三相异步电动机的功率和转矩
异步电动机的机电能量转换过程和直流电动机相似。其机电能量转换的关键在于作为耦合介质的磁场对电系统和机械系统的作用和反作用。在直流电机中，这种磁场由定、转子双边的电流共同激励，而异步电机的耦合介质磁场仅由定子一边的电流来建立。这种特殊性表现为直流电机的气隙磁场是随负载而变化，由此发生了所谓电枢反应的问题，而异步电机的气隙磁场基本上与负载无关，故无电枢反应可言。尽管如此，异步电动机由定子绕组输入电功率，从转子轴输出机械功率的总过程和直流电动机还是一样的。不过在异步电动机中的电磁功率却在定子绕组中发生，然后经由气隙送给转子，扣除一些损耗以后，在轴上输出。在机电能量转换过程中，不可避免地要产生一些损耗，其种类和性质也和直流电机相似，这里不再分析。下面仅就功率转换过程加以说明，然后导出功率方程式和相应的转矩方程式。
一、功率转换过程
异步电动机在负载时，由电源供给的、从定子绕组输
入电动机的功率为P1，从图4—12所示的等值电路可看
出，P1的一小部分消耗于定子电阻上的定于铜耗P Cu1，
又一小部分消耗于定子铁心中的铁耗ｐＦ，余下的大部分电功率借助于气隙旋转磁场由定子传送到转子，这部分功率就是异步电动机的电磁功率。它和直流电机中的电磁功率稍有不同。前者是靠电磁作用而传递的功率，后者由电磁作用而转换的功率。异步电动机中的电磁功率传送到转子以后，必伴生转子电流，有电流在转子绕组内通过，在转子电阻上又发生了转子铜耗ｐCu2。在气隙旋转磁场传递电磁功率的过程中，与转子铁心存在着相对运动，旋转磁场切割着转子铁心，理应引起转子的铁心中的铁耗，但实际上由于异步电动机在正常运行时，转差率很小，即气隙旋转磁场与转子铁心相对运动很小，以致转子铁心中磁通变化频率很低，通常仅1～3Hz／s，所以转子的铁耗可以略去不计。这样．从定子传递到转子的电磁功率仅须扣除转子钢耗，便是使转子产生旋转运动的总机械功率
p mec。总机械功率补偿了机械损耗p，。和附加损耗pΔ，就
由轴上输出净机械功率户：。这个异步电动机功率和能量
转换的关系，可形象地用功率图来表示，如图4—17所示。
如果异步电动机的转差率较大，则f2较大，那就应该
考虑转子铁耗，铁耗包括涡流损耗和磁滞损耗两部分。铁
心中的涡流，除引起损耗之外，还与主磁场相作用产生拖动转矩和机械功率，正如转子上
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的导条中的电流一样。转子铁心内的磁滞现象也会形成微弱的磁滞转矩和机械功率。有些微型电动机和控制电动机就是用这种涡流与磁滞的作用产生转矩与功率的(见第六章磁滞同步电动机)。
附加损耗亦产生制动的附加转矩，因而消耗电动机轴上的机械功率。PΔ的大小与气隙大小及一些工艺因素关系极大，和直流机一样，是堆于准确计算的。在小型异步电动机中，满载时PΔ可达输出功率的1％—3%，或更大些。在大型异步电动机中约为输出功率的0.5％。
二、功率方程式
根据上述功率转换过程，可建立功率方程式如下：
P1 - p Cu1 - p Fe = P em
P1=m1U1cosφ1p Cu1=m1I21r1 p Fe=m1I2m r m
P em=m1E`2I`2cosφ`2=m1I`22r`2 / s
式中U1——定子相电压，
I1——定子相电流，
φ1—一定子功率因数角，
φ`2——转子功率因数角。
由p Cu2 = s P em可知，异步电机的转速n愈低，转差率c愈大，或者说转差功率s P em，愈大，转子铜耗就愈大。当异步电机处于电磁制动状态时，s > 1转子铜耗大于电磁功率，故由定子传送到转子的电磁功率都消耗于转子铜耗还不够，还应从轴上输入机械功率去补偿。这里再次说明，异步电机处于电磁制动状态时，从电源和转轴两方面输入功率，而消耗于转子电阻上。
总机械功率P mwc为
P mec = P em –P Cu2=m1I`22r`2 / s - m1 I`22 r`2 = (1 – s ) P em
三、转矩方程式
由于在电机稳态运行时，机械功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积。把机械功率的方程式P mec=P2+ p mec+PΔ，两边除以转子的机械角速度Ω就可以得出相应稳态转矩方程式
T em=T2+T mec+ TΔ≈T2+T0
这也是稳态时电动机转矩平衡规律。电动机产生的电磁转矩减去对应的机械损耗和附加损耗的转矩，或者稍微粗略地说减去空载转矩T0-之后，就是电动机轴上的输出机械转矩。但这里必须注意到异步电动机与直流电动机中转矩与功率对应情况稍有不同。在直流电机中．总机械功率由全部电磁功率转换而来，所以总的机械转矩(负载转矩加空载转矩)就是与电磁转
矩相平衡，转矩与功率一一对应是无疑的，但在异步电动机中，一方面总机械功率与电磁功率还相差一个数值不大的转子铜损耗，另一方面，又必须符合稳态的转矩平衡规律，即电磁转矩与总的机械转矩相平衡。这样就找不到一一对应的关系，好象在功率与转矩之间的平衡关系之间存在着矛盾。实质只要注意到异步电动机的特性，即其中存在着两个转速，一个是旋转磁场的转速，另一个是转子的转速，就可以洞悉其物理本质而感到不足为奇了，下面说明这个问题：
由总机械功率公式可知
P mec=(1-s)P em=nP em / n0=ΩP em / Ω
说明，总机械功率除以转子的机械角速度与电磁功率除以旋转磁场的同步角速度相等。
可得
这种关系表明，电磁转矩T em既可以用转子的总机械功率除以转子机械角速度来计算，也可以用电磁功率除以同步角速度来计算。前者从转子本身产生机械功率这一概念导出，由于转
子本身的机械角速度为Ω，所以T em= P em /Ω，后者则从旋转磁场对转子作功这一概念出发，由于旋转磁场以同步角速度Ω0旋转而拖动转子，旋转磁场每秒所作的功，即通过气隙送到转子的总功率为P em，所以T em= P em /Ω0。这种物理情况如图4-18所示。
