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

 

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。

 

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。

 

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。

 

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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三相异步电动机的转矩特性曲线
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