单相异步电机转速-转矩特性试验方法
异步电动机的功率、转矩与运行性能
维护保养
安全操作
运行监测
环境适应
定期对异步电动机进行维护保养，包 括清洁、润滑、检查等，确保其正常 运行。
Байду номын сангаас
对异步电动机的运行状态进行实时监 测，发现异常及时处理，防止故障扩 大。
06
CATALOGUE
异步电动机的发展趋势与未来展望
技术创新
01
高效电机设计
通过优化电机设计，提高异步电 动机的运行效率和功率密度，降 低能耗。
定的品牌和型号。
功率匹配
确保所选异步电动机的功率与实际负 载需求相匹配，避免过大或过小的功 率选择。
经济性
在满足性能要求的前提下，选择性价 比高的异步电动机，降低运行成本。
使用注意事项
在使用异步电动机时，应遵循安全操 作规程，避免发生触电、机械伤害等 安全事故。
根据实际使用环境，如温度、湿度、 海拔高度等，选择合适的异步电动机 或采取相应的防护措施。
异步电动机的功率 、转矩与运行性能
contents
目录
• 异步电动机的基本原理 • 异步电动机的功率特性 • 异步电动机的转矩特性 • 异步电动机的运行性能 • 异步电动机的应用与选型 • 异步电动机的发展趋势与未来展望
01
CATALOGUE
异步电动机的基本原理
工作原理
异步电动机是利用电磁感应原理工作的旋转电机。当 三相交流电通过定子绕组时，产生旋转磁场，该磁场
最大转矩
最大转矩
异步电动机在运行过程中能够承受的最大瞬时转矩。
影响因素
最大转矩与电动机的设计、制造工艺和使用环境等因 素有关。
意义
最大转矩决定了电动机承受突然负载变化的能力，是 电动机安全运行的重要指标。
低速范围内的异步电动机直接转矩控制方法探究
低速范围内的异步电动机直接转矩控制方法探究摘要：随着电动机技术的不断发展，异步电动机因其成本低、可靠性高、维修方便等优点成为广泛应用的主流电机。
在低速运行时，异步电动机发生电动机滑差，变得难以控制，为了能准确控制异步电动机在低速范围内的直接转矩控制，本文从异步电机的特性入手，对异步电动机的直接转矩控制方法进行探究，通过矢量控制和直接转矩控制的对比分析，提出了在低速范围内的异步电动机直接转矩控制方法，并进行了模拟仿真实验验证其控制效果。
关键词：一、引言随着工业自动化的不断发展，越来越多的机械设备需要通过电动机进行驱动，而异步电动机自问世以来，其成本低廉、维护方便、寿命长等特点，使得它成为了广泛应用的主流电机。
尤其是在大功率驱动、速度调节等方面，异步电动机已经成为了不可或缺的驱动设备之一。
二、异步电动机的特性异步电动机是利用异步电动机滑差原理工作的。
在电动机运转时，由于电动机转子的预磁励，它在空载时开启时因转子磁场感应出定子线圈的磁通，即产生一个自感电动势。
当电动机负载后，转子转速下降，产生了回转磁场，产生与旋转磁场反向的感应电动势，并加到原有的自感电动势上，使得电动势下降，电动机无法持续工作。
这时，转子产生了滑差，并消耗了一部分功率。
而由于定子的磁通是恒定的，因此通过控制电机电压来控制电机的输出功率。
在低速运行时，电机的功率输出可通过加大电磁励磁力，增加转子起动转矩来实现。
直接转矩控制是指直接控制电机的输出转矩大小，从而实现对电机的控制。
而矢量控制则是在直接控制电机输出转矩大小的同时，还要控制电机输出的转速和转子磁通。
虽然矢量控制精度较高，但是在低速范围内，其准确度不如直接转矩控制。
因此，在低速范围内，采用直接转矩控制能够更好地进行电机控制。
直接转矩控制方法的实现步骤如下：1.确定输出转矩大小2.计算输出电流计算输出电流需要知道电机的参数，包括：定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感、电机参数等。
基于Matlab的单相异步电机调速系统仿真设计
干扰后达到稳定所需时间缩短。
启动转速加快 , 转速达到最大速度的时间在缩 短, 在受到阶跃信号的影响时 , 抗干扰能力在减弱, 恢复稳态所需的时间增加。
2010 年第 5 期
工业仪表与自动化装置
53
根据上述的参数改变结果分析, 当 P ID 控制器 在 Kp = 2 、 K i = 20 、 Kd = 0 . 1时 , 调速处于较佳的状态 下 , 性能较好。
低碳经济信息摘编:
陕西省被列入全国低碳试点省