四，电磁转矩公式
(一)由电磁功率导出
关于异步电动机电磁转矩公式，也可以象直流电动机那样，根据电磁力定律，用积分方法导出。这种方法读者可参阅有关电机学的书籍。这里我们首先十分简单地从等效电路和相量图来推导。
由式前面的结果，可得
把归算过的转子电动势公式
代入上式，则
上式C M1和直流电动机一样，对已制成的电机是一个常数，亦称为转矩常数。电流I`2的单位为A，主磁通Φm的单位为Wb，则电磁转矩M的单位为N·m。
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识
凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁
电机功率和转矩、转速之间的关系 功率： 物理意义 物理意义：表示物体做功快慢的物理量。 物理定义：单位时间内所做的功叫功率。说：“功率是做功快慢的物理量 公式 功率可分为电功率，力的功率等。故计算公式也有所不同。 电功率计算公式：P=W/t =UI；在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I*IR=(U*U)/R 在动力学中：功率计算公式：P=W/t（平均功率）；P=Fvcosa（瞬时功率） 因为W=F（f力）×S（s位移）（功的定义式），所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V（此公式适用于物体做匀速直线运动） 单位 P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是“W”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。“t”表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。 功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高，常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力（PS）或千瓦（kW）来表示，1马力等于0.735千瓦。1W=1J/s 功率=力*速度 P=F*V---公式-------------------------------------------------1 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) ------推出F=T/R---公式-------------------------------------2 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒) =2πR*每分转速(n分)/60 =πR*n分/30---公式-------------------3 将公式2、3代入公式1得： P=F*V=（T/R）*（πR*n分/30）= (T*π* n分)/30 （单位W） -----P=功率单位W， T=转矩单位Nm，
三相异步电动机分类特点以及调速方法 三相异步电动机分类： 1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。 2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。 我们清楚三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。 一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。其特点：1、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、 调速范围大，特性硬，精度高；4、 技术复杂，造价高，维护检修困难。 三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为
电机功率转换的原理 引言： 电机调速实质的探讨，是关系到近代交流调速发展的重要理论问题。随着近代变频调速矢量控制及直接转矩控制等调速控制理论的提出和实践，很多有关文献和论著都把调速的转矩控制确认为调速的普遍规律，并提出调速的实质和关键在于电磁转矩控制。然而，这种观点尚缺乏理论和实践的证明，值得商榷。 本文根据电机功率转换的普遍原理，提出并证明恒转矩调速的实质在于电机的轴功率控制，转速调节是功率控制的响应，其关键为如何通过电功率控制轴功率。 一、功率控制与转矩控制 根据机电能量转换原理，凡电动机都可划分为主磁极和电枢两个功能部分。主磁极的作用是建立主磁场，电枢则是与磁场相互作用将电磁功率转换为轴功率。 直流电动机的主磁极和电枢不仅结构鲜明，而且功能独立，无疑符合以上定义。而交流（异步）电动机通常以定子、转子划分构成，需加说明。 根据所述电枢定义，异步机的轴功率产生于转子，因此，异步机真正的电枢是转子。问题在于定子，一方面定子励磁产生主磁场，故定子是主磁极。另一方面，定子又通过电磁感应为电枢（转子）输送电磁功率，却不产生轴功率，因此定子又具有电枢的部分特征，这里我们把它称为伪电枢。定子的这种复合功能，是异步机区别于直流机的主要特征。 从电枢输出角度观察，电动机的轴功率与电磁转矩机械转速的关系为： PM＝MΩ (1) 或Ω＝PM／M （2） 公式（2）除了给出了电机转速与轴功率和电磁转矩间的量值关系以外，同时表明，电机转速最终只能通过轴功率或电磁转矩两种控制获得调节，前者简称功率控制，后者简称转矩控制。 1. 功率控制 功率控制是以轴功率PM为调速主控量，作用对象必然是电枢或伪电枢。电磁转矩在调速稳态时，取决于负载转矩的大小。 即M＝Mfz (3) 当负载转矩一经为客观工况所确定之后，电磁转矩就唯一地被决定了，因此电磁转矩不仅与调速控制无关，而且不能随意改变其量值。 电磁转矩对转速的作用表现在调速的过渡过程，转矩的变化是转速响应滞后的结果，此时，功率控制造成电磁转矩响应。 设电机调速前的稳态转速为Ω1，轴功率为PM1，调速后的稳态转速为Ω2，相应的轴功率变为PM2。由于电磁转矩： M＝PM／Ω (4） 故调速时，电磁转矩变为： M＝PM2／Ω 由于受惯性的作用，在t＝0的调速瞬时Ω＝Ω1，故 M＝PM2／Ω1 t=0 此时的电磁转矩将与原来的电磁转矩M1＝PM1／Ω1不等，转矩平衡被破坏并产生动态转矩，电机转速在动态转矩作用下开始由Ω1向Ω2过渡，其变化规律为：
