三相异步电动机的运行特性.ppt.ppt
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【PPT】三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
sm = s N ( K T + K T − 1) − − − (10 − 28)
sN = n0 − n N − − − (10 − 29) n0
当电动机在额定负载下运行时，转差率很小，忽 s 略 ，得: sm
T= 2Tm s − − − (10 − 31) sm
第二节 三相异步电动机的机械特性
一.异步电动机的固有机械特性 异步电动机的固有机械特性
可以看出： 4.几点规律 4.几点规律 1)当电动机各参数及电源频率不变时 当电动机各参数及电源频率不变时， 1)当电动机各参数及电源频率不变时， Tm 与 UX2 成正比，sm 因与 UX 无关而保持不变 2)当电源频率及电压不变时 当电源频率及电压不变时， 2)当电源频率及电压不变时， sm 与 Tm 近似地与 ( X1 + X2')成反比 3)Tm 与 R2' 之值无关，sm 与 R2'成正比 之值无关， 成正比
( 二)
2.用途： 2.用途： 用途 用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流 (四) 定子电路串联对称电阻 由 (10-16) (10-17) 知道： 最大转矩 Tm 随串联电阻增大而减小； sm 随串联电阻增大而减小 1.转子电路串联对称电阻时机械特性 1.转子电路串联对称电阻时机械特性
5.电动机过载倍数 5.电动机过载倍数 K T
KT = Tm − − − (10 − 21) TN
一般异步电动机的 K T 约等于 1.8 ~ 3.0 起重冶金机械用的电动机， T 可达 3.5 K 过载倍数K T 是电动机短时过载的极限 6.起动转矩倍数 6.起动转矩倍数 K st
异步电动机起动转矩 K
由异步电动机的近似等效电路:
课件-三相异步电动机.ppt
二、旋转磁场的产生
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三相异步电动机
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二、旋转磁场的产生
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三相异步电动机
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二、旋转磁场的产生
三相异步电动机
2、实现旋转磁场的反转
复习提问 方法：把接到三相绕组上的任意两 根电源线对调，就可实现旋转磁场
导入新课
iA
A
A
YNZ
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ZX
iC C
Y B
iB
C
B
S
X
当三相定子绕组按图 示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即 此种接法下，合成磁 场只有一对磁极，则 极对数为1。 即：p=1
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四、三相异步电动机的极数与转速
三相异步电动机
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W 1 U2
W
2
V1
V2 U1
W
1
U2
W
2
V1
V2 U1
W
1
U2
W
2
V1
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四、三相异步电动机的极数与转速
三相异步电动机
p=2时
复习提问
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i i1
Im
0
V2 U1 •
W1
N W2
•
U2
S
V1
•
V1
S
U2
W2 • N W1
U1 V2
t 0
i2 i3
小结作业
返回
6三相异步电动机学习课件PPT
sN=
n0－nN n0
=
3 000－2 940 3 000
= 0.02
(2) 定子三相绕组为三角形联结
I1P =
IN 3
= 42.2 3
A = 24.36 A
(3) 输入有功功率
P1N= 3 UN IN N = 3×380×42.2×0.89 W = 24.8 kW
(4)
效率
N =
PN 100% = P1N
例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速n=960r/min。
求：转差率s
同步转速：n0
60 f1 p
60 50 3
1000
r
/ min
转差率： s n0 n 1000 960 0.04
n0
1000
转矩平衡
电机输出转矩T2等于电磁转矩T减去空载转矩T0。即：
c
载的变化而自动调整，这种 s=1 能力称为自适应负载能力。
T TL Ts Tm
启动： Ts>TL (负载转矩)，电机启动
转速n，转矩T
c点：转矩达最大Tm ，转速n继续，T，沿cb走
b点：T=TL，转速n不再上升，稳定运行
若TL ，暂时T< TL,n s I2 T
例3：三相异步电动机，额定功率PN=10kW，
§6.1 三相异步电动机的结构与工
作原理
磁铁
磁场旋转
n0 f
n
N
ei
e方向用 右手定则
确定
f方向用 左手定则
确定
S
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e B l v （右手定则）
磁感应强度 导线长 切割速度
