= 0:98
f2 = sf1 = 0:05 £ 50Hz = 2:5Hz
7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
7.4.1
已知Y 100L1 ? 4型异步电动机的某些额定技术数据如下: 2:2kW 380V 星形接法 1420r=min cos ' = 0:82 ′ = 81%
试计算:(1)相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩;(2)额定转差率及额 定负载时的转子电流频率。设电源频率为50Hz. [解] 2
(1) 线电流的额定值 I1N = P2N p
3Ul cos ' ¢ ′ = 2:2 £ 103 p 3 £ 380 £ 0:82 £ 0:81 A = 5A
相电流的额定值 IpN = IlN = 5A 额定转矩 TN = 9550 P2N nN
= 9550 £ 2:2 1420 N ¢ m = 14:8N ¢ m
(2) 额定转差率和额定负载时的转子电流频率 sN = 1500 ? 1420 1500 = 0:053
f2 = sNf1 = 0:053 £ 50Hz = 2:65Hz 7.4.2
有台三相异步电动机,其额定转速为1470r=min,电源频率为动瞬间,b.转子转速为同步转速的 2 3
时,c.转差率为0:02时三种情况下,试求: (1) 定子旋转磁场对定子的转速n1?1;
50Hz。在a.起 (2) 定子旋转磁场对转子的转速n1?2; (3) 转子旋转磁场对转子的转速n2?2; (4) 转子旋转磁场对定子的转速n2?1;
(5) 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 [解]
转子旋转磁场和定子旋转磁场是按同一方向在空间旋转。 定子旋转磁场对定子(即对空间)的相对转速n1?1 = n0 = 60f1 p
,决定于定子电
流的频率f1;同理,转子旋转磁场对转子的相对转速n2?2决定于转子电流的频 率f2,即 n2?2 = 60f2 p = 60sf1 p = sn0
但转子本身是以n的转速在空间转动(转动方向与磁场旋转方向相同),于是转 子旋转磁场对定子的相对转速为 n2?1 = n2?2 + n = sn0 + (1 ? s)n0 = n0 3
由此可见,不论转子转速n等于多大,转子旋转磁场和定子旋转磁场总是以同一 转速在空间旋转着。两者的相对转速为零。 a. n = 0; s = 1 (1) n1?1 = n0 = 60f1 p = 60 £ 50 2
r=min = 1500r=min (2) n1?2 = n0 ? n = (1500 ? 0)r=min = 1500r=min (3) n2?2 = sn0 = 1500r=min (4) n2?1 = n0 = 1500r=min (5) 0 b. n = 2 3 £ 1500r=min = 1000r=min; s = 1500 ? 1000 1500 =
1 3
(1) n1?1 = n0 = 1500r=min (2) n1?2 = n0 ? n = (1500 ? 1000)r=min = 500r=min (3) n2?2 = sn0 = 1 3 £ 1500r=min = 500r=min (4) n2?1 = n0 = 1500r=min (5) 0
c. s = 0:02; n = (1 ? s)n0 = 0:98 £ 1500r=min = 1470r=min (1) n1?1 = n0 = 1500r=min (2) n1?2 = n0 ? n = (1500 ? 1470)r=min = 30r=min (3) n2?2 = sn0 = 0:02 £ 1500r=min = 30r=min (4) n2?1 = n0 = 1500r=min (5) 0 7.4.4
已知Y 132S ? 4型三相异步电动机的额定技术数据如下: 功率转速电压效率功率因数Ist=IN Tst=TN Tmax=TN 5.5kW 1440r/min 380V 85:5% 0.84 7 2.2 2.2
电源频率为50Hz。试求额定状态下的转差率sN,电流IN和转矩TN,以及起动 电流Ist,起动转矩Tst,最大转矩Tmax。 [解] 目前4 ? 100kW的异步电动机都已设计为380V 三角形联结,所以连接方式是 知道的。但计算本题时毋须知道是何种联结。 (1) 因为nN = 1440r=min,可判定同步转速 n0 = 1500r=min 则磁极对数为 p = 60f1 n0 = 60 £ 50 1500 = 2 4
额定转差率 sN = n0 ? n n0 =
1500 ? 1440 1500 = 0:04
(2) 额定电流指定子线电流,即 IN = P2 p 3UN′ cos ' = 5:5 £ 103 1:73 £ 380 £ 0:84 £ 0:855 A = 11:6A (3) 额定转矩 TN = 9550 P2 nN
= 9550 £ 5:5 1440 N ¢ m = 36:5N ¢ m
注意,式中P2的单位为kW (4) 起动电流 Ist = ( Ist IN
)IN = 7 £ 11:6A = 81:2A (5) 起动转矩 Tst = ( Tst TN
)TN = 2:2 £ 36:5N ¢ m = 80:3N ¢ m (6) 最大转矩 Tmax = ( Tmax TN
)TN = 2:2 £ 36:5N ¢ m = 80:3N ¢ m
7.5 三相异步电动机的起动
7.5.2
某四极三相异步电动机的额定功率为30kW,额定电压为380V ,三角形连 接,频率为50Hz。在额定负载下运行时,其转差率为0:02,效率为90%,线电 流为57:5A,并已知 Tst TN
= 1:2, Ist IN
= 7。如果采用自耦变压器降压起动,而使电
动机的起动转矩为额定转矩的85%,试求:(1)自耦变压器的变比;(2)电动机的 起动电流和线路上的起动电流各为多少? [解]
电动机的额定转速 nN = (1 ? s)n0 = (1 ? 0:02) £ 1500r=min = 1470r=min 额定转矩 TN = 9550 £ 30 1470 N ¢ m = 194:9N ¢ m 5
(1) 采用自耦变压器降压起动,而使起动转矩为额定转矩的85%,即T0
st = 194:9 £ 85%N ¢ m = 165:7N ¢ m 而直接起动时 Tst = 1:2TN = 1:2 £ 194:9N ¢ m = 233:9N ¢ m
因起动转矩与电压的平方成正比,故变压器的变比为 K = s Tst T0
st
= r 233:9 165:7 = 1:19
(2) 电动机的起动电流即为起动时自耦变压器二次侧的电流 I0 st = Ist K = 7 £ 57:5 1:19
A = 338:2A
线路上的起动电流即为起动时自耦变压器一次侧的电流 I00 st = I0
st
K = 338:2