2013注評《機(jī)電設(shè)備評估基礎(chǔ)》預(yù)習(xí)：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

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＝T_C.

　　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，常可忽略，所以：

　　T＝T_Z+T₀≈T_Z

　　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)重過熱，以致燒壞。

　　電動(dòng)機(jī)的最大過載轉(zhuǎn)矩可以接近最大轉(zhuǎn)矩。只要過載時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)不至于立即過熱，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

　　 

　　一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(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)，對起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沒有什么要求。但對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。