第五章 三相异步电机的的电力拖动运行td

第一节：三相异步电动机的机械特性 第二节：三相异步电动机的启动 第三节：三相异步电动机的制动 第四节：三相异步电动机的调速

重点：三相异步电动机的机械特性 起动 制动 调速

第一节 三相异步电动机的 机械特性重点：机械特性的实用表达式 机械特性的特殊点 各种人为机械特性的特点

机械特性： n=f(Tem)或s=f(Tem)一、机械特性表达式(一)机械特性的物理表达式Tem CT I cos 2' m 2' I2 ' E2 ' '2 ( R2 / s) 2 X 2 ' R2 /s ' '2 ( R2 / s) 2 X 2

3 pN1k w1 CT 2

cos 2

1.电磁转矩Tem与转子电流I2’两者的关系电磁转矩Tem与转子电 流I2’不成正比关系 Tem与I2’ cos 2成正比 s=1,n=0,I2’很大， cos 2低，Tem较小 n ,I2’减小很慢， cos 2增加较快， Tem增加 2.最大转矩Tm

(二)机械特性的参数表达式机械特性的参数表达式Tem pm1 U R /s ' ' 2 2 f1 ( R1 R2 / s) ( X 1 X 2 )' 2 '2 1 2 ' 2

式中R1,R ,X 1,X 2不变

U1,f1,p不变 作出s f (Tem )或Tem f(n)

0 s 1 的区间：Tem s的变化规律

s很小时， R / s R1,X 1、X 2' 2 '

I ' 2

E' 2

' 2 2 '2 2

( R / s) X' 2

sE ' s R2cos 2 R /s ( R / s) X' 2 2 '2 2 ' 2

1

pm1 U R /s Tem ' ' 2 2 f1 ( R1 R2 / s) ( X 1 X 2 )pm1 U R / s pm U s s 2 2 f1 ( R / s) 2 f1 R∴s很小时，2 ' 1 2 ' 2 2 1 ' 2

2 1 2

' 2

随s↗→Tem↗→Tem-s近似一直线

R ' s较大时 : X 2、X 1 s ' ' E2 E2 ' I2 ' C ' 2 '2 ( R2 / s ) X 2 X 2cos 2 ' R2 /s ' '2 ( R2 / s) 2 X 2 ' R2 1 ' sX 2 s

' 2

Tem

' pm1 U12 R2 /s ' 2 ' 2 2 f1 ( R1 R2 / s) ( X 1 X 2 )' pm1 U12 R2 /s 1 ' 2 f1 ( X 1 X 2 ) s

1 s较大时 s T s em

Tem与s成双曲线关系Tem

0 SN

Sm 1 S 稳定运行区不稳定运行区

Tst

TN

Tmax

n与Tem的关系如图

1.同步转速点H 理想空载转速 n=n1,Tem=0, I2=0,I1=I0

2.最大转矩点P 令 dTem 0 ds ' ' R R2 2 sm ' 2 ' 2 X 1 X 2 R1 ( X 1 X 2 )

sm : 临界转差率 2 m1 p U1 Tm ' 2 4 f1 [ R1 R12 ( X 1 X ) 2mp U12 ' 2 4 f1 ( X 1 X ) 2

( 1 )Tm U' 2

2 1 ' 2

(2)Tm与R 无关，但 sm R

R 越大 sm越大' 2

(3)当忽略 R1时f T U1 2 Tm ( ) f1

1

m

KT过载倍数，

Tm KT TN

主要技术指标，一般KT=1.8~2.2

3.起动转矩点A

s=1→Tem=Tst2 1 ' 2

pm U R Tst ' 2 ' 2 2 f1 ( R1 R2 ) ( X 1 X 2 )(1)当f1 与参数一定时：

Tst U' 2

2 1

(2)Tst 与R 有关，当 R ( X 1 X 2 )时' 2 '

Tst Tm

Tst k st TN

kst:起动转矩

倍数 约0.8~1.3 当Tst>T2时，电机才能起动

4.额定工作点B s=sN→Tem=TN 5.稳定运行区域 (1)转差率(0~sm)区域：Tem∝s s↗→n↘→Tem↗电机可稳定运行 (2)转差率(sm~1)区域： Tem∝1/s,s↗→n↘→Tem↘ 只有少数负载可在此区域稳定运行

(三)机械特性的实用表达式pm1 U R /s Tem ' 2 ' 2 2 f1 ( R2 / s) ( X 1 X 2 )pm1 U Tm ' 2 f1 2( X 1 X 2 )Tem Tm 2 X 1 X 2 R /s ' ' X 1 X 2 R2 /s' 2 '

2 1

' 2

2 1

2 sm s s sm