三相异步电动机的运行特性一、三相异步电动机中的感应电动势和感应电流 1.定子电路的电动势E12.转子电路的电动势E2转子电路静止时的感应电动势的有效值为 若忽略定子绕组的电阻和漏磁通，则可认为定子电路上的电动势 的有效值近似等于外加电源电压的有效值，即 3.转子电路的电流I2和功率因数cos2 转子电路的电流I2、功率 因数cos2与转差率s的关系可 用图2-31的曲线表示。 4.定子电路的电流I1与变压器的电流变换原理相似，定子电路的电流I1与转子电路 的电流I2的比值也近似等于常数。 二、三相异步电动机的机械特性 1.三相异步电动机的电磁转矩 (1)物理表达式 (2)参数表达式 2.三相异步电动机的电磁转矩与转差率的关系由参数表达式可知，当U1、R2、 X20为定值时，电磁转矩T随转差率s的 变化而变化，如图2-32的Ts所示。 Ts曲线上升至下降的过程中，必出现一个最大值，此即 为最大转矩Tmax，产生最大转矩时的转差率称为临界转差率，记 为sc。 可以求得产生最大电磁转矩时的临界转差率和最大电磁 转矩分别为： 由此可知：scR2，而与U1无关；而 与R2无关。改变R2能使sc随之改变，例 如增加R2，Ts曲线便向右移动，如图 2-33所示。 3.三相异步电动机的机械特性机械特性是指电动机在一定运行条件下(电源电压一定时)，电 动机的转速与转矩之间的关系，即nf(T)曲线。机械特性分固有机械特性和人为机械特性两种。 (1)固有机械特性异步电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定频率下， 定子、转子外接电阻为零时，nf(T)曲线。当UUN，ffN时， 固有机械特性曲线如图2-34所示。应注意曲线上的“两段四点”。 稳定工作区和非稳定工作区非稳定工作区AB段、稳定工作区BD段。 曲线上四个特殊点(三个重要转矩) a.启动点A。异步电动机的启动能力通常用启动转矩与额定转矩的比值Tst TN来表示，称为电动机的启动转矩系数，并用kst表示，即 式中，TN电动机的额定转矩，它是电动机额定运行时的转矩， 可由铭牌上的PN和nN求取 式中，TN的单位为Nm；PN的单位为kW；nN的单位为r/min。 kst是异步电动机的一项很重要的指标，对于一般的三相鼠笼 式电动机的启动能力不太大，kst1.82.2，起重和冶金专用的 三相鼠笼式异步电动机，kst2.84.0。 b.临界点B。 用过载系数m来表示电动机的承受过载的能力 一般m1.82.2，起重和冶金专用的鼠笼型异步电动机的m还要 大些。 c.同步点D。电动机在理想空载时，T0，nn1，s0，实际电动 机是不会在同步工作点运行的。 d.额定点C。BD段是稳定运行区，即异步电动机稳定运行区域为0 ssc。为了使电动机能够适应在短时间过载而不停转，电动机 必须留有一定的过载能力，额定运行点不宜靠近临界点，般sN 0.020.06。(2)人为机械特性人为机械特性就是人为地改变电源参数或电动机参数而得到 的机械特性。 降低定子电压时的人为机械特性。如图2-35所示。 转子电路串接对称电阻时的人为机械特性。如图2-36所示。三、三相异步电动机的运行特性 1.转速特性nf(P2)，如图2-37所示。 2.转矩特性Tf(P2)，如图2-38所示。 3.定子电流特性I1f(P2)，特性曲线如 图2-39所示。 4.定子功率因数特性cos1f(P2)，特性 曲线如图2-39所示。 5.效率特性f(P2)，特性曲线如图2-39 所示。 【任务实施】 1.任务实施的内容测定三相异步电动机的转差率，由三相异步电动机的负载实 验测试工作特性。 2.任务实施的要求(1)掌握用日光灯法测转差率的方法。(2)掌握三相异步电动机的负载试验的方法，测取三相鼠笼式 异步电动机的工作特性。 3.设备器材导轨、测速发电机及转速表，1套；校正直流测功机，1台； 三相鼠笼式异步电动机，1台；交流电压表、电流表，各1块；功 率表、功率因数表，各1块；直流电压表、电流表， 各1块；三相 可调电阻器，1只。 4.任务实施的步骤(1)用日光灯法测定三相异步电动机的转差率将观察到的数据记录于表2.12中。 式中，t计数时间，单位为s；Nt秒内图案转过的圈数；f1电 源频率，50Hz。 (2)三相异步电动机的负载实验三相调压交流电源按图2-40接线，同轴联接负载电动机。图中Rf阻值为1800， RL的阻值为2250。合上交流电源，调节调压器逐渐升压至额定电压并保持不变。 合上校正过的直流电动机的励磁电源，调节励磁电流至校正值并 保持不变。 调节负载电阻RL，使电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升 到1.25倍额定电流。从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这 范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电动机 的负载电流等数据。 共取数据89组记录于表2.13中。 作P1、I1、s、cos1与P2关系的工作特性曲线。由负载试验 数据计算工作特性，填入表2.14中。