第5章三相异步电动机的运行与拖动5、1三相异步电动机的运行特性5。1。1机械特性的物理表示由第4章三相异步电动机的电磁转矩T的一半物理表示为：当0<s<sm时:55.1.2机械特性的参数表示机械特性的参数表示:就是用异步电动机的电磁转矩T,转差率s,和电动机的电压U1,频率f1,线圈阻抗r1;r’2;x1,x’2等来表示.由机械特性的参数表示式画出三相异步电动机的机械特性曲线如图5-5所示。2、由机械特性的参数表示机械特性的说明与分析1)同步转速运行点为A点：n=n1(s=0),T=0.为空负载运行点。2）额定运行点B点：转速和转矩都为额定值nN,TN.3)C点为最大转矩点：对应最大数值sm,Tm。3、结论1)最大转矩Tm与电压U1平方成正比。与漏抗（X2+x’2）成反比。改变此两参数可改变Tm大小。临界转差率sm与电阻r’2成正比，与漏抗（X2+x’2）成反比电动机过负载能力或倍数λm为：λm=Tm/TN=1.6--2.2倍,专业机=2.2---2.8倍。4、D点的特性对应电动机的启动特性：n=0,s=1启动转矩为：5.1.3机械特性的实用表达式1、实用表达式：前面的机械特性表达式很繁杂,工程应用不方便,尤其r1,x1,r’2,x’2等不知道.假设:应用时上式中，忽略空负载转矩T0，近似认为铭牌参数中的额定转矩TN=T，TN可以由额定功率PN（kW）和额定转速nN,以及过负载倍数λm等求得。3、实用表达式的进一步简化在0<s<sm的直线段异步电动机在额定负载范围内运行时,它的转差率小于额定转差率(Sn=0.01---0.05)可以认为:例5-15.1.4异步电动机固有和人为机械特性1、固有机械特性固有机械特性是指在额定频率的额定电压下，定子绕组按规定的接线方式连接，定子和转子回路不接任何电器元件的条件的机械特性。其机械特性如图5-6所示。它是利用简化的实用机械特性公式（5。15）计算得到的。它依次计算A、B、C、D四点的特殊值，然后用曲线连接起来即可。同步转速点AS=0,Nn=750T=0.(2)额定运行点BSn=0.033,TN=790(3)最大转矩点CSm=0.16Tm=1975(4)启动点D：s=1,T=6162、人为机械特性1）人为机械特性所用公式和计算步骤2、几种人为机械特性曲线1）定子降压的人为机械特性曲线，U1=UN、U1=0。8UN、U1=0。5UN时的曲线。电压越高，转矩越大。2）转子回路串联对称电阻的人为机械特性串联电阻越大机械特性越软。（R3>R2>R1）3)定子回路串联电抗X的人为机械特性:电抗X越大电动机机械特性越软.5.1.5稳定运行问题稳定运行的条件是:两条机械特性曲线的交点应满足以下关系式:分析:左图中机械特性HP段是能正常运行的.但是当负载转矩TL突然增加:从TLA---TLB,电动机转速下降,不过电动机的电磁转矩反而增加到TB,看见电动机能运行于B点.当负载减少时,负载转矩又可灰复到正常状态.说明该运行点A是稳定的.若工作在PQ段将是不稳定的.在右图中,若工作点选择在HP段(A、B、C)点，都是稳定的。PQ段只有泵类负载与机械特性的交点C才能满足稳定运行的条件。5.2三相异步电动机的启动5.2.1三相异步电动机直接启动的问题1、直接启动的问题：转差率s=1,主磁通Φm=0.5ΦmN；功率因数很小；启动电流大，Is=I2’=KiIN（额定电流）,Ki=4---7；为启动电流的倍数；启动转矩小，Ts=(0.9—1.3)TN;对于绕线式电动机Ts<TN;直接启动只使用于7.5KW以下的异步电动机.2、异步电动机的启动方法1）异步电动机的启动电流IS和转矩TSB：三相绕线式电动机启动：（1）转子串联电阻启动；（2）转子串联频敏变阻器启动；5。3。2三相鼠笼式异步电动机的启动1、定子串联电阻R或电抗X启动1）接线图2）定子串联电抗的等效电路3）启动电流、转矩的计算增加阻抗X后启动电流减小的比例参数数k.2、Y-D降压启动（星----三角启动）（1）Y-D降压启动电路图5.12按图5-13的电路进行操作:合上开关1K,不合开关2K,2K的接触头将三相线圈的末段短接在一起,使三相电动机构成Y形接法,进入启动工作状态.启动工作快结束时,往上合上开关2K,电动机的三相定子绕组接成三角形(D),使电动机进入高压正常运行状态.(2)Y-D降压启动的电路原理:如图5-14所示.三相定子线圈接成Y型时,每个线圈承受的电压为相电压220V,三相定子线圈接成D型时,每个线圈承受的电压为线电压380V.所以,启动时定子线圈接成Y型就起到了降压启动的目的,启动时的电压只是正常运行时电压的1/1.73.启