20-1三相異步電動機的功率與轉矩關系20-2三相異步電動機的機械特性20-3三相異步電動機的工作特性20-4三相異步電動機參數的測定第二十章異步電動機的功率、

轉矩與運行性能基本要求：1.掌握三相異步電動機的功率轉換流程和功率平衡方程式2.掌握電磁功率、總機械功率和轉子銅耗之間的關系3.掌握三相異步電動機的轉矩平衡方程式，電磁轉距與電磁功率、總機械功率之間的關系3.掌握三相異步電動機電磁轉距的三種表達式和T-s曲線4.了解三相異步電動機各工作特性的特點第二十章異步電動機的功率、

轉矩與運行性能1.功率關系定子銅耗：定子鐵耗：20-1三相異步電動機的功率與轉矩關系電源輸入的有功功率：電磁功率：轉子銅耗：總機械功率：也可表示為輸出的機械功率：三相異步電動機的功率平衡方程式：式中，為異步電動機的總損耗。三相異步電動機的功率流程圖電磁功率、轉子銅耗和總機械功率三者之間的關系：2.轉矩關系三相異步電動機的轉矩平衡方程式：式中，T為電磁轉矩；T2為負載制動轉矩；

T0為空載制動轉矩。3.電磁轉矩電磁轉矩既可以用總機械功率除以轉子機械角速度計算，也可以用電磁功率除以同步角速度計算。式中，為同步角速度。4.電磁轉矩的物理表達式電磁轉矩的物理表達式表明三相異步電動機的電磁轉矩是由氣隙基波磁通與轉子電流的有功分量相互作用產生的。式中，為轉矩因數；為轉子電流的有功分量。20-2三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性：定子電壓、頻率和電動機參數固定的條件下，電磁轉矩T與轉速n（或轉差率s）之間的函數關系。1.機械特性的參數表達式由三相異步電動機的簡化等效電路，可求得：1）固有機械特性曲線固有機械特性：三相異步電動機電壓、頻率均為額定值，定、轉子回路中不串入任何電路元件時的機械特性。2.固有機械特性電動機狀態(tài)電動狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)第Ⅰ象限：電動狀態(tài)機械特性曲線位于三個象限,第Ⅱ象限：發(fā)電狀態(tài)電動機狀態(tài)電動機狀態(tài)發(fā)電機狀態(tài)第Ⅳ象限：電磁制動狀態(tài)電磁制動狀態(tài)第Ⅰ象限電動狀態(tài)特性分析：（1）額定電磁轉矩（2）最大電磁轉矩最大電磁轉矩的特點：當電源電壓和頻率一定時，近似有Tm與轉子回路的電阻無關，而式中，“+”號對應電動機狀態(tài)；“-”號對應發(fā)電機狀態(tài)。當電源頻率和電機參數一定時，過載能力：異步電動機的最大電磁轉矩Tm與額定轉矩TN之比，用km表示，即（3）堵轉轉矩堵轉轉矩的特點：當電源頻率和電機參數一定時，當電源電壓和頻率一定時，越大，越小當轉子電阻增大時，先增大后減小堵轉轉矩倍數：堵轉轉矩Ts與額定轉矩TN之比，用kst表示，2）穩(wěn)定運行問題AC電力拖動機組穩(wěn)定運行的條件：在電動機的機械特性與負載特性的交點處，滿足異步電動機穩(wěn)定運行的條件：在T=TL處，滿足工作段3.人為機械特性人為機械特性：人為地改變異步電動機的定子電壓U1、電源頻率f1、電機極對數p或在定、轉子回路中串入電阻或電抗時所得到的機械特性。1）降低定子端電壓的人為機械特性不變sm與U1無關不變2）轉子回路串入三相對稱電阻的人為機械特性Tm與Rs無關不變Ts先增大后減小不變此時，Rs再增大，Ts反而減小。4.機械特性的實用公式實際應用時，某些參數不易得到，可以根據電動機產品樣本中的數據推導機械特性的實用公式。1）實用公式式中，，可以忽略，所以有三相異步電動機機械特性的實用公式2）如何使用實用公式（1）確定Tm（2）確定sm利用km和sN求sm：（3）電動機拖動恒轉矩負載TL時的轉速20-3三相異步電動機的工作特性1.性能指標1）效率電動機輸出功率和輸入功率之比，即2）功率因數三相異步電動機的功率因數cos1永遠小于1。3）堵轉轉矩電動機應該有足夠大的堵轉轉矩，否則拖動機械負載時，無法起動。4）堵轉電流三相異步電動機在加額定電壓起動瞬間，由于轉子感應很高的電動勢，產生很大的電流，因此定子電流也很大，稱為堵轉電流。堵轉電流太大會影響其他用戶用電和電動機本身的壽命及正常使用。電動機在額定電壓下起動時，其堵轉電流倍數不應超過技術標準規(guī)定的數值。5）過載能力電動機在額定電壓下運行時，其過載能力不應小于技術標準規(guī)定的數值。2.工作特性的分析三相異步電動機的工作特性：當U1=UN且f1=fN時，n,I1,T,

=f(P2)。1）轉速特性n=f(P2)轉速特性是一條稍向下傾斜的曲線。2）定子電流特性I1=f(P2)定子電流特性為一上升并上翹的曲線。I1P2=0時，3）定子功率因數特性cos1=f(P2)P2=0時，4）電磁轉矩特性T=f(P2)P2sP2進一步I2cos2

I1cos1定子功率因數特性為在額定負載附近有一極值點的曲線。電磁轉矩特性近似為一條斜率為的直線。Tcos15）效率特性=f(P2)從空載到滿載運行，和變化很小，基本不變，稱為不變損耗。隨負載變化而變化，稱為可變損耗。

當不變損耗=可變損耗時，效率達到最大值。20-4三相異步電動機參數的測定1.堵轉試驗1）試驗目的：測定短路阻抗Zk，轉子電阻和定、轉子漏電抗。三相異步電動機的參數：短路特性2）試驗方法：轉子堵轉，調節(jié)定子外施電壓U1從0.4UN開始逐漸降低，記錄定子相電壓U1、相電流I1k和定子三相輸入功率P1k，繪制短路特性I1k=f(U1)、P1k=f(U1)。三相異步電動機的堵轉特性3）運行情況分析U1很低大中型異步電動機，m很低pFe很低轉子堵轉時的等效電路轉子堵轉時的簡化等效電路4）短路參數的測定根據額定電流下的堵轉試驗數據可求得轉子堵轉時的簡化等效電路2.空載試驗1）試驗目的：測定勵磁阻抗Rm、Xm，鐵耗pFe、機械耗pm。三相異步電動機的空載特性2）試驗方法：空載試驗時，先讓電動機在額定頻率的額定電壓下空載運行一段時間，然后調節(jié)定子端電壓由（1.1~1.3UN）開始逐漸降低，直至轉速明顯下降為止。