三相异步电动机ppt课件
三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 转子绕组中 受到电磁力的作用 产生 e 和 i
磁场绕组切 割转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
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三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相 交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中 的感应电流相互作用产生的电磁力形成 电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动 机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时， 产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋 转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流
第10章-三相异步电动机的基本性能PPT课件
变压器原边电流（电网的起动电流）
I′ st=k1aI′ 1st=k1a 2U ZN s =k1a 2Ist
起动电流减小倍数 [例10.2.1]
I
′
st
=
I st
1
k
2 a
变压器抽头比： QJ2型 55%、64%、73% QJ3型 40%、60%、80%
起动转矩减小倍数
Ts′ t =(U′ 1 )2 Tst UN
10.4 *三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机
(2)电容运转异步电动机 将离心开关去掉，起动和运行时都是两相绕组， 即为两相电机。 特点：电容值按运行性能要求选取， 故运行性能较好，但起动性能较差。
(3)单相双值电容异步电动机 为两相电机，起动性能和运行性能都比较好。 起动时：电容值大（C1、C2并联），满足起动性能要求。 运行时：电容值小 （C2），满足运行性能要求。
-
3
10.1 三相异步电动机的性能指标与工作特性
一、异步电动机的性能指标
五个性能指标：
1.额定效率 2.额定功率因数
ηN
c osφN
反映电动机出力能力的指标，称为力能指标；
3.最大转矩倍数 Tmax /TN 反映短时间承受过负载能力的指标，称为过载能力；
4.起动电流倍数 Ist / IN
-
10
10.2 三相异步电动机的起动
2．转子串接频敏变阻器起动 频敏变阻器：
是一个电抗器，相当于无副绕组的变压器。 铁心用厚钢板叠成， PFe很大, 等效电阻Rm大。 起动时 n=0，s=1，f2=sf1 (最大) →PFe大→Rm大， 这相当于在转子回路中串入一个大的起动电阻。
转子串电阻: 起动变阻器、频敏变阻器。
I′ st=k1aI′ 1st=k1a 2U ZN s =k1a 2Ist
起动电流减小倍数 [例10.2.1]
I
′
st
=
I st
1
k
2 a
变压器抽头比： QJ2型 55%、64%、73% QJ3型 40%、60%、80%
起动转矩减小倍数
Ts′ t =(U′ 1 )2 Tst UN
10.4 *三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机
(2)电容运转异步电动机 将离心开关去掉，起动和运行时都是两相绕组， 即为两相电机。 特点：电容值按运行性能要求选取， 故运行性能较好，但起动性能较差。
(3)单相双值电容异步电动机 为两相电机，起动性能和运行性能都比较好。 起动时：电容值大（C1、C2并联），满足起动性能要求。 运行时：电容值小 （C2），满足运行性能要求。
-
3
10.1 三相异步电动机的性能指标与工作特性
一、异步电动机的性能指标
五个性能指标：
1.额定效率 2.额定功率因数
ηN
c osφN
反映电动机出力能力的指标，称为力能指标；
3.最大转矩倍数 Tmax /TN 反映短时间承受过负载能力的指标，称为过载能力；
4.起动电流倍数 Ist / IN
-
10
10.2 三相异步电动机的起动
2．转子串接频敏变阻器起动 频敏变阻器：
是一个电抗器，相当于无副绕组的变压器。 铁心用厚钢板叠成， PFe很大, 等效电阻Rm大。 起动时 n=0，s=1，f2=sf1 (最大) →PFe大→Rm大， 这相当于在转子回路中串入一个大的起动电阻。
转子串电阻: 起动变阻器、频敏变阻器。
三相异步电动机课件ppt课件
三、异步电机的三种运行状态 根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态
状态
电动机
实现
定子绕组接对 称电源
转速 转差率
0 < n < n1 0 s 1
电磁转矩
驱动
能量关系
电能转变为机 械能
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
n<0
s 1
制动 电能和机械能变
成内能
发电机
外力使电机快速 旋转
n > n1
第4章 三相异步电动机
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
继续
继续
第4章 三相异步电动机
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
第4章 三相异步电动机
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
返回
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