教案（首页） 授课班级机电高职1002 授课日期 课题序号 3.5 授课形式讲授授课时数 2 课题名称三相异步电动机的使用、维护和检修 教学目标1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 3．熟悉三相异步电动机的定期检修内容。 4．了解三相异步电动机的常见故障以及处理方法。 教学重点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教学难点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教材内容更 新、补 充及删减 无 课外作业补充 教学后记无 送审记录 课堂时间安排和板书设计
复习5 导 入 5 新 授 60 练 习 15 小 结 5 一、电机选择原则 1、电源的原则 2、防护形式的选择 3、功率的选择 4、起动情况选择 5、转速的选择 二、电机的安装原则 三、电机的接地装置 四、电机的定期检查和保养 五、三相异步电机的常见故障及处理方法 课堂教学安排
课题序号课题名称第页共页教学过程主要教学内容及步骤 导入新授三相异步电动机在生产设备中长期不间断地工作，是目前工矿企业的主要动力装置，电动机的使用寿命是有限的，因为电动机轴承的逐渐磨损、绝缘材料的逐渐老化等等，这些现象是不可避免的。但一般来说，只要选用正确、安装良好、维修保养完善，电动机的使用寿命还是比较长的。在使用中如何尽量避免对电动机的损害，及时发现电动机运行中的故障隐患，对电动机的安全运行意义重大。因此，电动机在运行中的监视和维护，定期的检查维修，是消灭故障隐患，延长电动机使用寿命，减小不必要损失的重要手段。 一、电动机的选择原则 合理选择电动机是正确使用电动机的前提。电动机品种繁多，性能各异，选择时要全面考虑电源、负载、使用环境等诸多因素。对于与电动机使用相配套的控制电器和保护电器的选择也是同样重要的。 1．电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多采用三相380V电压，但也有使用三相22OV电压的。在电源频率方面，我国自行生产的电动机采用50Hz的频率，而世界上有些国家采用60Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能将大不一样。因此，在选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。 2．防护型式的选择 由于工作环境不尽相同，有的生产场所温度较高、有的生产场所有大量的粉尘、有的场所空气中含有爆炸性气体或腐蚀性气体等等。这些环境都会使电动机的绝缘状况恶化，从而缩短电动机的使用寿命，甚至危及生命和财产的安全。因此，使用时有必要选择各种不同结构形式的电动机，以保证在各种不同的工作环境中能安全可靠地运行。电动机的外壳一般有如下型式: (1)开启型外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。此型电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护型机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，叫网罩式；通风口可防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部的叫防漏式；通风口可防止与垂直成100o范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的叫防溅式。(3)封闭式机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片。适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场合。 (4)防水式外壳结构能阻止一定压力的水进入电动机内部。 (5)水密式当电动机浸没在水中时，外壳结构能防止水进入电动机内部。 (6)潜水式电动机能长期在规定的水压下运行。 (7)防爆式电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 3．功率的选择 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页
针对你的问题有公式可参照分析: 电机功率：P=1.732X UX I x cos 4 电机转矩：T=9549X P/n ; 电机功率转矩=9550*输出功率/输出转速 转矩=9550*输出功率/输出转速 P = T*n/9550 公式推导 电机功率，转矩，转速的关系 功率=力*速度 P=F*V---公式1 转矩（T）=扭力（F）*作用半径（R）推出 F=T/R ---公式2 线速度（V）=2兀R*每秒转速（n秒）=2兀R*每分转速（n 分）/60 =兀R*n分/30--- 公式3 将公式2、3代入公式1得： P=F*V=T/R* 兀R*n 分/30 =兀/30*T*n 分 ---- P=功率单位W T=转矩单位Nm n分=每分钟转速单位转/分钟 如果将P的单位换成KW/那么就是如下公式： P*1000=兀/30*T*n 30000/ 兀*P=T*n 30000/3.1415926*P=T*n 9549.297*P = T * n
