第五章 三相感应电动机的电力拖动
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三相感应电动机的电力拖动重点难点:三相交流电动机的机械特性起动、调速和制动的方法5.1感应电动机的机械特三相性三相异步电动机的机械特性是指电动机电磁转矩T em与转速n之间的关系,即n =f(T em)。
因为异步电动机的转速n与转差率s之间存在着一定的关系,所以异步电动机的机械特性通常也用s=f(T em)的形式表示。
一、固有机械特性的分析三相感应电动机的固有机械特性是指感应电动机工作在额定电压和额定频率下,按规定的接线方式接线,定、转子外界电阻为零时,n与T em的关系。
根据电磁转矩的参数表达式可绘出感应电动机的固有机械特性,如图5.1所示。
当同步转速n1为正时,机械特性曲线跨越第一、二、四象限。
在第一象限,旋转磁场的转向与转子转向一致,而0<n<n1,转差率0<s<1。
电磁转矩T em及转子转速n均为正,电动机处于电动运行状态;在第二象限,旋转磁场的转向与转子转向一致,但n>n1,故s<0,T em<0,n>0,图5.1感应电动机的固有机械特性电动机处于发电动机运行状态;第四象限,旋转磁场的转向与转子转向相反,n1>0,n<0,转差率s>1,此时T em>0,电动机处于电磁制动运行状态。
三相异步电动机的第一像限的机械特性曲线有3个运行点值得关注,即图中的A、B、C 3点。
(1) 同步转速点A:是电动机的理想空载点,即转子转速达到了同步转速。
此时:T em=0,n=n1=60f1/p,s=0。
转子电流I2=0,显然,如果没用外界转矩的作用,异步电动机是不可能运行于这一点的。
(2) 最大转矩点B:是机械特性曲线中线性段(A—B)与非线性段(B—C)的分界点,此时,电磁转矩为最大值T max,相应的转差率为s m。
通常情况下,电动机在线性段上工作是稳定的,而在非线性段上工作是不稳定的,因此,称s m为临界转差率。
T max点由于是T em-s曲线的最大点,所以可用对上式求导,并令其导数为0的办法求得临界转差率为把上式代入转矩方程中,得最大转矩式中“+”号适用于电动运行状态(第一象限);“-”号适用于发电动机运行状态或回馈制动运行状态(第二象限)。