电动机的机械特性

§6-1 三相异步电动机的机械特性6.1.1三相异步电动机机械特性的三种表达式一.异步电动机机械特性的物理表达式1.异步电动机电磁转矩表达式:2.转矩常数表达式:3.转子电流表达式:4.转子电路功率因数表达式:可以看出:转差与电流、功率因数的关系及异步电动机机械特性(图6.1.1)图6.1.11.电流与转差关系(图6.1.1)I2' 最初与 s 成正比地增加，s 较大时，I2' 增加逐步减缓2.功率因数与转差关系(图6.1.1)s = 0，cosΦ'2 = 1随着 n 的逐步下降，s 增加，cos Φ'2 将逐步下降3.合成曲线J Φm ,即得 n = f(T) 的曲线，两条曲线相乘，并乘以常数 CT称为异步电动机的机械特性。

(图6.1.1)反映了不同转速时 T 与Φm 及转子电流的有功分量 I2' cosΦ'2 间的关系在物理上，这三个量的方向遵循左手定则二.异步电动机机械特性的参数表达式采用参数表达式可直接建立异步电动机工作时转矩和转速关系并进行定量分析由异步电动机的近似等效电路:1.异步电动机的机械特性参数表达式：2.异步电动机的机械特性图6.1.2 异步电动机的机械特性因为异步电动机机械特性为二次方程式，所以在某一转差率 sm 时，转矩有一最大值 Tm，该值称为异步电动机的最大转矩求出生产 Tm 时的转差 sm3.对应异步电动机的最大转矩Tm为正号对应于电动机状态，而负号则适用于发电机状态考虑 R1 << ( X1 + X2') ,可得：4.几点规律1)当电动机各参数及电源频率不变时，Tm 与 U 成正比，sm 因与 UX无关而保持不变2)当电源频率及电压不变时，sm 与 Tm 近似地与 ( X1+ X2')成反比3)Tm 与 R2' 之值无关，sm 与 R2'成正比5.电动机过载倍数 KT一般异步电动机的 K约等于 1.8 ~ 3.0T起重冶金机械用的电动机，KT 可达 3.5是电动机短时过载的极限过载倍数 KT6.起动转矩倍数 Kst异步电动机起动转矩 Tst ，即为 S = 1 时电机的电磁转矩三.机械特性的实用表达式考虑机械特性参数表达式及最大转矩 Tm 的表达式，机械特性可简化为忽略 R1 可以得到异步电动机机械特性的实用表达式这里当电动机在额定负载下运行时，转差率很小，忽略 s/sm，得:6.1.2三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性一.异步电动机的固有机械特性异步电动机在下述条件下工作：额定电压额定频率电动机按规定接线方法接线定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时的机械特性曲线 n = f ( T ) ，称之为固有机械特性其中：起动点额定工作点同步速点最大转矩点电动状态最大转矩点回馈制动最大转矩点A B HPP'可见:回馈制动时异步电动机过载能力大于电动状态时的过载能力二.人为机械特性由电动机的机械特性参数表达式可见：异步电动机电磁转矩T 的数值是由某一转速 n（或 s ）下，电源电压 Ux、电源频率 f1、定子极对数 p、定子及转子电路的电阻 R1、R2'及电抗 X1、X2' 等参数决定人为特性，改变电源电压、电源频率、定子极对数、定子和转子电路的电阻及电抗等参数，可得到不同的人为机械特性。

电动机的机械特性1. 引言电动机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于工业、交通、家电等领域。