近日, 国家发改委下发 !关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知 ∀ ( 发改气候 [ 2010] ) 1587 号 ), 全国 5 省 8市列入试点范围 , 陕西成为试点省之一。其他列入试点的省市还有广东、 辽宁、 湖北、 云南 4 个省 和天津、 重庆、 深圳、 厦门、 杭州、 南昌、 贵阳、 保定 8 个市。 根据发改委通知 , 低碳试点省区和城市, 要将应对气候变化工作全面纳入本地区 # 十二五 ∃规划, 研究制 定低碳试点省区和城市的发展规划。 低碳试点省区和城市要结合本地产业特点和发展战略 , 加快低碳技术创新, 推进低碳技术研发、 示范和 产业化 , 改造提升传统产业 , 培育壮大节能环保、 新能源等战略性新兴产业。 低碳试点省区和城市要承担的具体任务: 编制低碳发展规则、 制定支持低碳绿色发展的配套政策、 加快 建立以低碳排放为特征的产业体系、 建立温室气体排放数据统计和管理体系、 积极倡导低碳绿色生活方式和 消费模式。低碳试点省区和城市还应发挥应对气候变化与节能环保、 新能源发展、 生态建设等方面的协同效 应 , 探索有利于节能减排和低碳产业发展的体制机制。密切跟踪低碳领域技术进步最新进展, 推动技术引进 消化吸收再创新或与国外的联合研发。
化电动机的性能有很大的辅助作用。
单相感应异步电动机计算数据
单相感应异步电动机计算数据在计算单相感应异步电动机的相关数据之前，首先需要了解该电机的基本结构和工作原理。
单相感应异步电动机由定子、转子、主磁通和励磁电源组成。
当电源施加在定子绕组上时，产生的磁场通过铁心传导到转子上，使得转子上也产生磁场。
由于转子磁场与转子电流的相位差，产生了感应电动势，导致转子上产生电流。
由于转子电流在转子上形成磁场，与定子的磁场互作用，产生转矩，从而驱动转子转动。
计算单相感应异步电动机的相关数据需要了解其设计参数，例如额定功率、排极数、转子电阻、额定功率因数等。
1. 额定功率（Rated Power）：单相感应异步电动机的额定功率是指其在额定工作条件下的输出功率。
单位通常为千瓦（kW）。
2. 排极数（Number of Poles）：单相感应异步电动机的排极数是指定子和转子的磁极数。
排极数越大，电机的转速越低。
常见的单相感应异步电动机排极数为2、4、6、8等。
3. 转子电阻（Rotor Resistance）：转子电阻是指转子绕组的电阻值。
转子电阻对电机的起动和负载特性有重要影响，通常通过额定转矩和启动转矩来确定。
4. 额定功率因数（Power Factor）：额定功率因数是指电机在额定工作条件下的功率因数。
功率因数是电机的有功功率与视在功率的比值，通常为0.8左右。
根据以上参数，可以计算单相感应异步电动机的一些重要数据：1. 额定转速（Rated Speed）：额定转速可以通过排极数和电源频率来计算。
公式为：额定转速 = 120 * 电源频率 / 排极数。
2. 额定电流（Rated Current）：额定电流可以通过额定功率和额定电压来计算。
公式为：额定电流 = 额定功率 / （3 * 额定电压 * 额定功率因数）。
3. 额定转矩（Rated Torque）：额定转矩可以通过额定功率和额定转速来计算。
公式为：额定转矩 = 额定功率 * 1000 / 额定转速。
4. 起动转矩（Starting Torque）：起动转矩是电机启动时的转矩大小，与转子电阻有关。
异步电动机实验报告
异步电动机实验报告异步电机实验报告四川大学电气信息学院实验报告书课程名称：实验项目：专业班组：实验时间：成绩评定：评阅教师：报告撰写：电气工程及其自动化105，109班电机学老师：曾成碧三相异步电动机的空载及堵转实验一．实验目的1.掌握异步电动机空载和堵转实验方法及测试技术。
2.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的铁耗和机械损耗。
3.通过空载及堵转实验数据求取异步电动机的各参数二．问题思考：1.试就下列几个方面与变压器相比较，有何相同与相异之处？（1）空载运行状况及转子堵转状况。
（2）空载运行时的cos?0，I0，P0。
（3）转子堵转实验时测得的Xk?X1?X2'。
答：变压器空载运行是指二次侧绕组开路时的变压的运行状态，此时二次侧绕组电流i2=0，空载电流的无功分量远大于有功分量，所以电流大多用于励磁。
等效电路如下图：?rm xm异步电机的空载运行状况实际中并不存在，因为空载运行是指输出的机械功率为零，也就是转差率s=0，转子侧电流为0，转子转速n与旋转磁场的转速n1相同，这种情况下转子不受磁场力，所以不可能存在。
实际中的空载是指轻载，即s?0，n?n1，i2?0，输出功率P2?0，Pm?pm?ps?0。
等效电路可近似看为：? rm xm异步电机堵转的时候转子侧三相绕组断路，转子堵住不动，定子侧接三相交流电r2，,r2源，此时因为转子不转，转子侧输出功率为零，电流较大，二次侧等效电阻s最小等效电路如下图所示：，I 与变压器短路试验运行时等效电路类似。