电机转速：n=60f/p , p为电机极对数，例如四级电机的p=2 ; 注：当频率达50Hz时，电机达到额定功率，再增加频率，其功率时不会再增的，会保持额定功率。 电机转矩在50Hz以下时，是与频率成正比变化的；当频率f达到50Hz时，电 机达到最大输出功率，即额定功率；如果频率f在50Hz以后再继续增加，则输 1 人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
出转矩与频率成反比变化，因为它的输出功率就是那么大了，你还要继续增加频率f,那么套入上面的计算式分析，转矩则明显会减小。 转速的情况和频率是一样的，因为电源电压不变，其频率的变化直接反应的结果就是转速的同比变化，频率增，转速也增，它减另一个也减。 关丁电压分析起来有点麻烦，你先看这几个公式。 电机的定子电压：U = E + I R （I为电流，R为电子电阻，E为感应电势）； 而：E = k f旅（k:常数,f:频率,X:磁通）； 对异步电机来说：T=W I X （K:常数,I:电流,X:磁通）； 则很容易看出频率f的变化，也伴随着E的变化，则定子的电压也应该是变化的，事实上常用的变频器调速方法也就是这样的，频率变化时，变频器输出电压，也就是加在定子两端的电压也是随之变化的，是成正比的，这就是包V/f比变频方式。这三个式子也可用丁前面的分析，可得出相同结果。 当然，如果电源频率不变，电机转矩肯定是正比丁电压的，但是一定是在电机达到额定输出转矩前。 电机的扭矩”，单位是N?m （牛米） 计算公式是T=9549 * P / n 。 P是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（ KW） 分母是额定转速n单位是转每分（r/min） P和n可从电机铭牌中直接查到。 电机转速和扭矩（转矩）公式 含义：1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。 含义：9.8N m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。
电机转速和扭矩（转矩）公式 含义： 1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。 含义： 9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。 转速公式：n＝60f/P (n＝转速，f＝电源频率，P＝磁极对数) 扭矩公式：T=9550P/n T是扭矩，单位N·m P是输出功率，单位KW n是电机转速，单位r/min 扭矩公式：T=973P/n T是扭矩，单位Kg·m P是输出功率，单位KW n是电机转速，单位r/min 形象的比喻: 功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能？有人说：起步靠扭矩，加速靠功率，也有人说：功率大代表极速高，扭矩大代表加速好，其实这些都是片面的错误解释，其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力，所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」，因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」，也就从此流传下来，为导正视听，我们以下皆称为「扭矩」。 扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了，定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公制单位为牛顿-米(N-m)，除以重力加速度9.8m/sec2之后，单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单位则为磅-呎(lb-ft)，在美国的车型录上较为常见，若要转换成公制，只要将lb-ft的数字除以7.22即可。汽车驱动力的计算方式：将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率－扭矩输出曲线图可发现，在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值，这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢？答案很简单，就是「除以一个长度」，便可获得「力」的数据。举例而言，一部1.6升的发动机大约可发挥15.0kg-m的最大扭矩，此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎，半径约为41公分，则经由车轮所发挥的推进力量为15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位，而是重量的单位，须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。
