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三相异步电动机曲线(三相异步电动机转矩特性曲

来源:www.xrdq.net   时间:2022-12-27 16:19   点击:203  编辑:admin   手机版

1. 三相异步电动机转矩特性曲线

转矩

使机械元件转动的力矩称为转动力矩,简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系,转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积,在国际单位制(SI)中,转矩的计量单位为牛顿米(Nm),工程技术中也曾用过公斤力米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。

三相异步电动机的转矩公式为:

S R2

M=C U12 公式 [2 ]

R22+(S X20)2

C:为常数同电机本身的特性有关; U1 :输入电压 ;

R2 :转子电阻; X20 :转子漏感抗; S:转差率

可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2 ,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。

转矩的类型

转矩可分为静态转矩和动态转矩。

静态转矩是值不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩,包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。

静止转矩的值为常数,传动轴不旋转;

恒定转矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的转矩;

缓变转矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为转矩值是不变的;

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。

动态转矩是值随时间变化很大的转矩,包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的;过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程;随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。

根据转矩的不同情况,可以采取不同的转矩测量方法。

2. 三相异步电动机转矩特性曲线方程

三相异步电动机的转矩公式为:SR2M=CU12公式[2]R22+(SX20)2C:为常数同电机本身的特性有关;

U1:输入电压;R2:转子电阻;

X20:转子漏感抗;

S:转差率可以知道M∝U12转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。

这时电动机转速又趋于新的稳定值。

3. 三相异步电机的转矩特性曲线是

三相异步电动机的机械特性有固有的4个特殊点:

(1)电动机在没有任何负载情况下的空转,此时转速最大,此点即电动机的理想空载点。

(2)电动机在有负载情况下的正常运转,此时为电动机的额定工作点。

(3)电动机在刚启动的时刻,即没有转起来,所克服转子自重时转矩的时候,此点为电动机的启动工作点。

(4)电动机在拖动负载最大转矩时,速度也比较适中时,此点位电动机的临界工作点。三相异步电动机的固有机械特性曲线有四个特殊点:

A制动工作点

B额定工作点

c启动工作点

临界工作点。但不包括理想空载工作点。

4. 三相异步电动机转差率转速扭矩曲线与解释

从性能上看,永磁同步电机在瞬态仍然可以保证较高的效率(95% 左右),同时有着更大的功率密度,因此适用于频繁起停的工况以及较小的乘用车布置空间。而感应电动机胜在成本低、可靠性更高,同时稳态的效率也不错(大部分工况 85%~90% 以上),因而在高速路网发达的工况以及较大的乘用车布置空间的条件下,感应电机可以满足需求。

交流异步电机是由定子绕组组成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转扭驱动转子旋转的交流电动机。

交流异步电机的转子滞后于现场速度,所以它的转子必须比磁场旋转得更慢。转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转,存在转差率,这样可以感应转子电流,产生扭矩以驱动附加的负载,同时克服内部损耗。

5. 三相异步电动机扭矩曲线

曲线图的横坐标表示扭矩(Ts),纵坐标分别表示功率(P)、效率(η)、电流(I)、转速(N)

AB段(s较大):为双曲线,T与S成反比。 BO段(s很小):为直线,T与S成正比。1、空载转速(N0)—指 电机不受任何机械阻力或负载时的电压,在轴枝上测得的速度,单位为rpm(每分钟内旋转的圈数)。1、速度曲线—是连接N0(空载转速)点及Ts(堵转转矩)点的曲线,其标示出电机在不同情况下的速度。

2、电流曲线—是连接I0(空载电流)点及Is(堵转电流)点的曲线,其标示出电机在不同情况下的电流量。

3、输出功率曲线—用以表示电机的输出功率,并可用以下公式计算:P=(速度x转矩)/9500(速度单位为rpm,转矩单位为mNm)。

6. 三相异步电动机转矩特性曲线图

1、异步电动机工作特性,就是同步转速到临界转速之间的稳定工作区;

2、表示电机输出功率由空载到最大转矩之间输出功率P2与:

①转速的关系n

②效率的关系η

③cosφ的关系

④电机凳子电流I1的关系

⑤电机转矩T的关系

3、异步电动机的工作区,就是机械特性曲线上的“稳定区”;

4、电流曲线是一个上凹的曲线,说明电流变化率有明显增大的趋势,反过来说明越过临界转速、转矩最大值,电流迅速下降的趋势;

5、功率因数曲线,反过来说明启动速度越过临界转速、转矩最大值,功率因数明显增大,无功电流迅速下降的趋势;

6、异步电动机启动过程中,速度越过临界转差、最大转矩,标志异步电动机进入了正常的工作区。

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