1.電磁轉(zhuǎn)矩(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)矩)
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)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(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)
F為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每個(gè)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(shì)的相位角
若考慮電源電壓及電機(jī)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(shí)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(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí),對(duì)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線。
2.機(jī)械特性曲線
圖 5-5 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線
在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻R2下,電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線,它可根據(jù)式(5-4)得出,如圖5-5所示。
在機(jī)械特性曲線上我們要討論三個(gè)轉(zhuǎn)矩:
1).額定轉(zhuǎn)矩TN
額定轉(zhuǎn)矩TN是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí),轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。
(5-6)
式中P2是電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率,其單位是瓦特,n的單位是轉(zhuǎn)/分,TN的單位是?!っ住?/p>
當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩T0時(shí),阻轉(zhuǎn)矩近似為負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL,電動(dòng)機(jī)作等速旋轉(zhuǎn)時(shí),電磁轉(zhuǎn)矩T必與阻轉(zhuǎn)矩TL相等,即T= TL。額定負(fù)載時(shí),則有TN= TL。
2).轉(zhuǎn)矩Tm
Tm又稱為臨界轉(zhuǎn)矩,是電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。
轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為Sm,此時(shí)的Sm叫做臨界轉(zhuǎn)差率,見(jiàn)圖5-5(a)
轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)l,即
l= Tm/ TN
一般三相異步的過(guò)載系數(shù)在1.8~2.2之間。
在選用電動(dòng)機(jī)時(shí),必須考慮可能出現(xiàn)的A負(fù)載轉(zhuǎn)矩,而后根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩,它必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。否則,就是重選電動(dòng)機(jī)。
3).起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,
Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩,即n=0,s=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。
為確保電動(dòng)機(jī)能夠帶額定負(fù)載起動(dòng),必須滿足:Tst>TN,一般的三相異步電動(dòng)機(jī)有Tst/TN=1~2.2。
3.電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力自適應(yīng)分析
電動(dòng)機(jī)在工作時(shí),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(dòng)調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載的變化,這種特性稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。
直至新的平衡。此過(guò)程中,時(shí),
電源提供的功率自動(dòng)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(chǎng)的強(qiáng)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(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí),對(duì)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。其特性見(jiàn)圖5-5
3、三個(gè)轉(zhuǎn)矩:
1).額定轉(zhuǎn)矩TN
額定轉(zhuǎn)矩TN是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí),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(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。
3).起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,
Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩,即n=0,s=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。
4、電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力自適應(yīng)分析
電動(dòng)機(jī)在工作時(shí),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(dòng)調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載的變化,這種特性稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。