变压器短路运行时等效电路如下：I，在变压器中，Xk的值等于一次侧漏抗和二次侧漏抗折算到一次侧的和，x1?+x，xx2?，在异步电机中1,2分别是定子电流产生的磁场在定子侧的漏电抗和转子侧感应电流产生的磁场在转子侧的漏电抗。
在变压器中，x1?和x2?近似相等，但远小于xm，在异步电动机中，x1和x2要根据定、转子实际材料，接线方式确定。
异步电机的M-S曲线测绘
实验三异步电机的M-S曲线测绘一．实验目的用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩~转差曲线，并加以比较。
二．预习要点1．复习电机M-S特性曲线。
2．M-S特性的测试方法。
三．实验项目1．鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘测。
2．绕线式异步电动机的M-S曲线测绘。
＞T m，（n=0）当负载功率转矩当S≥S m过读取不同转速下的转矩，可描绘出不同电机的M-S曲线。
102103四．实验设备1．MEL 系列电机系统教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。
3．电机起动箱（MEL-09）。
4．三相鼠笼式异步电动机M04。
5．三相绕线式异步电动机M09。
五．实验方法1被试电动机M04法。
G 功机，与按图线，实验步骤：（1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出调节旋钮，使电压输出为220V ，起动交流电机。
观察电机的旋转方向，是之符合要求。
（2）逆时针缓慢调节“转速设定”电位器经过一段时间的延时后，M04电机的负载将随之增加，其转速下降，继续调节该电位器旋钮电机由空载逐渐下降到200转/分左右（注意：转速低于200转/分时，有可能造成电机转速不稳定。
）（3）在空载转速至200转/分范围内，测取8-9组数据，其中在最大转矩附近多测几点，填入表5-9。
（4）当电机转速下降到200转/分时，顺时针回调“转速设定”旋钮，转速开始上升，直到升到空载转速为止，在这范围内，读出8-9组异步电机的转矩T，转速n，填入表5-10。
2．绕线式异步电动机的M-S曲线测绘104（2）绕线电机的转子调节电阻调到2Ω（断开电源，用万用表测量，三相需对称），重复以上步骤，记录相关数据。
（3）绕线电机的转子调节电阻调到5Ω（断开电源，用万用表测量，三相需对称），重复以上步骤，记录相关数据。
3．换上不同的单相异步电机，按相同方法测出它们的转矩T、转速n。
七．实验报告1．在方格纸上，逐点绘出各种电机的转矩、转速，并进行拟合，作出被试电机的M-S 曲线。
电机性能的测试
降低电压负载法
适用范围：因设备所限不能采用额定电压负载法的实验
实验过程：
1 做额定电压 UN 下的空载实验，测出 I0,P0,
○
2 做 0.5 倍额定电压下的空载实验，测试 I0r,P0r,
○
3 做 0.5 倍额定电压下的负载实验，在 0.6IN 至空载范围内测取定子电流 I1r,输入功率 P1r
例进行修正。
二、杂散损耗测定的测功机法
用测功机测定感应电动机杂散损耗时，功率表测定被试电
动机的输入电功率P1，测功机测定被试电机的输出机械功率为
pP
P
P2，电机的总损耗
1
2 ，则电机的杂散损耗为：
式中：pcu1 pcu2为定转子铜耗之和； pFe pmec为电机的空载损耗，可
以由空载特性曲线获得。
损耗，连接线的
损耗以及电刷接触损耗等，可以近似的用通过电刷的电流乘以一固定电压降 来确
2
定，电压降的取值方法为：
ad
（3）被试电机所专用并由其本身驱动的通风机、水泵和油泵的损耗等。
此处的杂散损耗指的是负载杂耗，前面已经论述
只要测取转速信号和转速的加速度信号，就可以测得转矩-转速特性。
铁损耗和机械损耗的测定
转矩和转速曲线硬特性软特性硬特性软特性感应电动机工作特性同步电动机工作特性与感应电动机类似工作特性测定的平台组成试验台被试电机测功机试验台被试电机校正过的直流发电机校正过的直流发电机电阻箱发电机电发电机组电网tian1n2n3n4n5n60试验台被试电机转矩转速传感器转矩转速传感器磁粉制动器磁粉制动器转矩仪试验台试验台被试电机发电机电阻箱发电机电转速转矩传感器转速转矩传感器发电机组电网电网电网变流器平台实例工作特性测定的转矩仪法按实验条件和实验要求搭建实验平台通过调整负载大小测试出各种参数随负载变化的曲线按实验条件和实验要求搭建实验平台通过调整负载大小测试出各种参数随负载变化的曲线降低电压负载法适用范围