三相异步电机的转矩特性与机械特性 1．电磁转矩（简称转矩） 异步电动机的转矩T 是由旋转磁场的每极磁通Φ与转子电流I 2相互作用而产生的。电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I 及旋转磁场的强弱有关。 经理论证明，它们的关系是： 22cos T T K I ?=Φ （5-4） 其中 T 为电磁转矩 K T 为与电机结构有关的常数 Φ为旋转磁场每个极的磁通量 I 2为转子绕组电流的有效值 ?2为转子电流滞后于转子电势的相位角 若考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系，（5-4）修正为： 22122220()T sR U T K R sX '=+ （5-5） 其中 T K '为常数 U 1为定子绕组的相电压 S 为转差率 R 2为转子每相绕组的电阻 X 20为转子静止时每相绕组的感抗 由上式可知，转矩T 还与定子每相电压U 1的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩T 还受转子电阻R 2的影响。图4-15为异步电动机的转矩特性曲线。 2．机械特性曲线 图 5-5 三相异步电动机的机械特性曲线 在一定的电源电压U 1和转子电阻R 2下，电动机的转矩T 与转差率n 之间的n n m (a) T =f (s )曲线
关系曲线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线，它可根据式（5-4）得出，如图5-5所示。 在机械特性曲线上我们要讨论三个转矩： 1）．额定转矩T N 额定转矩T N 是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。 29550N P T n = （5-6） 式中P 2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n 的单位是转/分，T N 的单位是牛·米。 当忽略电动机本身机械摩擦转矩T 0时，阻转矩近似为负载转矩T L ，电动机作等速旋转时，电磁转矩T 必与阻转矩T L 相等，即T = T L 。额定负载时，则有T N = T L 。 2）．最大转矩T m T m 又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。 最大转矩的转差率为S m ，此时的S m 叫做临界转差率，见图5-5（a ） 最大转矩Tm 与额定转矩T N 之比称为电动机的过载系数λ，即 λ= Tm / T N 一般三相异步的过载系数在1.8~2.2之间。 在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负载转矩，而后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必须大于最大负载转矩。否则，就是重选电动机。 3）．起动转矩T st ， T st 为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s ＝１时的转矩。 为确保电动机能够带额定负载起动，必须满足：T st >T N ，一般的三相异步电动机有T st /T N =1~2.2。 3．电动机的负载能力自适应分析 电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T 的大小能够在一定的范围内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载能力。 2 L T n S I T ↑?↓?↑?↑?↑直至新的平衡。此过程中，2I ↑时，1 I ↑? 电源提供的功率自动增加。
第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ， 2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 ，1Hz ， 720r/min ，2Hz 6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。
答 电动机， 发电机，电磁制动 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁 10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。 答 265??? ??，2 65?? ? ?? 二、 选择（每题1分） 1. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。 A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。 答 B 2. 一台50Hz 三相感应电动机的转速为min /720r n =，该电机的级数和同步转速为 （ ）。 Ａ ４极，min /1500r ； Ｂ ６极，min /1000r ； Ｃ ８极，min /750r ； Ｄ １０极，min /600r 。 答 C 3. ★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降%10，该电机转子电流产生的旋转磁动势 相对于定子的转速（ ）。 A 上升 %10； B 下降%10； C 上升 %)101/(1+； D 不变。 答 D 4. 国产额定转速为min /1450r 的三相感应电动机为（ ）极电机。
