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第三章 電機及電力拖動
知識點十、三相異步電動機的機械特性【熟悉】
在一定的電源電壓和轉子電阻下,轉速與轉矩的關系曲線n=f(T)稱為電動機的機械特性曲線。
(一)額定轉矩TN
額定轉矩是電動機在額定負載時的轉矩,它可從電動機銘牌上的額定功率(輸出機械功率)和額定轉速求得,即
式中:TN——額定轉矩(N·m);
PN——額定功率(kW);
nN——額定轉速(r/min)。
在等速轉行時,電動機的轉矩T必須與阻轉矩相平衡,即T=TC。
阻轉矩TC主要是機械負載轉矩TZ.此外,還包括空載損耗轉矩T0(主要是機械損耗轉矩)。由于很小,??珊雎?,所以:
T=TZ+T0≈TZ
通常三相異步電動機都工作在特性曲線的ab段。當負載轉矩增大時(如起重機起重量的加大;車削時吃刀量的加大等),在最初瞬間電動機的轉矩T<Tc,所以它的轉速n開始下降。隨著轉速的下降,電動機的轉矩增加。當轉矩增加到T=Tc時,電動機在新的穩(wěn)定狀態(tài)下運行,這時轉速較前有所降低。ab段比較平坦,當負載在空載與額定值之間變化時,電動機的轉速度變化不是很大,這種特性即為硬機械特性。
如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,轉差率S=4%,則額定轉速和額定轉矩為(假設交流電頻率為50Hz):
?。ǘ┳畲筠D矩Tmax
從機械特性曲線上看,轉矩有一個最大值Tmax,稱為最大轉矩或臨界轉矩。對應于最大轉矩的轉差率為Sm.
當負載轉矩超過最大轉矩時,電動機將發(fā)生所謂“悶車”現(xiàn)象。發(fā)生悶車后,電動機的電流立即升高6~7倍,電動機嚴重過熱,以致燒壞。
電動機的最大過載轉矩可以接近最大轉矩。只要過載時間較短,電動機不至于立即過熱,這是允許的。因此,最大轉矩也表示電動機短時允許過載能力。
最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載系數(shù)用λ表示
一般三相異步電動機的過載系數(shù)為
在選用電動機時,必須考慮可能出現(xiàn)的最大負載轉矩。然后根據(jù)所選電動機的過載系數(shù)算出電動機的最大轉矩,其值必須大于最大負載轉矩。否則就要重選電動機。
?。ㄈ┢饎愚D矩TQ
電動機剛起動(n=0,S=1)時的轉矩稱起動轉矩。在剛起動時,轉子電流比較大,但起動轉矩實際上并不大,它與額定轉矩之比約為1.0~2.0。
一般機床的主電動機都是空載起動,對起動轉矩沒有什么要求。但對于諸如起重用的電動機,因為是在帶負載的情況下起動,因此應采用起動轉矩較大一點的。
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