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三相異步電機的轉矩特性與機械特性
來源: 日期:2013-11-13 21:43:10 人氣:標簽:
其中
t為電磁轉矩kt為與電機結構有關的常數
f為旋轉磁場每個極的磁通量
i2為轉子繞組電流的有效值
j2為轉子電流滯后于轉子電勢的相位角若
考慮電源電壓及電機的一些參數與電磁轉矩的關系,上式修正為:
其中為常數
u1為定子繞組的相電壓
s為轉差率
r2為轉子每相繞組的電阻
x20為轉子靜止時每相繞組的感抗
由上式可知,轉矩t還與定子每相電壓u1的平方成比例,所以當電源電壓有所變動時,對轉矩的影響很大。此外,轉矩t還受轉子電阻r2的影響。
在一定的電源電壓u1和轉子電阻r2下,電動機的轉矩t與轉差率n之間的關系曲線t=f(s)或轉速與轉矩的關系曲線n=f(t),稱為電動機的機械特性曲線,它可根據式得出,如下圖所示。
在機械特性曲線上我們要討論三個轉矩:
1).額定轉矩tn
額定轉矩tn是異步電動機帶額定負載時,轉軸上的輸出轉矩。
式中p2是電動機軸上輸出的機械功率,其單位是瓦特,n的單位是轉/分,tn的單位是牛·米。
當忽略電動機本身機械摩擦轉矩t0時,阻轉矩近似為負載轉矩tl,電動機作等速旋轉時,電磁轉矩t必與阻轉矩tl相等,即t= tl。額定負載時,則有tn= tl。
2). 大轉矩tm
tm又稱為臨界轉矩,是電動機可能產生的 大電磁轉矩。它反映了電動機的過載能力。
大轉矩的轉差率為sm,此時的sm叫做臨界轉差率,見上圖a) 大轉矩tm與額定轉矩tn之比稱為電動機的過載系數l,即l= tm/ tn
一般三相異步的過載系數在1.8~2.2之間。
在選用電動機時,必須考慮可能出現的 大負載轉矩,而后根據所選電動機的過載系數算出電動機的 大轉矩,它必須大于 大負載轉矩。否則,就是重選電動機。
3).起動轉矩tst,
tst為電動機起動初始瞬間的轉矩,即n=0,s=1時的轉矩。
為確保電動機能夠帶額定負載起動,必須滿足:tst>tn,一般的三相異步電動機有tst/tn=1~2.2。
3.電動機的負載能力自適應分析
電動機在工作時,它所產生的電磁轉矩t的大小能夠在一定的范圍內自動調整以適應負載的變化,這種特性稱為自適應負載能力。
直至新的平衡。此過程中,時,電源提供的功率自動增加。
總結:
1、電磁轉矩t的大小與轉子繞組中的電流i及旋轉磁場的強弱有關。
轉矩t還與定子每相電壓u1的平方成比例,所以當電源電壓有所變動時,對轉矩的影響很大。此外,轉矩t還受轉子電阻r2的影響。
2、在一定的電源電壓u1和轉子電阻r2下,電動機的轉矩t與轉差率n之間的關系曲線t=f(s)或轉速與轉矩的關系曲線n=f(t),稱為電動機的機械特性曲線。
3、三個轉矩:
1).額定轉矩tn
額定轉矩tn是異步電動機帶額定負載時,轉軸上的輸出轉矩。
2). 大轉矩tm
tm又稱為臨界轉矩,是電動機可能產生的 大電磁轉矩。它反映了電動機的過載能力。
3).起動轉矩tst,
tst為電動機起動初始瞬間的轉矩,即n=0,s=1時的轉矩。
4、電動機的負載能力自適應分析
電動機在工作時,它所產生的電磁轉矩t的大小能夠在一定的范圍內自動調整以適應負載的變化,這種特性稱為自適應負載能力。
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