《电机工程实践》课程教学资源（PPT讲稿）第12讲 异步机功率平衡与转矩特性

电磁转矩和转矩特性 electromagnetic torque and torque characteristic

1 电磁转矩和转矩特性 electromagnetic torque and torque characteristic

功率平衡关系 P cul C 2 P en mec B U P 2

2 1 r x1 ' 2 r ' x2 ' 2 1 r s − s 1 • U 1 • I 0 • I ' 2 • I m r m x cu1 p Fe p cu 2 p Pmec Pem P1 功率平衡关系

输入功率 P=m,U11, CoS P, 定子铜损pan=m1 定子铁损pe=m16r 电磁功率Pn=P-pwn-po=m1l2 转子铜损Pa2=m2l2r2=m1l2z2 机械功率Pmn=m)1-S 72=m12 输出功率P2=PDme-pne-p mec

3 输入功率 1 1 1 1 1 P = m U I cos  定子铜损 1 2 1 1 1 p m I r cu = 定子铁损 Fe m p m I r 2 = 1 0 电磁功率 sr P P p p m I em cu F e ' '2 2 = 1 − 1 − = 1 2 转子铜损 '2 '2 2 1 2 2 2 2 2 p m I r m I r cu = = 机械功率 '2 '2 2 1 2 2 2 2 1 1 r s s r m I s s P m I mec − = − = 输出功率 P2 = Pmec − pmec − pa d = Pmec − p 0

雨个重要关系式 p 2 P cu mec S e enn 可见,从气隙传递到转子的电磁功率分为 两部分,一小部分变为转子铜损耗,绝大部分 转变为总机械功率。转差率越大,转子铜损耗 就越多,电机效率越低。因此正常运行时电机 的转差率均很小

4 两个重要关系式 s P p em cu = 2 s P P em mec =1− 可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为 两部分，一小部分变为转子铜损耗，绝大部分 转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗 就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机 的转差率均很小

转矩平衡关系 在式=-p0的两边同时除以 机械角速度 得 60 P2 nec 0 Q99 即:T2=n-70或Tm=T2+T 电磁转矩Tm9(195 mec enn en

5 转矩平衡关系 在式 的两边同时除以 机械角速度 得： P2 = Pmec − p0 60 2n  =  −  =  P2 Pmec p0 即： T2 = Tem −T0 或 Tem = T2 +T0 1 1 (1 ) (1 )  = −  − =  = mec em em em P s P s P 电磁转矩 T

三相异步电动机电磁转矩的 三种表达方式 物理表达式Tn=CnΦ/2cosq2 2、参数表达式 27/l(1+2)2+(x1+x2) 3、实用表达式Tm 27 maX

6 三相异步电动机电磁转矩的 三种表达方式 2 ' 2 1、物理表达式 Tem = CT I cos       + + + = ' 2 1 2 2 ' 2 1 1 ' 2 2 1 1 2 ( ) (x x ) s r f r s r m pU Tem  2、参数表达式 s s s s T T m m em + = max 2 3、实用表达式

物理表达式 Tem=crop 12 cos p2 表明:三相异步电动机的电磁转 矩是由主磁通Φ与转子电流的有 功分量l2Cos02相互作用产生的

7 物理表达式 2 ' 2 Tem = CT  I cos 表明：三相异步电动机的电磁转 矩是由主磁通 与转子电流的有 功分量 相互作用产生的。  2 ' 2 I cos

参数表达式: S enn 2z(+2)2+(x1+x2)2 说明:电磁转矩与电源参数(U f)、结构参数(r、x、m、p)和 运行参蟲(s)有关

8 参数表达式： 说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ、 f）、结构参数（r、x、m、p）和 运行参数（s）有关。       + + + = ' 2 1 2 2 ' 2 1 1 ' 2 2 1 1 2 ( ) (x x ) s r f r s r m p U Tem 

临界转差率Sm和最大电磁转矩Tmx 二 2 (X1+x ax 47fi[ri 2 2 (x1+x ≈mpC 4m/1(x1+x2)

9 临界转差率 sm 和最大电磁转矩Tmax ' 1 2 ' 2 ' 2 1 2 2 1 ' 2 ( ) x x r r x x r s m +  + + = 4 ( ) 4 [ ( ) ] ' 1 1 2 2 1 1 ' 2 1 2 2 1 1 1 2 1 1 max f x x m pU f r r x x m pU T +  + + + =  

由两个表达式可见 当其它参数一定时 1、最大电磁转矩与电源电压平方成正比; 临界转差率与电源电压无关 2、转子回路电阻越大,临界转差率越大; 最大电磁转矩与转子电阻无关 3、频率越高,最大电磁转矩和临界转差率越小; 漏抗越大,最大电磁转矩和临界转差率越小 4、过载能力KT

10 由两个表达式可见 当其它参数一定时： 1、最大电磁转矩与电源电压平方成正比； 临界转差率与电源电压无关。 3、频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小； 漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小； 2、转子回路电阻越大，临界转差率越大； 最大电磁转矩与转子电阻无关。 N m m T T 4、过载能力 K =