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四、三相異步電動機的機械特性

在一定的電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻下，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T)稱為電動機的機械特性曲線。

(一)額定轉(zhuǎn)矩T_N

在等速轉(zhuǎn)行時，電動機的轉(zhuǎn)矩 T 必須與阻轉(zhuǎn)矩相平衡，即T=T_C。阻轉(zhuǎn)矩T_C主要是機械負載轉(zhuǎn)矩T_Z。

此外，還包括空載損耗轉(zhuǎn)矩T0(主要是機械損耗轉(zhuǎn)矩)。由于很小，常可忽略，所以T=T_Z+T₀≈TZ

通常三相異步電動機都工作在特性曲線的ab段。當(dāng)負載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩T< T_c ，所以它的轉(zhuǎn)速n開始下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動機的轉(zhuǎn)矩增加。當(dāng)轉(zhuǎn)矩增加到T= T_c 時，電動機在新的穩(wěn)定狀態(tài)下運行，這時轉(zhuǎn)速較前有所降低。

額定轉(zhuǎn)矩是電動機在額定負載時的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速求得，即

式中：T_N —— 額定轉(zhuǎn)矩(N·m);

P_N —— 額定功率(kW);

n_N —— 額定轉(zhuǎn)速(r/min).

例：某普通機床的主軸電機n=1500r/min(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw，轉(zhuǎn)差率 S = 4 %，則額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩為：

(二)最大轉(zhuǎn)矩

從機械特性曲線上看，轉(zhuǎn)矩有一個最大值 T_max，稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩。對應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為 S_m。

當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩超過最大轉(zhuǎn)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(yán)重過熱，以致燒壞。

電動機的最大過載轉(zhuǎn)矩可以接近最大轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩也表示電動機短時允許過載能力。

最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載系數(shù)用λ表示

(三)起動轉(zhuǎn)矩TQ

電動機剛起動(n = 0 ,S = 1)時的轉(zhuǎn)矩稱起動轉(zhuǎn)矩。在剛起動時，轉(zhuǎn)子電流比較大，但起動轉(zhuǎn)矩實際上并不大，它與額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)采用起動轉(zhuǎn)矩較大一點的。

例1：一臺三相異步電動機銘牌上標(biāo)明：功率5.5kW、頻率50Hz、電壓380V、電流11.4A、轉(zhuǎn)速l440r/min、溫升80℃、絕緣等級B。

計算：

1.該電動機的磁極數(shù);

2.額定運行情況下的轉(zhuǎn)差率S;

3.臨界轉(zhuǎn)矩Tmax(λ取l.6);

4.該電動機允許的最高溫度。

解：1.依式n1=60f/P，可得：

P=1，則n1=3000r/min;

P=2，則n1=1500r/min;

P=3，則n1=1000r/min。

通常在額定負載下的轉(zhuǎn)差率約為0.01~0.06。

所以：P=2。

因此該電動機應(yīng)具有4個磁極。

2.S=(n1一n)/nl=(1500-1440)/1500=0.04

3.依式TN=9550PN/nN，得：

TN=9550×5.5/1440=36.48(N·m)

依式λ=Tmax/TN，得

Tmax=λ·TN=1.6×36.48=58.37(N·m)

4.該電動機允許的最高溫度為l20℃(環(huán)境最高溫度為40℃)。

例2 某三相異步電動機銘牌如下所示：

問題：1.對l5kW、50Hz、380V、30.3A、△、1440r/min、80。C等數(shù)據(jù)、符號的含義做出解釋。

2.求該電動機的最大轉(zhuǎn)矩(取λ=2)。

解：1、15KW——額定功率(0.5分)，即在額定情況下，電動機軸上輸出的機械功率(0.5分)。

50H——額定頻率(0.5分)，即我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電的頻率(0.5分)。

380v——額定電壓(0.5分)，即電動機在額定運行情況下，外加定子繞組上的線電壓(0.5分)

30.3A——額定電流(0.5分)，即電動機在額定電壓下，軸端有額定功率輸出時，定子繞組的線電流(0.5分)。

△一表示定子繞組(0.5分)的接法為三角形接法(0.5分)。

1440r/min——額定轉(zhuǎn)速(0.5分)，即電動機額定運行時的轉(zhuǎn)速(0.5分)。

80°C--一允許溫升(0.5分)，即電動機的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度(0.5分)。

最大轉(zhuǎn)距：

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