1.電磁轉(zhuǎn)矩(簡稱轉(zhuǎn)矩)
異步電動機的轉(zhuǎn)矩T是由旋轉(zhuǎn)磁場的每磁通F與轉(zhuǎn)子電流I2相互作用而產(chǎn)生的。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流I及旋轉(zhuǎn)磁場的強弱有關(guān)。
經(jīng)理論證明,它們的關(guān)系是:
(5-4)
其中
T為電磁轉(zhuǎn)矩
KT為與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)
F為旋轉(zhuǎn)磁場每個的磁通量
I2為轉(zhuǎn)子繞組電流的有效值
j2為轉(zhuǎn)子電流滯后于轉(zhuǎn)子電勢的相位角
若考慮電源電壓及電機的一些參數(shù)與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,(5-4)修正為:
(5-5)
其中
為常數(shù)
U1為定子繞組的相電壓
S為轉(zhuǎn)差率
R2為轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻
X20為轉(zhuǎn)子靜止時每相繞組的感抗
由上式可知,轉(zhuǎn)矩T還與定子每相電壓U1的平方成比例,所以當電源電壓有所變動時,對轉(zhuǎn)矩的影響很大。此外,轉(zhuǎn)矩T還受轉(zhuǎn)子電阻R2的影響。圖4-15為異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線。
2.機械特性曲線
圖 5-5 三相異步電動機的機械特性曲線
在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻R2下,電動機的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率n之間的關(guān)系曲線T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T),稱為電動機的機械特性曲線,它可根據(jù)式(5-4)得出,如圖5-5所示。
在機械特性曲線上我們要討論三個轉(zhuǎn)矩:
1).額定轉(zhuǎn)矩TN
額定轉(zhuǎn)矩TN是異步電動機帶額定負載時,轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。
(5-6)
式中P2是電動機軸上輸出的機械功率,其單位是瓦特,n的單位是轉(zhuǎn)/分,TN的單位是?!っ?。
當忽略電動機本身機械摩擦轉(zhuǎn)矩T0時,阻轉(zhuǎn)矩近似為負載轉(zhuǎn)矩TL,電動機作等速旋轉(zhuǎn)時,電磁轉(zhuǎn)矩T必與阻轉(zhuǎn)矩TL相等,即T= TL。額定負載時,則有TN= TL。
2).轉(zhuǎn)矩Tm
Tm又稱為臨界轉(zhuǎn)矩,是電動機可能產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動機的過載能力。
轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為Sm,此時的Sm叫做臨界轉(zhuǎn)差率,見圖5-5(a)
轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比稱為電動機的過載系數(shù)l,即
l= Tm/ TN
一般三相異步的過載系數(shù)在1.8~2.2之間。
在選用電動機時,必須考慮可能出現(xiàn)的A負載轉(zhuǎn)矩,而后根據(jù)所選電動機的過載系數(shù)算出電動機的轉(zhuǎn)矩,它必須大于負載轉(zhuǎn)矩。否則,就是重選電動機。
3).起動轉(zhuǎn)矩Tst,
Tst為電動機起動初始瞬間的轉(zhuǎn)矩,即n=0,s=1時的轉(zhuǎn)矩。
為確保電動機能夠帶額定負載起動,必須滿足:Tst>TN,一般的三相異步電動機有Tst/TN=1~2.2。
3.電動機的負載能力自適應分析
電動機在工作時,它所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T的大小能夠在一定的范圍內(nèi)自動調(diào)整以適應負載的變化,這種特性稱為自適應負載能力。
直至新的平衡。此過程中,時,
電源提供的功率自動增加。
總結(jié):
1、電磁轉(zhuǎn)矩T的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流I及旋轉(zhuǎn)磁場的強弱有關(guān)。
轉(zhuǎn)矩T還與定子每相電壓U1的平方成比例,所以當電源電壓有所變動時,對轉(zhuǎn)矩的影響很大。此外,轉(zhuǎn)矩T還受轉(zhuǎn)子電阻R2的影響。
2、在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻R2下,電動機的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率n之間的關(guān)系曲線T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T),稱為電動機的機械特性曲線。其特性見圖5-5
3、三個轉(zhuǎn)矩:
1).額定轉(zhuǎn)矩TN
額定轉(zhuǎn)矩TN是異步電動機帶額定負載時,轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。
2).轉(zhuǎn)矩Tm
Tm又稱為臨界轉(zhuǎn)矩,是電動機可能產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動機的過載能力。
3).起動轉(zhuǎn)矩Tst,
Tst為電動機起動初始瞬間的轉(zhuǎn)矩,即n=0,s=1時的轉(zhuǎn)矩。
4、電動機的負載能力自適應分析
電動機在工作時,它所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T的大小能夠在一定的范圍內(nèi)自動調(diào)整以適應負載的變化,這種特性稱為自適應負載能力。