Y系列三相异步电动机使用说明书 l、电动机的安装 1．1安装前的准备工作 电动机开箱前应检查包装是否完整无损，有无受潮的现象，开罩后应小心清除电动机上的尘土和防锈层，仔细检查在运输过程中有无变形和损坏，紧固件有无松动或脱落，转子转动是否灵活，铭牌数据是否符合要求，并用500VMQ表测量高压电阻，绝缘电阻应不低于1MQ 否则应对绕组进行干燥处理，但是处理温度不超过J20℃。 1．2电动机的安装场地和安装基础 电动机的安装场地海拔高度应不超过100()m；一般用途的电动机的安装场地要干燥、洁净，电动机周围应通风良好，与其它设备要留有一定的间隔，以便于检查，监视和清扫，环境温度在40℃以下，并需防止强烈的辐射；安装基础要坚固、结实，有一定的刚度，安装面应平整，以保证电机的平衡运行。 I．3电动机的接线 1．3．1电动机应妥善接地，接线盒内右下方及机座外壳有接地装置，必要时亦可利用电动机底脚或法兰盘紧固螺栓接地，以保证电动机的安全运行。 1．4电动机与机械负载的联接 1．4．1电动机可采用联轴器，正齿轴或皮带与负载机械联接，双轴伸电动机的风扇端只允许采用联轴器传动。 1．4．2采用联轴器联接时，电动机轴中心线与负载机械的轴中心线要重合，以免电动机在动行中产生强烈振动，联轴动和不正常的声音等。器的安装偏差为：2极电动机允许偏差0．015mm，4、6、8极电动机偏差0．04mm。 1．4．3立式安装的电动机，轴伸只允许采用联轴器与机械负载联接。 2、电动机的起动 2．1电动机起动前的检查 2．1．1新安装或停用三个月以上的电动机起动前应检查绝缘电阻，测得绝缘电阻值不小于1MQ。 2．1．2检查电动机的紧固螺钉是否拧紧，轴承是否缺油，电动机的接线是否符合要求，外壳是否可靠接地或接零。 2．1．3检查联轴器的螺钉和销钉是否紧固，皮带联接处是否良好，松紧是否合适，机组转动是否灵活，有无卡位，窜动和不正常的声音等。 2．1．4检查熔断器的额定电流是否符合要求，安装是否牢固可靠。 2．1．5检查起动设备接线是否正确，起动装置是否灵活，触点接触是否良好，起动设备的金属处壳是否可靠接地或接零。 2．1．6检查三相电源电压是否正常，电压是否过高过低或三相电压不对称等。 2．1．7上述任何一项有问题，都必须彻底解决，在确认准备工作无误时方可起动。 2．2起动时的注意事项
三相异步电动机转速及力 矩计算 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
三相异步电动机转速及力矩计算 电动机扭矩计算 扭矩是力对物体作用的一种形式，它使物体产生转动，其作用大小等于作用力和力臂（作用力到转动中心的距离）的乘积。所以扭矩的单位是力的单位和距离的单位的乘积，即牛顿*米，简称牛米 计算公式是 T=9550 * P / n P是额定（输出）功率单位是千瓦（KW） n 是额定转速单位是转每分 (r/min) P和 n可从电机铭牌中直接查到。 三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s) N0=60F/P （同步电动机） 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。 在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很
电机功率与转矩的关系 在一定功率的条件下，转速转速越高，扭矩就越低，反之就越高。 比如同样1.5kw电机，6级输出转矩就比4级高也可用公式M=9550P/n粗算对于交流电机：额定转矩=9550×额定功率/额定转速；对于直流电机比较麻烦因为种类太多。大概是转速与电枢电压成正比，与励磁电压成反比。 转矩与励磁磁通和电枢电流成正比。 在直流调速中调节电枢电压属于恒转矩调速（电机输出转矩基本不变） 调节励磁电压属于恒功率调速（电机输出功率基本不变） 电机的选择 电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点： ①如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。 ②如果电动机功率选得过大．就会出现“大马拉小车”现象．其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较：P=F×V /1000 (P=计算功率KW，F=所需拉力N，工作机线速度m/s) 对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率：P1(kw)：P=P/n1n2 式中n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。按上式求出的功率P1，不一定与产品功率相同。因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
此外．最常用的是类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大．则表明所选电动机的功率合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70％左右．则表明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上．则表明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。 实际上应该是考虑扭矩（转矩）、电机功率和转矩是有计算公式的。即T = 9550P/n 式中：P —功率，kW；n —电机的额定转速，r/min；T —转矩，Nm。电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。 关于功率、转矩、转速之间关系的推导如下： 功率=力*速度 P=F*V---公式1 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R)------推出F=T/R---公式2 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---公式3 将公式2、3代入公式1得： P=F*V=T/R*πR*n分/30=π/30*T*n分-----P=功率单位W，T=转矩单位Nm，n分=每分钟转速单位转/分钟
