第二十七章 感应电机功率转矩与特性
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感应电机是一种常见的交流电机,其转速、转矩和励磁电流之间存在着密切的关系。
下面将从这三个方面分别进行论述。
一、转速与励磁电流的关系1. 电机转速是电机运转时旋转的速度,通常以每分钟转数(rpm)来表示。
在感应电机中,转速与励磁电流之间存在着直接的关系。
2. 当感应电机处于空载或轻载状态时,其转速与励磁电流呈正相关关系。
也就是说,励磁电流的增加会导致电机的转速增加。
3. 这是因为励磁电流的增加会导致电机的磁化程度增加,从而产生更大的旋转磁场,使电机产生更大的转矩,进而提高转速。
二、转矩与励磁电流的关系1. 电机转矩是电机产生的旋转力矩,通常以牛顿·米(Nm)来表示。
在感应电机中,转矩与励磁电流之间也存在着一定的关系。
2. 当感应电机处于额定负载或超负载状态时,其转矩与励磁电流呈正相关关系。
增加励磁电流可以提高电机的转矩输出。
3. 这是因为励磁电流的增加会增强电机的磁场,从而使电机产生更大的转矩,以应对额定负载或超负载状态下的工作需求。
三、转速与转矩的关系1. 感应电机的转速和转矩之间存在着一定的相互制约关系。
通常情况下,转速与转矩呈反比关系。
2. 当感应电机的负载增加时,其转矩要求增加,从而会导致转速下降。
这是因为在额定电压下,感应电机的定子电流会增加,从而产生更大的旋转磁场,以弥补负载的增加,使转速下降。
3. 反之,当感应电机的负载减少时,其转矩要求减小,从而会导致转速增加。
当负载减小时,定子电流减小,旋转磁场减弱,转速增加以适应负载的减小。
感应电机的转速、转矩和励磁电流之间存在着密切的关系。
这种关系对于电机的运行性能和工作特性具有重要影响。
在实际应用中,需要对感应电机的转速、转矩和励磁电流进行合理的设计和控制,以满足不同工况下的工作要求。
在实际工程中,我们需要对感应电机的转速、转矩和励磁电流进行精确的控制,以满足不同工况下的需求。
下面将继续深入探讨这三者之间的关系,并介绍一些常见的控制方法。
电动机的功率、转速和转矩一、电动机的功率1、电动机的输入功率电动机从电源吸取的有功功率,称为电动机的输入功率。
三相交流异步电动机的输入功率P1=√3UIcosφ。
2、电动机的输出功率电动机转轴上输出的机械功率,称为输出功率。
输出功率P2为电动机铭牌上的额定功率,也就是我们平时所说的电动机的功率。
电动机的输出功率等于输入功率减去电动机本身的损耗,P2=P1-P损。
二、电动机的转速1、同步转速电动机的同步转速即定子旋转磁场的转速n1,n1=60f/P,式中n1为同步转速,单位r/min;f为交流电源频率,单位Hz;P为磁极对数。
2、转差率异步电动机转子的转速n与定子旋转磁场的转速n1之间存在着转速差,此转速差是定子旋转磁场切割转子导体的速度,它的大小决定着转子电动势及其频率的大小,直接影响到异步电动机的工作状态。
转速差用转差率s表示:s=(n1-n)/n1。
3、异步电动机的转速n=(1-s)n1=(1-s)×60f/P,式中n1为同步转速,单位r/min;f为交流电源频率,单位Hz;s为转差率;P为磁极对数。
由此公式可知:要改变异步电动机的转速,有改变电源频率f、改变转差率s和改变磁极对数P三种方法。
三、电动机的转矩1、电动机的转矩是指其带动机械转动力量的大小。
三相异步电动机电磁转矩来源于转子电流与定子旋转磁场相互作用产生的电磁力,此电磁力对电动机的转子产生电磁转矩。
电磁转矩T与转子电流的大小、旋转磁场每极的磁通和电源电压的平方成正比。
当电源电压变动的时候,电磁转矩变动会很大。
2、电动机的转矩T还可以从功率P和转速n算得:T=955P/n,式中T是电动机的转矩,单位N·m;P是电动机的输出功率,单位kW;n是电动机的转速,单位r/min。
P和n可以从电动机铭牌中直接查到,因为P、 n都是电动机的额定值,故T为电动机的额定转矩。
由上面的转矩公式可知:功率同样大小的电动机,其转矩和转速成反比,极数多的电动机转速慢,所以极数多的电动机转矩大。
感应电机知识点总结感应电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
本文将对感应电机的基本原理、工作特性、各种类型及应用领域进行详细介绍,帮助读者更好地理解和掌握感应电机的知识。
一、感应电机的基本原理感应电机的基本原理是通过感应电磁感应现象实现的。
当感应电机的定子绕组通以交流电流时,会在定子绕组内产生一个旋转的磁场,这个磁场会穿过转子绕组,从而在转子绕组中也产生感应电动势,从而在转子内也产生了一个电流,由于转子绕组中的电流受到外部磁场的影响,会产生一个受力,从而导致转子产生运动。
这样,通过定子绕组产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用,使得转子跟随旋转磁场进行旋转,从而实现电能转换为机械能的目的。
二、感应电机的工作特性1. 高效率:感应电机具有高效率的特点,能够将输入的电能转化为机械能,同时在零负载和负载情况下都能保持较高的效率。
2. 调速性能:感应电机的调速性能较好,可以通过改变供电频率和电压来实现调速。
一般情况下,降低供电频率可以降低电机转速,增大供电频率可以提高电机转速。
3. 起动性能:感应电机的起动性能较好,能够在较短时间内完成起动,并且能够承受大的起动转矩。
4. 维护成本低:感应电机的维护成本较低,因为感应电机结构简单、零部件较少,维护较为轻松。
三、感应电机的类型及特点1. 按转子类型分类:(1) 起动转子感应电机:转子绕组为铝制鼠笼式结构,具有结构紧凑、转子巨量比大等特点,适用于需要频繁启动的场合。
(2) 笼式转子感应电机:转子绕组为铜制鼠笼式结构,具有运行可靠、结构简单等特点,适用于不需要频繁启动的场合。
2. 按工作原理分类:(1) 单相感应电机:适用于家用电器、小型机械等场合。
(2) 三相感应电机:适用于工业生产、交通运输等大功率场合。
四、感应电机的应用领域1. 工业生产:感应电机广泛应用于工业生产中,如风力发电机组、水泵、风扇、制糖机、压缩机等。
2. 交通运输:感应电机被广泛应用于交通运输工具中,如电动汽车、地铁、火车等。
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。