电机基础强势总结
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单位 Kg.M2
注释 用此关系式可预估电机转 子的惯量大小 利用此关系式可以计算要 达到一定加速条件所需的 扭力 有此关系式可知输入电机 的电功率部分转化为扭力 和转速。
瓦 W
静态电流下的磁场-----电流是产生磁场的基础 表2 关系名称 公式的表达式 单位 N∗I At/m 磁场强度 H= ℓ B=μ∗H 磁感应强 特 T 度 磁动势定 义 决定磁阻 大小的因 素 F= N∗I At
注释 磁场强度是 磁感应强度是磁场感应电 场的直接量纲。 磁动势反应了一颗电机定 子的励磁能力， 其值越大表 示励磁能力越强。 磁阻的大小是电机材料和 几何形状决定的， 其值大小 反应了阻碍磁通的能力， 就 像电阻反映了阻碍电流的 能力一样。 磁通是用来反映磁场总量 的。
R ci = ℓ μ ∗ ������
XL = 2πf ∗ L
欧姆 Ω 伏特 V
U = I ∗ ������������
动态电流下的磁场 U = I ∗ ������������ = 2������������ ∗ B ∗ ������ ∗ N 感应电机是块电磁铁---从磁的角度去看感应电机 表4 关系名称 公式的表达式 单位 Ψ = B ∗ ������ ∗ N = Φ ∗ N Wb 磁链的计 算 U = 2������������ ∗ B ∗ ������ ∗ N 决定输入 伏特 电压的因 V U = 2 ������������ ∗ Φ ∗ N 素
1 2
I Z I (r jx ) E 1 m m m m m
3、电机的工作制 电机工作制是对电机承受负载情况的说明， 包括启动、 电制动、 负载、 空载、 断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。工作制分为 10 类，此处介绍常 用的四类。 a) 连续工作制---S1。在恒定负载下的运动时间足以使电机达到热稳定，电机 长时间使用时使用此机制，一般感应电机铭牌上无特殊标示均为 S1 工作机 制。 b) 短时工作制---S2。在恒定负载下按给定的时间运行。该时间不足以使电机 达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温 度之差在 2K 以内。 c) 断续周期工作制---S3。按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段 恒定负载运行时间和一段断能停转时间。 这种工作制中每一周期的启动电流 不致对温升产生显著影响 在不同工作机制下， 电机工作参数不同， 最为重要的是电机的工作电流， S2、 S3 的工作电流大于 S1 的工作电流，S2、S3 的工作扭力也大于 S1 的工作扭 力 d) 连续周期工作制---S6。按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒 定
Y 接 S2 工作制 时的最大电流
∆接 S1 工作制 时的最大电流
电机的过载率工作时间的关系
电机的过载量越大其发热量也就越大所能正常工作的时间也就越短。
注意：上图的电机过载工作时间是参考值实际情况以各家电机特性为准。
变频器输出电流与可工作时间的关系
注意：上图的驱动过载工作时间是参考值实际情。
不同工作机制和接法的电机表现示意曲线
图4
工作制在电机铭牌上的体现
Y 接 S1 工作制 时的最大功率 Y 接 S2 工作制 时的最大功率 ∆接 S1 工作制 时的最大扭力 ∆接 S2 工作制 时的最大扭力 ∆接 S2 工作制 时的最大电流
Y 接 S1 工作制 时的最大电流
扭力距与 转子感生 电流的关 系
T = B ∗ ������ ∗ N ∗ I转
N.M
注释 磁链是产生感应电动式的 静态基础。 由此关系式得知： 在提高频 率的情况下， 要保持定子磁 通量不变就必须提高电压， 这就是感应电机的 V/F 控 制原理。 由此关系式可知感应电机 产生扭力的两个最直接的 因素： 定子磁通、 转子电流。 只要保持恒定的定子磁链 （电压与频率成定比） ，感 应电机转矩与滑差频率成 线性关系。
感应电机特性
1、 感应电机图片
感应电机工作原理 转定子叠积后的硅钢片
定子
定子绕组
转子
转子鼠笼
2、 与感应电机相关的公式 三个重要的动力学公式 表1 关系名称 公式的表达式 质地均匀 J = 1 2 ∗ M ∗ R2 圆柱体的 惯量 角动量公 J ∗ ∆ω = T ∗ ∆t 式 输入功率 与输出功 率的关系 P= U∗I =η∗T∗ω
定子线间电阻
漏电抗 转子线间电阻 转子电抗 外界 载 铁损电阻 负
3、
数学模型
感应电机的等效电路模型
图3 电机转动时的平衡方程
定子励磁 电抗
E I (r jx ) U 1 1 1 1 1 I ( r2 jx ) 0E 2 2 2 s I ( I ) I 1 m 2 E E
1/H
决定磁通 量大小的 因素
Φ = B ∗ ������ = F/R ci
韦伯 Wb
电机是个大电感----从电的角度去看感应电机 表3 关系名称 公式的表达式 单位 自感系数 与磁阻的 关系 感抗与频 率的关系 决定输入 电压的因 素 L = N2 /R ci 亨利 H
注释 感抗系数是电机制造好后 就固定的“硬”属性，此决 定因素有：绕线匝数、磁阻 此关系式表现了， 决定感性 元件感抗的重要参量： 感抗 系数 L 由此关系式得知： 在提高频 率的情况下， 要保持定子磁 通量不变就必须提高电压， 这就是感应电机的 V/F 控 制原理。
P（W）:输入电功率、U（V） ：输入电压、η（%）工作效率、T（N.M）:力矩、ω（rad/s）:角速度、 XL(Ω)：感抗、f（HZ） ：频率、L(H):感抗系数、Rci（1/H）磁阻、μ（H/m） ：磁导率、N： （线圈匝数） 2 ������ (m )：磁场截面积、ℓ(m)磁路长度。 B（T） ：磁感应强度、H（At/m） ：磁场强度、Ф（Wb） ：磁通量。
