异步电动机的转矩特性动画演示

      电气控制与PLC网络教学资源

1.1.3三相异步电动机的工作特性

异步电动机的转矩特性动画演示

一、三相异步电动机的转矩特性

异步电动机的电磁转矩T是由载流导体在磁场中受电磁力的作用而产生的，它使电动机旋转。
式中U₁——定子绕组相电压有效值，单位是伏特(V)；

f₁——定子电源频率，单位是赫兹(Hz)；

s——电动机的转差率；

R₂——转子绕组一相电阻，单位是欧姆(Ω)；

X₂₀——转子不动时一相感抗，单位是欧姆(Ω)；

C——与电机结构有关的比例常数。

为了分析方便，将异步电动机的电磁转矩T代替电动机的输出转矩T₂
由于电动机的转子参数R₂及X₂₀是一定的，电源频率f₁也是一定的，故当电源电压U₁一定时，上式即表明异步电动机的电磁转矩T只与转差率s有关，因此可用函数式T=f（s）表示，称为异步电动机的转矩特性，画出其图象则称为转矩特性曲线，如图1-13所示。

图1-13异步电动机的转矩特性曲线
 

二、异步电动机的机械特性

1.电动机的额定转矩的实用计算式

旋转机械的机械功率等于转矩和转动角速度的乘积,对于电动机而言,就有

P₂=T₂Ω(1-4)

当电动机的输出转矩T₂用牛·米(N·m)作单位，旋转角速度Ω用弧度/秒(rad/s)作单位时，输出功率P₂的单位是瓦特。

在电动机中计算转矩时输出功率P₂的单位是千瓦(kW)，转速n的单位是转/分(r/min)，所以可以将计算公式简化，如在额定状态下转矩公式为

式中T_N——电动机的额定转矩，单位是牛·米(N·m)；

P_N——电动机的额定功率，单位是千瓦(kW)；

n_N——电动机的额定转速，单位是转/分(r/min).

2.异步电动机的机械特性曲线

将异步电动机的转矩特性曲线顺时针转过90度，并把转差率S换成转速n，即得如图1-14所示的曲线，我们称为异步电动机的机械特性曲线，可表示为n=f（T）。

图1-14异步电动机的机械特性曲线

电动机在旋转时，作用在轴上的有两种转矩，一种是电动机产生的电磁转矩T，一种是生产机械作用在轴上的负载转矩T_L（其它如摩擦转矩忽略不计)，当T=T_L时，电动机便以某种相应转速稳定运行；当T＞T_L时，电动机则提高转速；当T＜T_L时，电动机将降低转速。

3.异步电动机的机械特性参数

（1）额定转矩 额定转矩T_N是指电动机在额定状态下工作时，轴上输出的最大允许转矩。电动机的额定转矩可根据电动机铭牌的额定功率和额定转速用(1-5)式来求得。

（2）最大转矩与过载系数

电动机的额定转矩应小于最大转矩Tm，而且不许太接近Tm，否则，电动机略一过载，电动机便停转，因此，一般电动机的额定转矩较最大转矩小得多。把最大转矩与额定转矩的比值称作过载系数λ，它是表示电动机过载能力的一个参数。其表达式为

（3）起动转矩与起动能力 电动机的起动转矩Tst是指电动机刚起动瞬间(n=0，s=1)的转矩。起动转矩与额定转矩之比可表示起动能力，用起动转矩倍数来表示，是标明异步电动机起动性能的重要指标。

空载或轻载起动的电动机，起动能力为1～1.8，一般的电动机起动能力为1.5～2.4，在重负荷下起动的电动机，要求有大的起动转矩，故起动能力可达2.6～3。