单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十七章异步电动机的功率、转矩和运行特性,第三篇 异步电机,1,1.,掌握异步电动机的功率传递关系及功率平衡方程,2.,掌握电磁功率、总机械功率和转子铜耗之间的关系,3.,掌握转距平衡方程以及电磁转距与电磁功率和总机械功率之间的关系,4.,掌握异步电动机电磁转距的三种表达式和机械特性,5.,熟悉异步电动机的运行特性及其特点,本章基本要求,异步电动机的功率、转矩和运行特性,2,异步电动机的功率关系,异步电动机的转矩关系,三相异步电动机的工作特性,主要内容,异步电动机的功率、转矩和运行特性,3,异步电动机的功率、转矩和运行特性,主磁场,:,能量传递的媒介,无功,漏磁场：电抗压降,不参与机电能量转换,内部损耗,有功,机械能,实现机电能量转换,热能,4,17.1,异步电动机的功率关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,T,型等效电路表示的功率平衡关系,5,17.1,异步电动机的功率关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,功率表达式,名称,符号,计算公式,输入电功率,P,1,定子绕组铜耗,p,Cu1,p,Cu1,=,m,1,I,1,2,r,1,铁耗,p,Fe,p,Fe,=,m,1,I,m,2,r,m,，,在正常运行时，异步电动机的转速接近同步转速，转子电流频率很低,(0.5,2)Hz,，转子铁耗可以忽略，因此异步电动机的铁耗可近似认为等于定子铁耗。,电磁功率,P,M,P,M,=,P,1,-,p,Cu1,-,p,Fe,=,p,Cu2,+,P,=,m,2,I,2,2,r,2,s,=,m,1,I,2,2,r,2,s,借助于气隙中旋转磁场由定子传递给转子的功率,转子绕组铜耗,p,Cu2,p,Cu2,=,m,2,I,2,2,r,2,=,m,1,I,2,2,r,2,=,s P,M,6,17.1,异步电动机的功率关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,功率表达式,名称,符号,计算公式,总机械损耗,P,P,=,m,2,I,2,2,r,2,(1-,s,),s,=,m,1,I,2,2,r,2,(1-,s,),s,=,(1-,s,),P,M,机械损耗,p,m,包括轴承摩擦损耗和通风损耗，主要与转速有关,附加损耗,p,ad,定、转子开槽和谐波磁动势产生。难以准确计算，通常估算约为电机额定功率的,0.5%,3%,。,输出机械功率,P,2,P,2,=,P,-(,p,m,+,p,ad,)=,P,1,-,p,Cu1,-,p,Fe,-,p,Cu2,-,p,m,-,p,ad,转子轴上输出的机械功率,7,17.1,异步电动机的功率关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,功率流程图,几个重要的关系式,P,1,(,电,),P,M,P,2,(,机,),p,cu1,p,Fe,p,cu2,p,m,+,p,ad,P,P,M,：,p,cu2,：,P,=1,：,s,：,(1-,s,),8,17.1,异步电动机的功率关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,小结,从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分（,s,）变为转子铜损耗，绝大部分（,1,s,）转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。起动瞬间，,p,Cu2,=,P,M,，,电磁功率全部转为转子铜耗。,效率,=(,P,2,P,1,)100,9,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,一、转矩关系,异步电机作为电动机运行时，从电网吸取电能转换为轴上的机械能，能量的转换是通过气隙磁场与转子电流相互作用产生电磁转矩而实现的。,旋转体的转矩等于旋转体的机械功率除以它的机械角速度。,10,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,一、转矩关系,在式 的两边同时除以机械角速度 得：,即,：,或,T,2,负载转矩，电动机轴上的输出机械转矩,T,M,电磁转矩,T,m,机械损耗转矩；,T,ad,附加损耗转矩；,T,0,=,T,m,+,T,ad,空载制动转矩,11,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,一、转矩关系,电磁转矩,机械运动角速度,旋转磁场运动角速度,12,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,一、转矩关系,电磁转矩,从转子方面看，它等于总机械功率除以转子机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以定子旋转磁场的同步机械角速度。,13,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,阐述产生电磁转矩的根本原因；分析直接与电磁转矩相关的物理量。,磁动势表示的电磁转矩,14,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,磁动势表示的电磁转矩,15,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,磁动势表示的电磁转矩,16,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,磁动势表示的电磁转矩,异步电机的电磁转矩,是两个磁动势相互作用的结果；它们极对数相等，其轴线在空间不重合，即空间夹角不等于零度或,180,。,17,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,电流表示的电磁转矩,C,M,是,与电机结构有关的常数,18,17.2,异步电动机的转矩关系,异步电动机的功率、转矩和运行特性,二、,电磁转矩,的基本（物理）表达式,小结,三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通,与转子电流的有功分量 相互作用产生的。其大小与主磁通和转子电流的有功分量成正比。常用于分析和解释问题。,19,