ? 01122423 IpkN N ???淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 可得： 2112222224232242 IpkNIpkNm NN ?? ????令 2111112242322423 IpkNIpkN NN ?? ???? 01122423 IpkN N ???021 III ??? ???可簡(jiǎn)化為： 而折算前后的電流的關(guān)系為： 211222213 IkIkNkNmIiNN ??? ???eNNi kmkNmkNIIk22221122 33 ????稱為 電流變比 。 1N 1Nk 但是關(guān)鍵的一點(diǎn)是：要保證轉(zhuǎn)子側(cè)在折算前后對(duì)整個(gè)磁場(chǎng)的影響不能發(fā)生改變，即折算前后轉(zhuǎn)子的總視在功率、有功功率、轉(zhuǎn)子的銅耗和漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能均保持不變。由于這種情況下定子磁動(dòng)勢(shì)已變?yōu)? 了，定子繞組里的電流也就變?yōu)? 了。 根據(jù)定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)合成關(guān)系，有： 或改寫成： 2?12 ff ? 2?021 FFF ??? ?? 可見，當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)電流不為零時(shí)，它也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)，而此時(shí)定子側(cè)的磁動(dòng)勢(shì)此時(shí)變成了 ，這就可以認(rèn)為定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)里包含著兩個(gè)分量：一個(gè)分量是大小等于 ，而方向與 相反，用 表示，它的作用是抵消轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁通的影響；另一個(gè)分量就是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) 。 轉(zhuǎn)子相電流為 : 2222222 )(0 zIEjxrIE ???? ????? ??222 jxrz ??2222222222???jexrEjxrEI ???????淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 222 rxa r c t g ?? ? 式中： 為轉(zhuǎn)子繞組回路的功率因數(shù)角。在異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙里主磁通的卻是旋轉(zhuǎn)的，它對(duì)應(yīng)的磁密波沿氣隙圓周方向是正弦分布的，以同步轉(zhuǎn)速相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)， 表示氣隙里每極的磁通量。主磁通 在定、轉(zhuǎn)子相繞組里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 和 。 既然它們是同步旋轉(zhuǎn)，又作用在同一個(gè)磁路上，把它們按向量的關(guān)系加起來，得到合成的磁動(dòng)勢(shì)仍用 表示。 11226060 npfpfn ???2I?淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 可見，轉(zhuǎn)子繞組短路的三相異步電機(jī)，作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)有兩個(gè)：一為定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；一為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系