1. 交流异步电动机的机械特性
1、 三相异步电动机的优点
三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速, 转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。 笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、 电刷与外部变阻器连接。 调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
2、异步电动机存在的缺点
2.1 笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。
(1)起动转矩不大,难以满足带负载起动的需要。 当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量(即增容)来提高其起动转矩,这就造成严重的“大马拉小车”,既增加购买设备的投资,又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量,很不经济。第二种办法是增购液力偶合器,先让电动机空载起动,在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资,并因液力偶合器的效率低于 97%,因此至少浪费 3%的电能,因而整个驱动装置的效率很低, 同样浪费电量, 更何况添加液力偶合器之后,机组的运行可靠性大大下降,显著增加维护困难,因此不是一个好办法。
(2)大转矩不大,用于驱动经常出现短时过负荷的负载,如矿山所用破碎机等时,往往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行,既降低了产量又浪费电能。
(3)起动电流很大,增加了所需供电变压器的容量,从而增加大量投资 。另一办法是采用降压起动来降低起动电流, 同样要增加添购降压装置的投资, 并且使本来就不好的起动特性进一步恶化。
2. 交流异步电动机的机械特性曲线图
三相异步电动机的特性曲线中,同步转速至最大转矩对应的转速之间是稳定运行区域。
3. 交流异步电动机机械特性表达式
E=ΔΨ/Δt
=Δ(NBSsin(ωt))/Δt
=NBSΔ(sin(ωt))/Δt
=NBSωcos(ωt)
=NBSωsin(ωt+φ)
线圈平面从中性面开始转动,线圈转过的角度为wt,速度放向和磁感应线的夹角也是wt,需要将速度分解成平行和垂直于磁感应线,垂直于磁感应线的速度才有用,所以垂直于磁感应线的速度=Vsinwt。有两条棍子(L)做切割磁感应线,根据E=BLV,E=2BLVsinWt。
物理特性/交变电流
大小和方向都随时间作周期性变化而且在一周期内的平均值等于零的电流叫做交变电流,这是明文规定,由此可知:
1、交变电流是一定要有恒定的周期。
2、改变方向改变大小的电流只要做周期性变化,且在一周期内的平均值等于0,就是交变电流。
3、改变大小而不改变方向的电流一定不是交变电流。
4、在一个周期内电压U、电流I发生一次周期性变化。
4. 交流异步电动机的机械特性是什么
三相异步电动机的机械特性有固有的机械特性和认为的机械特性之分。
1、固有机械特性:它上面有4个特殊点。
(1)电动机在没有任何负载情况下的空转,此时转速最大,此点即电动机的理想空载点。
(2)电动机在有负载情况下的正常运转,此时为电动机的额定工作点。
(3)电动机在刚启动的时刻,即没有转起来,所克服转子自重时转矩的时候,此点为电动机的启动工作点。
(4)电动机在拖动负载最大转矩时,速度也比较适中时,此点位电动机的临界工作点。
在此时电压如果过低或有巨大冲击负载,就会造成电动机停机。
2、人为机械特性
(1)电压降低
电动机在运行时,如电压降低太多,会大大降低它的过载能力与启动转矩,甚至是电动机发生带不动负载或者根本不能启动的现象。此外就是启动后电机也会被烧坏。
(2)定子电路接入电阻,此时最大转矩要比原来的大;转子电路串电阻或改变定子电源频率,此时启动转矩要增大,最大转矩不变。
5. 交流异步电动机机械特性的三种表达式
三相异步电动机电压的表达是线电压(相电压220vⅹ根号3二380V)。
6. 交流异步电动机的机械特性公式
三相异步电动机的转矩公式为:SR2M=CU12公式[2]R22+(SX20)2C:为常数同电机本身的特性有关;
U1:输入电压;R2:转子电阻;
X20:转子漏感抗;
S:转差率可以知道M∝U12转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。
7. 交流异步电动机的机械特性曲线
交流异步电机的特点:
1、小型轻量化。
2、易实现转速超过10000r/min的高速旋转。
3、高速低转矩时运转效率高。
4、低速时有高转矩,以及有宽泛的速度控制范围。
5、高可靠性(坚固)。
6、制造成本低。
7、控制装置的简单化。
异步电动机的基本特点是,转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的二分之一,成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机),因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁,这会导致电力系统的功率因数变坏。因此,在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。
由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。因此,异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。在各类系列产品中,以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列;此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。
8. 交流异步电动机的机械特性是指
交流电机按其功能通常分为交流发电机、交流电动机和同步调相机几大类。由于电机工作状态的可逆性,同一台电机既可作发电机又可作电动机。
把电机分为发电机与电动机并不很确切,只是有些电机主要作发电机运行,有些电机主要作电动机运行。
按品种
交流电机按品种分有同步电机、异步电机两大类。同步电机转子的转速ns与旋转磁场的转速相同,称为同步转速。ns与所接交流电的频率(f)、电机的磁极对数(P)之间有严格的关系。
ns=60f/P
在中国,电源频率为50赫,所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000转/分,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500转/分,余类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速,异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差(称为转差)通常在
交流电机
10%以内。