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第二章 傳動(dòng)裝置與電機(jī)
知識(shí)點(diǎn)十六、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)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(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。
?。ㄒ唬╊~定轉(zhuǎn)矩TN在等速轉(zhuǎn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T必須與阻轉(zhuǎn)矩相平衡,即T=TC.
阻轉(zhuǎn)矩TC主要是機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TZ.此外,還包括空載損耗轉(zhuǎn)矩T0(主要是機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩)。由于很小,??珊雎?,所以:
T=TZ+T0≈TZ
通常三相異步電動(dòng)機(jī)都工作在特性曲線的ab段。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)(如起重機(jī)起重量的加大;車削時(shí)吃刀量的加大等),在最初瞬間電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T<Tc,所以它的轉(zhuǎn)速n開(kāi)始下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增加。當(dāng)轉(zhuǎn)矩增加到T=Tc時(shí),電動(dòng)機(jī)在新的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行,這時(shí)轉(zhuǎn)速較前有所降低。ab段比較平坦,當(dāng)負(fù)債在空載與額定值之間變化時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速度變化不是很大,這種特性即為硬機(jī)械特性。
額定轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩,它可從電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率(輸出機(jī)械功率)和額定轉(zhuǎn)速求得,即
式中:TN——額定轉(zhuǎn)矩(N·m);
PN——額定功率(kW);
nN——額定轉(zhuǎn)速(r/min)。
如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(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(假定交流電頻率為50Hz):
?。ǘ┳畲筠D(zhuǎn)矩Tmax從機(jī)械特性曲線上看,轉(zhuǎn)矩有一個(gè)最大值Tmax,稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩。對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為Sm.
當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩時(shí),電動(dòng)機(jī)將發(fā)生所謂“悶車”現(xiàn)象。發(fā)生悶車后,電動(dòng)機(jī)的電流立即升高6~7倍,電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱,以致燒壞。
電動(dòng)機(jī)的最大過(guò)載轉(zhuǎn)矩可以接近最大轉(zhuǎn)矩。只要過(guò)載時(shí)間較短,電動(dòng)機(jī)不至于立即過(guò)熱,這是允許的。因此,最大轉(zhuǎn)矩也表示電動(dòng)機(jī)短時(shí)允許過(guò)載能力。
最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過(guò)載系數(shù)用λ表示
一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為
在選用電動(dòng)機(jī)時(shí),必須考慮可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。然后根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,其值必須大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。否則就要重選電動(dòng)機(jī)。
?。ㄈ┢饎?dòng)轉(zhuǎn)矩TQ電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)(n=0,S=1)時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在剛起動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子電流比較大,但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)際上并不大,它與額定轉(zhuǎn)矩之比約為1.0~2.0.
一般機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)都是空載起動(dòng),對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沒(méi)有什么要求。但對(duì)于諸如起重用的電動(dòng)機(jī),因?yàn)槭窃趲ж?fù)載的情況下起動(dòng),因此應(yīng)采用起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大一點(diǎn)的。
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