2.2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性（课件）-高一《电机与电气控制技术》同步精品课堂（人邮版·第2版）

《电机与电气控制技术》（第2版）中国工业出版社及人民邮电出版社 同步精品课程——中职专业课 第2章 磁路与变压器 2.2三相异步电动机的电磁转矩和 机被特性 知识目标 1.了解三相异步电动机的电磁转矩的概念和计算方法。 2.理解三相异步电动机的固有机械特性，包括转速-转矩特性和效率-转矩特性。 3.掌握三相异步电动机的人为机械特性，包括转速调节、转矩调节以及效率调节的方法和策略。 能力目标 1.能够计算和分析三相异步电动机的电磁转矩。 2.能够绘制和解读三相异步电动机的固有机械特性曲线。 3.具备设计和调节三相异步电动机的人为机械特性的能力。 情感目标 1.培养对三相异步电动机的兴趣和好奇心，激发学习主动性和探究精神。 2.培养学生合作与交流的能力，在小组合作中相互学习和支持。 3.培养学生对实际工程应用的意识和专业素养，关注电机技术的发展和应用前景。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是一个三相异步电动机的实际应用案例 新知学习 02 一、三相异步电动机的电磁转矩 电磁转矩的产生原理： 1. 三相异步电动机的电磁转矩是由电磁力作用在转子上产生的。 2. 电动机的定子绕组通电后，会产生旋转磁场，这个旋转磁场会和转子中的永磁体（或者其他类型的磁体）产生磁场相互作用。 3.电磁力会使得转子受到转矩作用，从而实现电动机的转动。 新知学习 02 电磁转矩的计算方法： 1.电磁转矩可以通过两种方法进行计算：理论计算和实验测量。 2.理论计算方法通常使用电磁转矩的数学模型，可以根据电动机的电流、磁场和转子的特性参数来计算电磁转矩的大小。 3.实验测量方法可以通过装置或者仪器对电动机的转矩进行测量，从而得到真实的电磁转矩值。 一、三相异步电动机的电磁转矩 新知学习 02 影响电磁转矩的因素： 1.电磁转矩的大小受到多个因素的影响，包括电动机的电流、磁场强度、磁极数、转子电阻等。 2.电动机的电流越大，电磁转矩越大；磁场强度越大，电磁转矩越大；磁极数越多，电磁转矩越大；转子电阻越小，电磁转矩越大。 一、三相异步电动机的电磁转矩 切削运动分析： 新知学习 02 三相异步电动机的电磁转矩是它的一个重要参数。因为三相异步电动机是由转子绕组中电流与旋转磁场相互作用而产生的，所以转矩 T的大小与旋转磁场的主磁通Φ及转子电流I2有关。 三相异步电动机的电磁关系与变压器类似，定子绕组相当于变压器的一次侧绕组，闭合状态的转子绕组相当于变压器的二次侧绕组，旋转磁场主磁通相当于变压器中的主磁通。其数学表达式与变压器也相似，旋转磁场每极下的工作主磁通为 一、三相异步电动机的电磁转矩 切削运动分析： 新知学习 02 U1是定子绕组相电压;k1是定子绕组结构常数;f1是电源频率，n1是定子每相绕组的匝数。由于K1、f1和n1都是常数，因此旋转磁场每极下主磁通 与外加电压成正比根据主磁通原理可知，当 U1 恒定不变时，Φ基本上保持不变。 异步电动机的转子以(n-n)的相对速度与旋转磁场相切，转子电路的频率为 可见，转子电路的频率与转差率s有关，s越小，转子电路频率越低，当电动机的转速n=0，转差率s=1 时，f1=f2。 一、三相异步电动机的电磁转矩 切削运动分析： 新知学习 02 转矩特性曲线中的sm称为临界转差率，对应电动机的最大电磁转矩。 最大电磁转矩 Tm与额定转 TN之比是最大转倍数，也称作过载能力，用λm表示，即 一、三相异步电动机的电磁转矩 切削运动分析： 新知学习 02 当异步电动机电磁转矩改变时，异步电动机的转速随之发生变化，这种反映转子转速和电磁转矩之间对应关系 m f(T)的曲线，如图当异步电动机电磁转矩改变时，异步电动机的转速随之发生变化，这种反映转子转速和电磁转矩之间对应关系 m f(T)的曲线，如图所示，称为异步电动机的固有机械特性。异步电动机的固有机械特性由电动机本身的结构、参数所决定，与负载无关。特性曲线上的 AB 段称为异步电动机的稳定运行段。一般情况下，异步电动机只能运行在稳定段。在 AB 段运行时显然电动机的转速n 随输出转矩的增大略有下降，说明异步电动机具有较硬的机械特性。当负载转矩增大和减小时，电动机的转速随之减小和增大，最后都将以某一转速稳定在转矩和机械特性的交点上，如E点到D点。 二、三相异步电动机的固有机械特性 新知学习 02 CB 段称为启动运行段。对于转矩不随转速变化的负载，不能稳定运行在此段，因此也称CB 段为不稳定运行区。电动机开始启动的最初一瞬间，必有 Tst＞T反能使电动机由C点从m-0加速，沿曲线经B 点仍加速，直到电动机的