了解和研究电动机的机械特性对于正确选择和使用电动机具有重要意义。

本文将从转速、转矩和效率等方面介绍电动机的机械特性。

2. 转速转速是电动机机械特性中的重要参数之一，代表电动机旋转的快慢程度。

通常用单位时间内转动的圈数或角度来表示。

电动机的转速与供电电压、电枢参数以及负载情况等相关。

电动机的空载转速通常比额定转速稍高，称为额定转速差。

额定转速是指在额定负载下，电动机达到的稳定转速。

当负载增加时，转速会有所下降。

3. 转矩转矩是电动机机械特性中的另一个重要参数，表示电动机输出的力矩大小。

转矩与负载有关，负载增加时转矩也会增大。

电动机的最大转矩是指能够持续输出的最大力矩。

转矩与转速之间存在一定的关系，通常可以绘制转矩-转速曲线来描述电动机的转矩特性。

在低转速区域，电动机能够输出较大的转矩；而在高转速区域，转矩会逐渐降低。

4. 效率电动机的效率是衡量电能转化为机械能的效率。

通常用电动机输出的机械功率与输入的电功率之比表示。

电动机的总效率是指电能转换为机械能的总效率，包括电动机本身的效率和传动装置的效率。

电动机的效率与负载有关，负载增加时效率可能会下降。

通常绘制效率-负载曲线来表示电动机的效率特性。

电动机在额定负载下的效率通常会较高，而在轻载或过载情况下效率会较低。

5. 其他机械特性除了转速、转矩和效率外，电动机的机械特性还包括启动特性、制动特性和惯性特性等。

启动特性指电动机从停止状态转动起来的特性，通常通过启动时间和启动电流来描述。

启动时间越短、启动电流越小越有利于电动机的正常运行。

制动特性指电动机停止转动的特性，通常通过制动时间和制动力矩来描述。

制动时间越短、制动力矩越大越有利于电动机的停止。

惯性特性指电动机转动惯量的特性，惯性越大，转速变化时所需的力矩也越大。

6. 总结电动机的机械特性包括转速、转矩、效率以及其他特性。

三相异步电动机的转矩与机械特性电磁转矩是三相异步电动机最重要的物理量之一。

而机械特性是它的主要特性之一。

一、三相异步电动机的转矩三相异步电动机的电磁转矩为：将代入上式则有：二、三相异步电动机的机械特性1、*固有机械特性：异步电动机在额定电压和额定电流下，用规定的接线方式，定子电路和转子电路不串接任何电阻或电抗时的机械特性称为固有机械特性（自然机械特性）。

可用四个特征点来描述固有机械特性：1.当T=0点,即抱负空载点（0，n0 ）其中：n0=60f1/p2.电机额定工作点（TN,nN）其中：TN=9.55PN/nN3.启动点（Tst,0），此时n=0,s=1,所以有：4.极值点（nm,Tmax）有：电机固有机械特性的两个重要指标：(1) 启动力量系数(2) 过载力量系数转矩-转差率特性表达式：2、人为机械特性：转变定子电压、电子电流频率、定子电路串入电阻或电抗、转子电路串入电阻或电抗时的机械特性称为电动机的人为机械特性。