4.3.3 一相绕组的基波感应电动势
一、一相绕组的基波电动势 一绕组有2a条支路，一条支路由若干个线圈组路串联组成。
一相绕组的基波电动势为一条支路的基波电动势
E p1 = 4.44 fNkw1 1
对单层绕组： N = pqNc 2a
对双层绕组： N = 2 pqNc 2a
第4章 三相异步电动机
二、短距绕组、分布绕组对电动势波形的影响
s0
制动 机械能转变为电
能
第4章 三相异步电动机
4.1.3 型号和额定值
一、型号 例:
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
额定电流I N ( A )
在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功率PN ( kW )
状态
电动机
实现
定子绕组接对 称电源
转速 转差率
0 < n < n1 0 s 1
电磁转矩
驱动
能量关系
电能转变为机 械能
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
n<0
s 1
制动 电能和机械能变
成内能
发电机
外力使电机快速 旋转
n > n1
第4章 三相异步电动机
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
继续
继续
第4章 三相异步电动机
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
第4章 三相异步电动机
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
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第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
4.3.3 一相绕组的基波感应电动势
一、一相绕组的基波电动势 一绕组有2a条支路，一条支路由若干个线圈组路串联组成。
一相绕组的基波电动势为一条支路的基波电动势
E p1 = 4.44 fNkw1 1
对单层绕组： N = pqNc 2a
对双层绕组： N = 2 pqNc 2a
第4章 三相异步电动机
二、短距绕组、分布绕组对电动势波形的影响
s0
制动 机械能转变为电
能
第4章 三相异步电动机
4.1.3 型号和额定值
一、型号 例:
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
额定电流I N ( A )
在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功率PN ( kW )
三相异步电动机的机械特性和各种运转状态专题培训课件
sm可以通过下式求出
smsN(KT KT21)
式中
sN
ns
nN ns
实用表达式
T
2 T m ax s sm
sm s
由于机械特性的实用表达式中的临界转差率 Smax在电机铭牌与产品技术手册中是查不到的， 因此实用表达式还存在不方便使用的问题。为 此还应利用已知条件推导临界转差率Smax。
R1
R2 s
2
U
2
X 1 X 2
2
sm
R2
R12 X1X22
s
2
R1
R12
X1
X
2
2
忽略 R1 得机械特性的实用表达式
T
2Tmax
1
sm
R1 R 2
s sm
sm s
2sm
R1 R 2
T 2Tmax s sm sm s
T n
P2
Te与n反向 n n s
s<0
E2s sE2 0 E 2 0
I2acos2 0 I2asin2 0
异步电动机在回馈制 动时的相量图
U 1 超前I 1 角度小于90度 φ < 90°
U 1 超前I 1 角度小于90度 90°< φ < 180°
电机电动状态时的相量图
于是，当s < sN时，电磁转矩Te与转差率s成正比。
三相异步电动机 的固有机械特性
工作区 T 2T m ax s sm
非工作区 （通风机负载除外）
第二节 三相异步电动机的固有机械特性 与人为机械特性
三相异步电动机的功率、转矩和运行特性 ppt课件
K st
Tst TN
起动转矩倍数是电动机的又一个重要性能指标，
我国生产的Y系列三相笼型异步电动机，Kst 为1.2-2.4
（中小型）和0.5－0.8（大中型）。
PPT课件
32
3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩
Sk
r2 x1 x2
r2 xK
Tmax
pm1
1
U12
1 2 xk
注意：
（1）三相异步机的 Tmax和电压的平方成正比，所
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
（2） 工作时，一定令负载转矩
TL
Tm
，否则
ax
电机将停转。致使
机械功率求电磁转矩---机械角速度
电磁功率求电磁转矩---同步角速度
PPT课件
17
1、为什么异步电动机正常运行时转差率很小？异 步电动机的运行效率与转速有无关系？
转速高，效率高， 铜耗随转差率增大而增大。
2、电磁转矩与电磁功率有什么关系？电磁转矩与 机械功率有什么关系？
同步角速度，机械角速度
PPT课件
TL Tmax，电机因带不动负载而停转。
电磁转矩
r2
T
pm1
2 f1
U12
s ( r2)2
s
xk2
令 dT 0，求出当T最大时的转差率sK。
dS
PPT课件
28
3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩
（2）最大电磁转矩 Tmax
sk
C1r2 r12 (x1 C1x2 )2
第十章 三相异步电动 机的功率、转矩与运
行性能