1.電磁轉矩(簡(jiǎn)稱(chēng)轉矩)
異步電動(dòng)機的轉矩T是由旋轉磁場(chǎng)的每磁通F與轉子電流I2相互作用而產(chǎn)生的。電磁轉矩的大小與轉子繞組中的電流I及旋轉磁場(chǎng)的強弱有關(guān)。
經(jīng)理論證明,它們的關(guān)系是:
(5-4)
其中
T為電磁轉矩
KT為與電機結構有關(guān)的常數
F為旋轉磁場(chǎng)每個(gè)的磁通量
I2為轉子繞組電流的有效值
j2為轉子電流滯后于轉子電勢的相位角
若考慮電源電壓及電機的一些參數與電磁轉矩的關(guān)系,(5-4)修正為:
(5-5)
其中
為常數
U1為定子繞組的相電壓
S為轉差率
R2為轉子每相繞組的電阻
X20為轉子靜止時(shí)每相繞組的感抗
由上式可知,轉矩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(dòng)時(shí),對轉矩的影響很大。此外,轉矩T還受轉子電阻R2的影響。圖4-15為異步電動(dòng)機的轉矩特性曲線(xiàn)。
2.機械特性曲線(xiàn)
圖 5-5 三相異步電動(dòng)機的機械特性曲線(xiàn)
在一定的電源電壓U1和轉子電阻R2下,電動(dòng)機的轉矩T與轉差率n之間的關(guān)系曲線(xiàn)T=f(s)或轉速與轉矩的關(guān)系曲線(xiàn)n=f(T),稱(chēng)為電動(dòng)機的機械特性曲線(xiàn),它可根據式(5-4)得出,如圖5-5所示。
在機械特性曲線(xiàn)上我們要討論三個(gè)轉矩:
1).額定轉矩TN
額定轉矩TN是異步電動(dòng)機帶額定負載時(shí),轉軸上的輸出轉矩。
(5-6)
式中P2是電動(dòng)機軸上輸出的機械功率,其單位是瓦特,n的單位是轉/分,TN的單位是?!っ?。
當忽略電動(dòng)機本身機械摩擦轉矩T0時(shí),阻轉矩近似為負載轉矩TL,電動(dòng)機作等速旋轉時(shí),電磁轉矩T必與阻轉矩TL相等,即T= TL。額定負載時(shí),則有TN= TL。
2).轉矩Tm
Tm又稱(chēng)為臨界轉矩,是電動(dòng)機可能產(chǎn)生的電磁轉矩。它反映了電動(dòng)機的過(guò)載能力。
轉矩的轉差率為Sm,此時(shí)的Sm叫做臨界轉差率,見(jiàn)圖5-5(a)
轉矩Tm與額定轉矩TN之比稱(chēng)為電動(dòng)機的過(guò)載系數l,即
l= Tm/ TN
一般三相異步的過(guò)載系數在1.8~2.2之間。
在選用電動(dòng)機時(shí),必須考慮可能出現的A負載轉矩,而后根據所選電動(dòng)機的過(guò)載系數算出電動(dòng)機的轉矩,它必須大于負載轉矩。否則,就是重選電動(dòng)機。
3).起動(dòng)轉矩Tst,
Tst為電動(dòng)機起動(dòng)初始瞬間的轉矩,即n=0,s=1時(shí)的轉矩。
為確保電動(dòng)機能夠帶額定負載起動(dòng),必須滿(mǎn)足:Tst>TN,一般的三相異步電動(dòng)機有Tst/TN=1~2.2。
3.電動(dòng)機的負載能力自適應分析
電動(dòng)機在工作時(shí),它所產(chǎn)生的電磁轉矩T的大小能夠在一定的范圍內自動(dòng)調整以適應負載的變化,這種特性稱(chēng)為自適應負載能力。
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:
1、電磁轉矩T的大小與轉子繞組中的電流I及旋轉磁場(chǎng)的強弱有關(guān)。
轉矩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(dòng)時(shí),對轉矩的影響很大。此外,轉矩T還受轉子電阻R2的影響。
2、在一定的電源電壓U1和轉子電阻R2下,電動(dòng)機的轉矩T與轉差率n之間的關(guān)系曲線(xiàn)T=f(s)或轉速與轉矩的關(guān)系曲線(xiàn)n=f(T),稱(chēng)為電動(dòng)機的機械特性曲線(xiàn)。其特性見(jiàn)圖5-5
3、三個(gè)轉矩:
1).額定轉矩TN
額定轉矩TN是異步電動(dòng)機帶額定負載時(shí),轉軸上的輸出轉矩。
2).轉矩Tm
Tm又稱(chēng)為臨界轉矩,是電動(dòng)機可能產(chǎn)生的電磁轉矩。它反映了電動(dòng)機的過(guò)載能力。
3).起動(dòng)轉矩Tst,
Tst為電動(dòng)機起動(dòng)初始瞬間的轉矩,即n=0,s=1時(shí)的轉矩。
4、電動(dòng)機的負載能力自適應分析
電動(dòng)機在工作時(shí),它所產(chǎn)生的電磁轉矩T的大小能夠在一定的范圍內自動(dòng)調整以適應負載的變化,這種特性稱(chēng)為自適應負載能力。