1、將公式中各量的計(jì)算式代入電磁轉(zhuǎn)矩公式，即可得到電磁轉(zhuǎn)矩的另一種表達(dá)形式：,電磁轉(zhuǎn)矩T正比電源電壓U12 的平方，反映了電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩在負(fù)載不變情況下，其大小取決于電源電壓的高低。但這并不意味電動(dòng)機(jī)的工作電壓越高，電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的電磁轉(zhuǎn)矩就越大。,上式說(shuō)明，只要電機(jī)參數(shù)不發(fā)生變化，電磁轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載運(yùn)行時(shí)，輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩的大小，實(shí)際上決定于來(lái)自于電動(dòng)機(jī)軸上負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的大小。換言之，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩T等于負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)在某一速度下穩(wěn)定運(yùn)行；若TTL，電動(dòng)機(jī)就會(huì)加速運(yùn)行；若TTL，電動(dòng)機(jī)則要減速運(yùn)行直至停轉(zhuǎn)。,異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩特性,電磁轉(zhuǎn)矩有三個(gè)重要值，分別為：,n=0,n=n0

2、,根據(jù)公式,可得異步機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性曲線：,最大電磁轉(zhuǎn)矩,對(duì)應(yīng)最大電磁轉(zhuǎn)矩的臨界轉(zhuǎn)差率。,(1)額定轉(zhuǎn)矩TN,電動(dòng)機(jī)額定電壓下以額定轉(zhuǎn)速nN運(yùn),功率單位若為W時(shí)，9550改為9.55,行，輸出額定機(jī)械功率 PN時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上對(duì)應(yīng)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩為額定電磁轉(zhuǎn)矩TN。,最大轉(zhuǎn)矩反映了電動(dòng)機(jī)帶最大負(fù)載的性能，我們把它與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，即：,最大電磁轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩,(2)最大轉(zhuǎn)矩TM,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反映了異步機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)的性能。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩之比稱作電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力，即：,(3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,m通常在1.62.0之間。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)了最大轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)。,st通常在1

3、.41.8之間。如果電機(jī)的起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩Tst小于電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)將無(wú)法起動(dòng)。,2. 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,機(jī)械特性曲線,額定工作點(diǎn),N,Tst,額定轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在AB段，其電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。,A,B,C,機(jī)械特性曲線可分為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)AB段和非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)BC段兩部分。,電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) TL=TN。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，TLTN動(dòng)力小于阻力 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)被破壞轉(zhuǎn)速 n下降轉(zhuǎn)差率s上升轉(zhuǎn)子電路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加電流I2增大定子電流I1隨之增大電磁轉(zhuǎn)矩T增大至T當(dāng)T =TL時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速重新穩(wěn)定在n上，此時(shí)nn。特性曲線的N點(diǎn)向右移。,顯然，把

4、轉(zhuǎn)矩特性曲線旋轉(zhuǎn)90后即可得到機(jī)械特性曲線。,額定轉(zhuǎn)速,最大電磁轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩,分析,電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在 TL=TN。當(dāng)負(fù)載減少時(shí)，TLn。沿特性曲線左移。,N,N,為什么增加三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載時(shí)，定子電流會(huì)隨之增加 ？,你會(huì)做嗎？,檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果,復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩,一、轉(zhuǎn)速：1，同步轉(zhuǎn)速 n0=60f/p 2，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n1=n0 (1-s) 二、轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩T=CTU12sR2/R22+(sX20)2 1 額定轉(zhuǎn)矩 TN=9550PN/nN 2 最大轉(zhuǎn)矩Tm 當(dāng)sm=R2/X20時(shí)，Tm=CTU12/(2X20) 過(guò)載能力m=Tm/TN 3 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 當(dāng)s=1時(shí)，T=CTU12R2/

5、(R22+X202) 起動(dòng)能力 Kst=Tst/ TN 三、轉(zhuǎn)矩特性： 1 當(dāng) U1TI2ESn 2 當(dāng) fn s E I2 T I1 機(jī)械特性： 當(dāng)TLnsE I2 I1 ,例題,有兩臺(tái)功率和額定電壓都相同的三相異步電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)的額定功率是7.5KW，額定電壓380V，nN=955r/min，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)nN=1450r/min，分別求它們的額定轉(zhuǎn)矩。,1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),或電機(jī)容量在10kW以下，并且小于供電變壓器容量的20,異步電動(dòng)機(jī)通電后，從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程稱為起動(dòng)。,全壓起動(dòng)也叫做直接起動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單；,缺點(diǎn)：起動(dòng)電流較大，通常是額定電流的47倍，這么大

6、 的起動(dòng)電流將使線路電壓下降，嚴(yán)重時(shí)影響同一 電網(wǎng)上的其它負(fù)載正常工作。,當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿足條件,5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制,時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以直接加全壓起動(dòng)，稱為全壓起動(dòng)。,(1)Y降壓起動(dòng),如果三相異步電動(dòng)機(jī)不滿足直接起動(dòng)條件，就要采取降壓起動(dòng)的措施，以減小起動(dòng)電流給電網(wǎng)和設(shè)備帶來(lái)的不利因素。,即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)定子繞組連成星形，起動(dòng)后轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速基本達(dá)到額定值時(shí)再切換成三角形連接的起動(dòng)方法。,手柄上打，定子繞組形運(yùn)行,手柄下打，定子繞組成Y形起動(dòng),優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流降為全壓起動(dòng)時(shí)的1/3；,缺點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為全壓起動(dòng)時(shí)的1/3。,適用范圍,正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形連接，且每相繞組都有兩個(gè)引出端