电机的恒功率和恒转矩 的区别 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
电机的恒功率和恒转矩的区别 电机恒功率和恒转矩是用在电机调速中的性能指标； 恒功率调速是指电机低速时输出转矩大，高速时输出转矩小，即输出功率是恒定的； 恒转矩调速是指电机高速、低速时输出转矩一样大，即高速时输出功率大，低速时输出功率小。 首先要记住一点，我们出厂设计的电机，都是按照在工频电压下（380V，50HZ）的给定下，所得到的额定转速值，如果我们在实际工况当中，没有达到380V，比如说只有 300V,50HZ,那么这是一个欠压的情况，肯定是不能达到额定的转速值，因为按照这个电机的设计，50HZ的频率下，一定要有380V的电压来励磁，如今没有在额定电压下，没有达到应有的磁场强度，磁通偏小，那么肯定会影响速度的，不能因为那个60f/p这个公式来看速度的变化。又比如说在380V的40HZ的输入的情况下，根据公式E=K*F*Q，E不变，f 降低了，那么Q磁通变大了，这是一种过压的情况，过大的励磁，磁通在长时间下，会使电机发热并有可能烧毁的。所以说磁通这个值不能过大，这个值是根据我们电机在设计的时候就决定了其承载磁通能力。我们通常在恒转矩调速时（50HZ以下），此时的磁通为额定磁通，也称为满磁，如果电压/频率变大，则会超过这个磁通值，造成电机发热。 下面说恒转矩调速和恒功率调速
恒转矩调速，就是说让磁通保持一个不变的值，V/F=Q（磁通）是一个不变的值，为什么叫恒转矩调速，就是说负载的转矩是个定值，我们要求电机输出的转矩值也是个定值，看公式：T=K*I*Q，如今Q不变，那么电机输出转矩就和I成正比，因为Q这个值我们通过铭牌就可以计算出来的V(额定电压)/50HZ，所以在Q确定且不变的情况下，我们线圈的额定电流（不论有无负载，最大通过电流）确定的情况下，该电机能输出的最大力矩也就能够确定（也就能确定电机能带动多大转矩的恒负载），所以我们电机的过流能力就体现了电机的过载（转矩）能力。 在恒转矩调速下，我们也只需要通过变频器向电机输送经过调制的一定频率的电压（这个比是磁通，是个定值），负载的转矩也是个定值，那么N一定，T一定，输入的功率P 也就定了。如果F增大，转速N增大，那么功率P也就变大了，因为转矩T是不会因为速度增大而变大的（这个也叫恒转矩负载，如传送带。恒转矩负载的特点是负载转矩与转速无关，任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。应用的场合比如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载） 还有一点，额定转速这个值是电机空转时所得到的值，这个值对于我们的意义来说，在达到额定电压的情况下，在达到额定功率的情况下，这个值越大，输出转矩就越小，这个就是恒功率调速的一个特点。公式T=9550*P/N(额定转速)。所以在F>50HZ的情况下，（这个时候已经输出为最大功率了），我们在使N变大的时候，要注意T在变小，要避免T太小而小于负载转矩引起事故。在恒功率调速时，我们是通过减小磁通来达到减小输出转矩从而提高速度的这样的过程来调速，所以这个也叫弱磁调速。
湖南农业大学 毕业论文 浅谈三相异步电动机的过热原因与维护 学生姓名：王礼明 年级专业：2008级机械电子工程 指导老师及职称：杨学工副教授 学院：成人教育学院 湖南·长沙 提交日期： 20 年月
浅谈三相异步电动机的过热原因与维护 学生：王礼明 指导老师：杨学工 （湖南农业大学成人教育学院，长沙 410128） 摘要：电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工业、农业、国防、文教、医疗及日常生活等各个领域被广泛地应用，在工、农业生产中起着不可或缺的作用。三相异步电动机通过长期运行后，会发生电动机损坏等故障，而造成三相异步电动机损坏又多因其过热烧毁所致，因此对故障进行及时处理，是保证设备正常运行的一项重要的工作。本文就造成三相异步电动机过热的各种因素和维护进行浅析和探讨，供广大电气工作者参考。 关键词：三相异步电动机；基本结构；作用；工作原理；过热原因；维护方法 1 前言 电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工、农业生产及生活中起着不可或缺的作用。而造成三相异步电动机损坏必须进行检修报废的原因，又多因其过热烧毁所致。由此影响各种生产任务的按期完成也是常见的，因此了解三相电动机的结构及各部分的作用与工作原理，以便于及时判断故障原因，进行相应处理与维护，防止故障扩大，保证设备正常运行，是广大电气工作者的一项重要的工作。 2 电动机的结构及各部分作用 三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组（可以接成星形Y或三角形△）等部分组成，转子主要由转子铁心和转子绕组（分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机），其他部分包括端盖、风扇等。 定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、
