三相异步电动机的工作特性 异步电动机的工作特性是什么?
电动机工作原理系列(一):异步电动机的工作原理 !机械设计教程
异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下,电动机的主要物理量,包括转差率,转矩电流,效率,功率因数等随输出功率变化的关系曲线。
转矩特性 :转速的变化范围很小,从空载到满载,转速略有下降。转矩曲线为一个上翘的曲线。(近似直线) 。
电流特性:空载时电流很小,随着负载电流增大,电机的输入电流增大。
功率因数特性:
空载时,定子电流基本上用来产生主磁通,有功功率很小,功率因数也很低;
随着负载电流增大,输入电流中的有功分量也增大,功率因数逐渐升高; 在额定功率附近,功率因数达到最大值。
如果负载继续增大,则导致转子漏电抗增大(漏电抗与频率正比),从而引起功率因数下降。
三相异步电动机的转矩T与转速n的关系如图1-12所示。由图1-4可见,当n=n0时,转矩达最大值Tmax;n0称为临界转速。曲线若以临界转速n0为界,可分为两个区域:在0—n0转速范围内,转矩随转速的增大而增加。在n0—n1的转速范围内,转矩随转速的增加而减小。通过简单分析,确定异步电动机应运行的区域。
图1-12 异步电动机输出特性曲线
假设电动机运行于n0—n1区域,例如a点,若电动机的电磁转矩T与工作负载的反转矩Tf大小相等,双方处于暂时的平衡状态,电动机便以某一转速n匀速转动。当工作负载的反转转矩出现波动时,如泥浆泵在工作时由于坍塌使孔内循环阻力增大,使Tf增大到T′f,反转矩便大于电磁转矩,导致转子转速下降,工作点移至a′。此时,电磁转矩随转速的下降而增加。直至电磁转矩与反抗阻矩相等,电动机又处于新的平衡下以较低的转速匀速转动。反之,当负载减小时电动机转速的变化过程则与上述情况相反,工作点移至a″点。因此可见,当负载转矩变化时,由于转速的变化,电动机的电磁转矩总是调节得与负载转矩相适应。也就是说,异步电动机在n0-n1区域的运行状态是稳定的,称为稳定区。
假设电动机运行于0—n0区域,例如b点,虽然它也具有相同的电磁转矩T,但是,当负载增大引起转速下降时,电磁转矩反而减小了,从而引起转速的再度下降。因此继续下去,电动机必然停下来。反之,若负载转矩变小,由于转速的升高导致电磁转矩增大,从而使电动机转速进一步升高,直到转速超过临界转速n0后,工作点进入稳定区为止。由此可见,0—n0区域是不稳定区。
由上述分析可知,电动机正常工作于n—n1曲线之间,其最低运行速度为n0,也即异步电动机转速变化范围是很小的,而与之相应的电磁转矩的变化却较大,通常其超载系数可达1.8~2.2。即,异步电动机具有硬的机械特性。
对应于图1-12中n=0时的转矩Tq,称为电动机的启动转矩。连通电源后,如启动转矩Tq大于负载反抗转矩Tf,则转子便转动起来,并不断提高转速,最后进入稳定区运行。相反,若负载的反抗转矩大于启动转矩,则电动机不能启动。过大的启动电流长时间通过定子绕组,会烧毁定子。因此,生产过程中,必须让电动机空载启动,以确保电动机的安全。
三相异步电动机工作原理.mp4(1)
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