7、子的電機(jī)。,三相異步電動(dòng)機(jī),Y-起動(dòng)器,閉合電源開關(guān)，為 電機(jī)通電做好準(zhǔn)備,例,解,某三相異步電動(dòng)機(jī)，接于線電壓 =380V的三相電源，已知電機(jī)三相定子繞組正常運(yùn)行為形接法，額定電流IN=20A，剛起動(dòng)瞬間電流與額定電流之比是7。 求：（1）接法時(shí)的起動(dòng)電流Ist （2）若起動(dòng)時(shí)電機(jī)改為Y接法，求 IstY。,(1)已知Ist/IN=7，可得直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流為：,(2)若改為Y形起動(dòng)，根據(jù)前面所講知識(shí)可得：,采用Y-起動(dòng)，顯然大大減小了起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。,(2)自耦降壓起動(dòng),利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中的端電壓降低，以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的。自耦變壓器備有40、60、80等多

8、種抽頭，使用時(shí)要根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。,運(yùn)行時(shí)上打與電機(jī)直通,起動(dòng)時(shí)下打 通過(guò)自耦 變壓器降壓,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,具有不同的抽頭，可以根據(jù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便的得到不同的電壓。,設(shè)備體積大、成本高。,適用范圍,適用于容量較大的電動(dòng)機(jī)或不能用Y-降壓起動(dòng)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。,三相自耦變壓器,閉合電源開關(guān)，為 電機(jī)通電做好準(zhǔn)備,(3)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，只要在轉(zhuǎn)子電路中串入適當(dāng) 的起動(dòng)電阻Rst，就可以達(dá)到減小起動(dòng)電流增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的 目的。,繞線式異步電動(dòng)機(jī)目前用得更多的是在轉(zhuǎn)子回路中接頻 敏變阻器起動(dòng)，此變阻器在起動(dòng)過(guò)程中能自動(dòng)減小阻值， 以代替人工

9、切除起動(dòng)電阻。繞線式異步機(jī)價(jià)高維護(hù)難。,繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，使它廣泛應(yīng)用于 要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的卷?yè)P(yáng)機(jī)、起重機(jī)等場(chǎng)合。,2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,(1)改變極對(duì)數(shù)p， 實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速；,由式可知，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速通過(guò)三種形式可實(shí)現(xiàn)：,三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：,(2)改變轉(zhuǎn)差率s， 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；,(3)改變電源頻率f1， 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。,目前，第三種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其 主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源，通常由整流器、逆變器等組成。,用人為的方法使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)哪骋粩?shù)值改變到另一數(shù)值的過(guò)程稱為調(diào)速。,3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),電機(jī)斷電后由于機(jī)械慣性總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能停下

10、來(lái)。為了提高生產(chǎn)效率及安全，采用一定的方法讓高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，就是所謂的制動(dòng)。,三相異步電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方法有以下幾種：,(1)能耗制動(dòng),n0=0,當(dāng)電動(dòng)機(jī)三相定子繞組與交流電源斷開后，把直流電通入兩相繞組，產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場(chǎng)n0。,電動(dòng)機(jī)由于慣性仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割固定磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流。,載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中又會(huì)受到與轉(zhuǎn)子 慣性方向相反的電磁力作用，由此使 電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。,能耗制動(dòng)常用于生產(chǎn)機(jī)械中的各 種機(jī)床制動(dòng)。,n,(2)反接制動(dòng),把與電源相接的三根火線中的任意兩根對(duì)調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變方向，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法。,在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電， 電動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。,改

11、變通入定子繞組中電流的相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反 向，轉(zhuǎn)子受到與慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力，使 電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。,反接制動(dòng)適用于中型車床和銑床的主軸制動(dòng)。,n0,(3) 再生發(fā)電制動(dòng),起重機(jī)快速下放重物，使重物拖動(dòng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)nn0情況時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反，因此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向也相反，這種制動(dòng)稱為再生發(fā)電制動(dòng)。,nn0,4. 三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇,異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用很廣，選用時(shí)應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮。以實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)和安全為原則，確保電動(dòng)機(jī)安全可靠地運(yùn)行。,(1)種類選擇：鼠籠式異步機(jī)一般用于無(wú)特殊調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、金屬切削機(jī)床等；繞線式異步機(jī)適用于需要有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且要求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速的起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電梯等 。,(3)結(jié)構(gòu)選擇：電動(dòng)機(jī)根據(jù)使用場(chǎng)合可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式等。使用時(shí)要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境選擇，以確保電動(dòng)機(jī)能夠安全、可靠地運(yùn)行。,(2)功率選擇：原則上要求電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于生 產(chǎn)機(jī)械的功率。,(4)轉(zhuǎn)速選擇：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)等諸方面因素，原則上應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求進(jìn)行選擇。,何謂起動(dòng)？如何判斷三相異步電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng) ？,你會(huì)做嗎？,三相異步電動(dòng)機(jī)在滿載和空載兩種情況下起動(dòng)，起