实验四异步电动机变频调速系统
实验四异步电动机变频调速系统（一）转速开环恒压频比控制变频调速系统实验一．实验目的1.通过实验掌握转速开环恒压频比控制调速系统的组成及工作原理。
2.掌握V/F控制方式下，选取不同的模式电机的静特性差异。
二．实验数据及分析转速开环恒压频比控制静特性n（r/min）1475 1488 1501 1511 1525 1543Ia(A) 2.5 2.2 2.0 1.9 1.8 1.7T(N.m) 100% 83.9% 68.1% 54.6% 37.4% 15%n（r/min）902 916 931 945 953 966Ia(A) 2.3 2.1 1.9 1.7 1.7 1.6T(N.m) 100% 82.7% 64.0% 46.4% 33.6% 16.5%n（r/min）475 488 495 508 518 528 Ia(A) 1.9 1.7 1.6 1.6 1.5 1.5T(N.m) 85% 69.2% 56.1% 45.1% 28.0% 21.7%n（r/min）472 485 495 506 508 525 Ia(A) 2.0 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6T(N.m) 62.5% 50.5% 39.2% 27.4% 20.8% 3.6%三．思考题1.说明转速开环恒压频比控制静特性特点答：其他条件相同，转速与频率大致成正比；频率一样时，转速越高，带动转矩能力越差。
2.说明低频补偿对系统静特性的影响。
答：由于临界转矩随f减小而减小，f较低时，电动机负载能力较弱。
低频补偿可以增强系统负载能力，同转速时有低频补偿情况T较小。
3.说明载波频率的大小对电机运行影响答：低频时转矩大，噪音小，但此时主元器件开关损耗大，整机发热较多，效率下降。
高频时转矩变小，电流输出波形比较理想。
（二）异步电动机带速度传感器矢量控制系统实验一．实验目的1.通过实验掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统的组成及工作原理；2.掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统静、动特性。
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单相异步电机转速-转矩特性试验方法
转矩-转速特性是转矩和转速之间从零转速到同步转速的关系。
该曲线将包括最大转矩、最小转矩和堵转转矩。
单相异步电机转速-转矩特性试验方法包括测量输出法、加速度法、输入法和直接测量法四种。
一、测量输出法测量转矩-转速特性
测量输出法测量转矩-转速特性时，被测电动机连接到测功机或其他的负载电机上以使电动机转速可以通过变化的负载来控制。
负载下的风摩耗应预先确定。
测试数据应在约1/3 同步转速与最高转速之间测得。
在记录数据的时候，转速应保持恒定，确保加速或减速不会影响记录数据的值。
在每一个转速点应读出电压、电流和转矩数值。
应注意防止电动机过热。
总输出功率是测量的输出功率和负载损耗之和。
因此对应每个转速n下的转矩T可以按下式计算: 式中:
T――转矩，单位为牛顿米(N•m)；
P0――输出功率，单位为瓦特(W)；
P1――负载风摩耗，单位为瓦特(W)；
n一-转速，单位为转每分钟/min。
)。
二、加速度法测量转矩-转速特性
加速度法必须通过计算或者测量先求取转动部件的瞬间转动惯量。
当电动机从静止加速到接近同步转速时，应在固定的时间间隔中读取电流和转速值。
转矩T可以按下式计
算:
式中:
T――转矩，单位为牛顿米(N•m)；
dn/dt――转速的变化率(r/min•s)；
J――瞬间转动惯量，单位为千克平方米(kg•m2)；
K――为常数，109.7*10-4。
三、输入法测量转矩-转速特性
输入法测量转矩-转速特性时，转矩由输入功率减去损耗计算得到。
每个转速下的转矩T应通过输入功率算得，可以按下式计算:
式中:
T――转矩，单位为牛顿米(N•m);
K――常数，9.55；
Pcu1——定子铜耗，单位为瓦特(W)；
P1 一一输入功率，单位为瓦特(W)；
n——转速，单位为转每分钟Cr/min)
Tfw——电动机在转速n下的风摩转矩，单位为牛顿米(N•m)。
四、直接测量法测量转矩-转速特性
直接测量法转矩-转速试验应通过连续数值测量的方法
开展。
当设备不能实现连续测量数据时，该试验可以使用测功机来开展。
试验应采用稳定电源供电并在额定电压下开展。
当采用测功机方法时，测量转矩时的转速应该按照能确保画出基本特性中最大转矩的间隔选取。