1）降电源电压时的人为机械特性当U降低，n0及Sm不变。

Tmax正比于U2。

即在同一转差率的状况下，人为特性与固有特性的转矩之比等于电压的平方和之比。

因此，异步电动机对电压的波动特别敏感。

此外，电网电压下降，在负载转矩不变的状况下，将使电动机转速下降，转差率S增加，电流增大，引起电机发热或烧坏。

2）定子电路串入电阻或电抗时的人为机械特性与降低电源电压时的人为特性类似，所不同的是定子电路串电阻或电抗的最大转矩比直接降压时的最大转矩大些。

3）定子电路串入电阻或电抗时的人为机械特性与降低电源电压时的人为特性类似，所不同的是定子电路串电阻或电抗的最大转矩比直接降压时的最大转矩大些。

Tmax正比于1/f2，Sm正比与1/f，n0正比与f，Tst正比与1/f。

注：转变频率时要保证最大转矩不变，应使U/f不变，因此变频时要转变电压。

三相异步电动机的机械特性引言三相异步电动机是目前工业用电动机中广泛使用的一种电机，具有结构简单、成本低、效率高等优点。

本文将着重介绍三相异步电动机的机械特性，包括转速、转矩、效率等方面。

转速三相异步电动机的转速主要取决于供电电源的频率和极对数。

一般来说，三相异步电动机的额定转速为每分钟1450转或每分钟2900转，对应的供电电源频率分别为50Hz和60Hz。

除了额定转速外，三相异步电动机还有超额定转速和滑差转速。

超额定转速是指电机的转速高于额定转速，通常只能在短时间内工作，例如起动前的转速提高。

滑差转速是指电动机在空载时的转速，通常比额定转速略高一些。

转矩三相异步电动机的转矩可以分为起动转矩、额定转矩和最大转矩三种。

起动转矩是指电动机在启动时需要克服惯性负载等因素所需的转矩，通常是额定转矩的23倍。

额定转矩是指电机在额定工作条件下所需的转矩，通常为电机的额定输出功率与额定转速的乘积除以转子的转速。

最大转矩是指电机可2倍。

以承受的最大转矩，通常为额定转矩的1.5效率三相异步电动机的效率是指输出功率与输入功率的比值，通常用百分比表示。

三相异步电动机的效率通常在75%~95%之间，其中额定效率是指在额定工作条件下的效率，是电机最重要的性能指标之一。

三相异步电动机的效率取决于多种因素，包括电机本身的设计、工作条件、负载特性等。

在实际应用过程中，为了提高三相异步电动机的效率，可以采取如下措施：1.选择合适的电机型号和规格；2.优化电机的设计参数，例如提高功率因数、降低铁损和电阻损耗等；3.选择合适的工作条件，例如控制负载、降低温度等；4.定期维护和检查电机，保持电机状态良好。

三相异步电动机是工业应用最广泛的电动机之一，具有转速稳定、转矩大、效率高等优点。

本文介绍了三相异步电动机的机械特性，包括转速、转矩和效率等方面，希望对读者理解和应用三相异步电动机有所帮助。

直流电动机的机械特性直流电动机是一种常用的机电一体化设备，其被广泛应用于各个领域中。

本文将会介绍直流电动机的机械特性以及其对电机性能的影响。

机械特性在直流电动机中，机械特性包括以下几方面：转矩-转速特性转矩-转速特性是描述直流电动机机械性能的一项基本参数。

在电动机工作过程中，其所能输出的最大转矩随着转速的升高而逐渐降低。

这是因为当电动机转速越来越快时，铁芯和电涡流产生的反磁场会减弱，从而导致电动机所能输出的最大功率下降。

负载特性负载特性是指在不同负载下电机的输出特性。

电动机工作时，其常常需要承受较大的负载。

在负载下，电机输出的功率与输出的转矩有直接的关系，因此负载特性也是衡量电机性能的重要指标。

稳态和瞬态特性电动机的稳态和瞬态特性是描述电机工作状态的两个重要参数。

稳态特性是指电机在稳定状态下的运作特性，而瞬态特性则是指电机在启动、停止和加速等瞬态过程中的运作特性。

机械特性对电机性能的影响电动机的机械特性对其性能的影响十分显著。

其中，转矩-转速特性对电机的负荷能力、效率和稳定性都有影响。

转矩-转速特性可以用动态转矩方程来描述，在实际应用中可以根据负载情况来调整电机的运行状态，以保证其在不同负载下的运行稳定性。

另外，稳态和瞬态特性对电机的启动、停止和加速等过程有直接的影响。

在启动过程中，电机可能会受到较大的起动电流，从而导致电机元件的过载。

在停止过程中，电机可能会产生反电动势，导致能量无法全部释放，影响到电机的效率。

因此，在电机的设计过程中需要充分考虑机械特性对电机性能的影响，以使其性能更加优越。

直流电动机的机械特性是描述其工作性能的一个重要因素。

转矩-转速特性、负载特性以及稳态和瞬态特性等机械特性对电机的性能和效率都有显著的影响。

在电机设计和应用中，我们需要充分考虑这些特性的影响，以保证电机的稳定性、负荷能力和实用性。

三相异步电动机的机械特性
1.三相异步电动机的电磁转矩
三相异步电动机的转矩:
三相异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁通Φ与转子电流I2相互作用而生成的。

