三相交流电动机传动基础.ppt

电气传动基础知识（一）,三相电动机的特性,一、生产机械的机械特性,三、三相电动机机械特性,二、三相电动机工作特性,一、生产机械的机械特性,1恒转矩型机械特性反抗型（摩擦转矩型）与位能型所谓恒转矩负载特性，就是指负载转矩Tz与转速n无关的特性，即当转速变化时，负载转矩Tz保持常值。反抗性恒转矩负载特性的特点是：恒值转矩Tz总是反对运动的方向。n0时，Tz0；n0时，Tz0。如小车的平移机构。反抗性转矩负载特性应画在第一与第三象限内。,恒值转矩Tz总是具有固定方向，不随转速方向改变而改变。n0时，Tz0；n0时，Tz0。如起重类型负载中的重物。,位能型恒值负载特性的特点是：,2通风机机械特性,Tz,n,通风机负载的转矩与转速大小有关，基本上与转速的平方成正比，即Tz=Kn2式中-K为比例常数通风机负载是反抗性的，具有第一，第三象限特性。,3恒功率型特性,一些机床，如车床，在粗加工时，切削量大，切削阻力大，此时开低速；在精加工时，切削量小，切削力小，往往开高速。在不同转速下，负载转矩基本上与速度成反比，即Tz=K/nPz=Tz=Tz2n/60=Tz*n/9.55=K式中K=1/9.55为常数Pz-负载（切削）功率,n,Tz,恒功率负载特性,可见，切削功率基本不变，负载转矩Tz与n的特性曲线呈现恒功率的性质。实际生产机械的负载转矩特性可能是以上几种典型特性的综合。如实际通风机除了主要是通风机负载特性外，由于其轴承上还有一定的摩擦转矩T1，因而实际通风机负载特性为T=T1+Kn2,二、三相电动机的工作特性,三相电动机的工作特性是指在额定电压和额定频率运行的情况下，电动机的转速n、定子电流I1、功率因数con、电磁转矩T、效率等与输出功率P2的关系。1转速特性当电动机空载时，输出功率P20，此时I20，转速接近同步转速即n=n0。负载增大时，转速略有下降，转子电势增大，所以转子电流增大，以产生更大一点电磁转矩与负载转矩平衡。,n,COS,I1,T,P2,n,I1,T,COS,2定子电流特性,定子电流的方程式I1=Im+（-I2）空载时I20，此时定子电流几乎全部为励磁电流Im。随着负载的增大，转子转速下降，转子电流增大，定子电流及磁势亦随之增大，抵消转子电流产生的磁势，以保持磁势平衡。,3.功率因数特性,空载时，定子电流I1基本上是励磁电流，主要用于无功励磁，功率因数很低，约为0.10.2。当负载增加时，转子电流有功分量增加，定子电流有功分量随之增加，即可使功率因数提高。但负载超过额定值时，转差率s值变大，转子中的无功分量增加，而使定子功率因数又重新下降了。,4.电磁转矩特性,T=T0+P2/电动机的负载不超过额定值时，转速和角速度变化很小，而空载转矩不变，所以电磁转矩近似为一条斜率为1/的直线。,5效率特性,=P2/P1=P2/（P2+pCu1+pFe+pCu2+p）可变损耗pCu1+pCu2不变损耗pFe+p最大效率出现在大约有3/4的额定负载时。电动机容量愈大，效率就愈高。,三、三相电动机的机械特性,1.固有机械特性,n=f(T),起动点A：其特点是：n=0（s=1）；T=TQ；起动电流I1Q=（47）I1n额定工作点B：其特点是：n=nn（s=sn）；T=Tn；运行电流I1=I1n同步速点H：其特点是：n=n0（s=0）；T=0；I2=0；I1=I0；H点是电动状态与回馈。最大转矩点：电动最大转矩点P；回馈制动最大转矩点P。,1人为机械特性,降低Ux：当电网电压降低时，最大转矩Tm及启动转矩与U2x成正比地降低；同步转速保持不变。电压降低后，如负载保持额定值不变，电动机的电流将大于额定值，电动机如长期运行，最终温升将超过允许值，导致缩短电机寿命，甚至烧坏电机的后果。,转子回路串接对称电阻：,n0不变；Tm也不变；Sm随R的增大而增大；TQ之值将改变，一开始随R的增大而增加，一直增大到RQ时，TQ=Tm，如R继续增大，TQ将开始减小。转子电路串接对称电阻可用于起动，也可用于调速。,三相异步电动机的各种运转状态,1电动运转状态电动运转状态的特点是电动机转矩T的方向与旋转方向n相同。在第一象限及第三象限工作。第三象限相当于电动机工作在逆向电动（反转电动）状态，在电动状态工作时，电动机由电网吸取电能，变换成机械能以带动负载。,2.制动运转状态,电动机也可工作于回馈制动、反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩M与转速n的方向相反，以实现制动。此时电动机由轴上吸收机械能，并转为电能。,1）回馈制动状态,当电动机由于某种原因，使其转速高于同步转速n0时，即n>n0时，转差率s=（n0-n）/n0<0。如在转子中串接不同电阻，可得到不同的稳定转速。串电阻愈大，稳定的转速将愈高。一般在回馈制动时不串电阻，以免转速过大。,电动机转子电路串接较大电阻时接通电动机，启动转矩的方向与重物产生的方向相反。而且TQ<TZ，在重物的作用下，迫使电动机反TQ的方向旋转，并在重物下放的方向加速。,2)反接制动状态转速反向的反接制动：,定子两相反接的反接制动：,电动机带动生产机械原在电动状态下稳定运行，为了迅速停车或反向，可将两相反接，定子相序改变。两相反接制动的优点是制动效果强，缺点是能量损耗大，电流冲击大。,1）能耗制动状态,制动时电动机脱离交流电网，在定子绕组中通入直流电流，在定子内形成一个固定磁场。转子导体切割磁场，而产生感应电势、电流及制动转矩，特性2对应于定子直流电流较大，特性3对应串接电阻较大。,uestions&answers,问题解答,Q,练习,以桥式起重机提升与下降重物的主钩的拖动系统为例，说明绕线转子异步电动机各种运转状态的应用。,foryourattention,谢谢,