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17
异步电动机的特性
17.2异步电动机的电磁转矩(T-s曲线)
17.3异步电动机的工作特性
17.1异步电动机的基波特性(参数测定)
2
如变压器一样,对于已制成的异步电机可以通过空载试验和短路试验来测定其参数。
试验目的:测定励磁电阻Rm、励磁电抗Xm、铁耗pFe、机械损耗pmec。
试验方法:试验时电机轴上不带负载,用三相调压器对电机供电,使定子端电压从(1.1~1.3)UN开始,逐渐降低电压,空载电流逐渐减少,直到电动机转速发生明显下降,空载电流明显回升为止。在这个过程中,记录电动机的端电压U1、空载电流I0、空载损耗p0、转速n。绘制空载特性曲线如图所示。
一、空载试验
17.1
异步电动机的基本特性(参数测定)
3
由于异步电动机空载时转子电流小,转子铜耗可以忽略不计。在这种情况下,定子输入功率消耗在定子铜耗m1I02R1、铁耗pFe、机械损耗pmec、空载附加损耗pad0上:
p0=m1I02R1+pFe+pmec+pad0
从输入功率p0中扣除定子铜耗,得p0
p0=p0-m1I02R=pFe+pmec+pad0
计算处理方法:
4
1、机械损耗的求法
损耗分离:在p0的三项损耗中,机械损耗pmec与电压U1无关,在电动机转速变化不大时,可以认为是常数。pFe+pad0可以近似认为与磁密的平方成正比,因而可近似认为与电压的平方成正比。故p0与U12的关系曲线近似为一直线。
其延长线与纵轴交点即为机械损耗pmec。空载附加损耗相对较小,可以用其它试验将之与铁耗分离,也可根据统计值估计pad0,从而得到铁耗pFe。
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2、空载等效阻抗的计算:
Z0=U1/I0R0=p0/3I02X0=(Z02-R02)1/2
由于电动机空载,s≈0,转子支路近似开路,则
X0=Xm+X1σ
即Xm=X0-X1σ
式中,定子漏电抗X1σ将由短路试验测出。
在已知额定电压下铁耗pFe的情况下,励磁电阻
Rm=pFe/3I02
6
二、短路试验
1.试验目的:测定短路阻抗、转子电阻、定、转子漏抗。
2.试验方法:将转子堵住,在定子端施加电压,从0.4UN开始逐渐降低,记录定子绕组端电压Uk、定子电流Ik、定子端输入功率Pk,作出异步电机的短路特性Ik=f(Uk),Pk=f(Uk),如图所示。根据短路特性曲线,取额定电流点的Uk(相电压)、Ik(相电流)、Pk(三相短路损耗)。
7
3.短路等效阻抗计算
Zk=Uk/IkRk=Pk/3Ik2Xk=(Zk2-Rk2)1/2
根据短路时的等效电路,由于XmRm,忽略Rm,并近似认为X1σ=X2σ。考虑到X0=Xm+X1σ(空载试验),可推导出
对于大中型异步电机,由于Xm很大,励磁支路可以近似认为开路,这时
Rk=R1+R2
X1σ=X2σ=Xk/2
17.2异步电机的电磁转矩(T-s曲线)
一、物理表达式
异步电机电磁转矩的物理表达式描述了电磁转矩与主磁通、转子有功电流的关系。
Tem=CTΦmI2a
CT为与电机结构有关的常数;I2a=I2cosφ2为转子电流的有功分量。
(IM的电磁转矩有三种表达方式)
二、参数表达式
异步电机电磁转矩的参数表达式描述了电磁转矩与参数的关系,由简化等效电路推导出表达式如下
1.Tem与U12成正比。
2.f1↑→Tem↓。
3.漏电抗Xk↑→Tem↓。
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1.
Tem-s曲线
在电压U1、频率f1为常数时,电机的参数可以认为是常数,电磁转矩仅与s有关,其关系曲线Tem=f(s)如图所示。
三、T-s曲线表示
1.Tem曲线的幅度与U12成正比。
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2.三个特殊点
①同步点:s=0,n=n1,旋转磁场相对于转子静止,Tem=0。
②最大转矩点:s=sm,临界转差率sm,特点是与R2成正比,与Xk成反比。Tmax的特点是与R2无关。
过载倍数
kM=Tmax/TN
TN为额定负
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