它与Φ和I2 的乘积成正比，此外，它还与转子电路的功率因素cosφ2 有关。

转矩表达式：
式中，K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数；
U1，U ——定子绕组相电压，电源相电压；
R2——转子每相绕组的电阻；
X20——电动机不动（n＝0）时转子每相绕组的感抗。

2.三相异步电动机的固有机械特性
固有机械特性：
异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中的不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。

电动机的抱负空载转速：
额定转矩及额定转差率：S=(N1-N2)/N1
转矩－转差率特性的有用表达式，即规格化转矩－转差率特性。

3.三相异步电动机的人为机械特性
人为机械特性：
异步电动机的机械特性与电动机的参数有关，也与外加电源电压、电源频率有关，将关系式中的参数人为地加以转变而获得的特性称为异步电动机的人为机械特性。

电压U的变化对抱负空载转速no和临界转差率Sm不发生影响，但最大转矩Tmax与U2成正比，当降低定子电压时，no和Sm不变，而Tmax大大减小。

在同一转差率状况下，人为特性与固有特性的转矩之比等于电压的平方之比。

因此在绘制降低电压的人为特性时，是以固有特性为基础，在不同的S处，取固有特性上对应的转矩乘降低电压与额定电压比值的平方，即可作出人为特性曲线：
在电动机定子电路中外串电阻或电抗后，电动机端电压为电源电压减去定子外串电阻上或电抗上的压降，致使定子绕组相电压降低。

电动机的机械特性
电动机的基本特性:(1)转矩和转速成正比;(2)力矩与转速平方成反比,即力矩=转速*转角;(3)功率P 与转速n 成正比,即P= N* n.其中:(4)启动电流I 由短路条件决定。

(5)对称三相异步电动机的机械特性是不对称的，具有明显的机械共振现象，因此要采取减振措施。

(6)直接起动时，应先用小容量直接起动器起动后再逐渐增加起动电流。

(7)电动机在制造、安装、使用或维护过程中，禁止敲击，撞击及重物挤压电动机外壳；电源线必须按规定架设。

(8)严禁在带电情况下拆卸、修理电动机。

从硬度的观点看，电动机的机械特性分成几种类型？
电动机在选择时，要充分考虑到生产机械的特性。

而首先更要了解电动机自身的特性。

下面就来说说电动机的机械特性。

电动机的机械特性是指电动机的转速n与转矩M的关系，即
n=f(M),其中转矩M是指电磁转矩。

机械特性将决定电机稳定运行、起动、制动以及转速调节的工作情况。

电动机机械特性的一个重要指标是机械特性的硬度，它表示转速随转矩改变而变化的程度，通常用硬度系数β来表示。

特性曲线上任一点的硬度系数的定义是该点的转矩变化百分数与转速变化百分数之比，即：
ΔM%
β=
Δn%
从硬度的观点看，可把电动机的机械特性分成三种类型：
1.绝对硬的机械特性。

当转矩改变时转速不变。

如下图曲线红色线1所示，同步电机即具有此种特性。

它的硬度系数β=∞。

2.硬的机械特性。

这种特性的转速随着转矩而变化，但改变程度不大。

如图曲线蓝色线2所示。

直流他励电动机与异步电动机正常工作部分的特性均属于这类，其β约为10-40，硬度系数在直线的机械特性上为一常数，在曲线的机械特性上为一变数。

3.软的机械特性。

这种特性的转速随转矩的变化有较大的改变，如图所示粉红色曲线3所示。

串励电动机即属于这类。

其β＜10.
根据上面的定义，可知串励电机，其机械特性软到什么程
度才算是串励电机。

也就是其β要小于10.因此那种做出来的电机是不小于10的电机是不属于串励电机的。