三相异步电动机在外加电压和电源频率不变的情况下,电磁转矩与转差率s之间的关系可用转矩特性曲线表示,如图7-10所示。如图7-11所示为定子电路外加电压不等时的转矩特性曲线,如图7-12所示为转子电路电阻不等时的转矩特性曲线。综合以上三图,结合转矩特性曲线上的关键点,可以分析得出:
图7-10三相异步电动机的转矩特性曲线
(1)最大转矩对应的转差率,称为临界转差率
,其值大小与转子电路的电阻有关,与外加电压无关。但最大转矩大小与转子电路的电阻无关。
(2)电磁转矩的大小与电源电压的平方成正比,当电源电压发生波动时,电动机的电磁转矩将发生较大变化,如图7-11所示。
图7-11定子电路外加电压不等时的转矩特性曲线
(3)适当增大转子电路电阻的大小,可以提高启动转矩,减小转子电流,对绕线转子异步电动机的启动有利,如图7-12所示。
(4) TN为电动机带额定负载时对应的电磁转矩,对应的转差率SN为额定转差率。
(5)s=1时的转矩Tst称为启动转矩,为启动时对应的电磁转矩,电动机启动时,其值要大于负载转矩。
图7-12 转子电路电阻不等时的转矩特性曲线
三相异步电动机的机械特性是指定子电压和频率为常数时,转速n与电磁转矩Te之间的关系。一般将转矩特性曲线顺时针旋转90°。再将坐标轴转差率s换成转速n,即可得到机械特性曲线,如图7-13所示。
图7-13 三相异步电动机的机械特性曲线
由机械特性曲线可见:
(1)非稳定运行区
机械特性曲线上的CD段,当电动机的启动转矩大于负载阻力矩时,电动机启动旋转并在电磁转矩的作用下逐渐加速,此时电磁转矩随转子转速n的增加而逐渐增大(沿曲线CD段上升),一直增大到最大转矩Tm。该区段称为非稳定运行区。
(2)稳定运行区
机械特性曲线中AC段为异步电动机的稳定运行区。当转子转速大于最大转矩对应的转速时,随着转速的继续增大,电磁转矩反而减小(沿曲线CA段下降)。最终当电磁转矩等于负载阻力矩时,电动机就以某一转速匀速稳定旋转。
(3)过载能力
机械特性曲线中,最大转矩Tm与额定转矩TN的比值称为过载能力,用λ表示。
(7-4)
一般三相异步电动机的过载能力为1.8~2. 5。
3.额定转矩与额定功率的关系
电动机在额定状态运行时,若电动机带动负载转动的转矩为TN轴上输出的额定功率为PN,电动机的转速为nN,则有
(7-5)
式中,TN的单位为N? m;PN的单位为kW;nN的单位为r/min。
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