电动机的功率与转矩 电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点： ①如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。 ②如果电动机功率选得过大．就会出现“大马拉小车”现象．其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： P=F*V /1000 (P=计算功率 KW， F=所需拉力 N，工作机线速度 M/S) 对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率： P1(kw)：P=P/n1n2 式中 n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。 按上式求出的功率P1，不一定与产品功率相同。因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 此外．最常用的是类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。 具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。 验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大．则表明所选电动机的功率
合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70％左右．则表明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上．则表明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。 实际上应该是考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩是有计算公式的。 即 T = 9550P/n 式中： P —功率，kW； n —电机的额定转速，r/min； T —转矩，Nm。 电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。 关于功率、转矩、转速之间关系的推导如下： 功率=力*速度 P=F*V---公式1 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R)------推出F=T/R---公式2 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---公式3 将公式2、3代入公式1得： P=F*V=T/R*πR*n分/30=π/30*T*n分-----P=功率单位W，T=转矩单位Nm，n 分=每分钟转速单位转/分钟
普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机有何区别？ 普通异步电机与变频电机的区别—— 普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。 6、电磁设计 对普通异步电动机来说，在设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下： 1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加
三相异步电动机直接转 矩控制系统仿真报告 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
三相异步电动机直接转矩控制系统仿真报告 摘要：利用直接转矩控制( DTC )理论，研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成 和工作原理，建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型。利用MATLAB /Simulink软件对异步电动机直接转矩控制系统进行建模和仿真。结果表明: DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现的优点。仿真结果验证了该模型的正确性和该控制系统的有效性。 关键词：异步电机；直接转矩控制； MATLAB仿真 1 引言 自从20世纪70年代矢量控制技术发展以来，交流拖动技术就从理论上解决了交流调速系统在静动态性能上与直流调速系统相媲美的问题。所谓矢量控制，就是将交流电动机模拟成直流电动机来控制,通过坐标变换实现电机定子电流的励磁分量和转矩分量的解耦，然后分别独立控制，从而获得高性能的转矩和转速响应特性。 直接转矩控制(Direct Torque Control DTC)是在矢量控制基础之上发展起来的，是继矢量控制以后提出的又一种异步电动机控制方法。其思路是把异步电动机和逆变器看成是一个整体，采用电压矢量分析方法直接在静止坐标系下分析和计算电动机的转矩和磁链，通过磁链跟踪得出PWM逆变器的开关状态切换的依据从而直接控制电动机转矩"与矢量控制相比，直接转矩控制的主要优点是:在定子坐标系下对电动机进行控制，摒弃了矢量控制中的解藕思想，直接控制电动机的磁链和转矩，并用定子磁链的定向代替转子磁链的定向，避开了电动机中不易确定的参数(转子电阻)"由于定子磁链的估算只与相对比较容易测量的定子电阻有关，所以使得磁链的估算更容易、更精确，受电动机参数变化的影响也更小"此外，直接转矩控制通过直接输出转矩和磁链的偏差来确定电压矢量，与以往的调速方法相比，它具有控制直接!计算过程简化的优点"因此，直接转矩控制一问世便受到广泛关注，目前国内外围绕直接转矩控制的研究十分活跃。 2 三相异步电机的直接转矩控制系统组成 三相异步电动机直接转矩控制系统模块图标如图1所示，其仿真模型如图2所示，模型由7个主要模块组成：三相不控整流器