前面我們講了電機的功率和能量特性,也就是電機的功率因數(shù)和效率。更高的功率因數(shù)和效率是最好的結果。但是對于不同的工況,電機的性能要求有一些差異,所以必須在電機的性能和具體的使用要求之間做出折中。今天的題目是關于電機的運行特性,主要包括電機的啟動性能、最大扭矩和轉差率。
反映電機起動性能的參數(shù)包括起動轉矩、起動電流和最小轉矩。
在停止狀態(tài)下向電機施加電壓的瞬間,電機產(chǎn)生的轉矩稱為啟動轉矩。起動轉矩與電壓的平方成正比,與電機的漏抗有關,并隨轉子電阻的增大而增大。
01電動機起動電流
電機的啟動狀態(tài),即通電瞬間對應的電流,就是電機的啟動電流??梢岳斫鉃槭┘宇~定電壓、電機轉子靜止時的電流。電機的啟動電流往往很大,是額定電流的5到7倍。但是在正常情況下,電機的啟動時間最多是幾秒到十幾秒。短期大電流引起的溫升不太高,電機可以承受。但如果電機負載較重,不能正常啟動,或者因為電壓較低,電機長時間達不到額定轉速,或者電機連續(xù)多次啟動,以及頻繁的正反轉,很可能會使電機繞組過熱,嚴重時會因過熱而燒壞電機繞組。特別是大容量電機啟動電流過大,啟動時電網(wǎng)電壓會明顯下降,或者需要增加降壓啟動設備,甚至需要增加配電網(wǎng)容量。
電機的最小扭矩是指電機啟動過程中的最小扭矩。在額定頻率和額定電壓下,在零轉速和相應的最大轉速之間產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)異步轉矩的最小值是為了滿足運行條件的最小極限。
對于電機起動,高轉矩和低電流是最理想的狀態(tài)。為了達到這個目的,特別是對于籠型感應電機,在啟動時會對轉子采取一些措施來增加轉子電阻,從而達到提高啟動性能的目的。
如果起動轉矩和最小轉矩過低,電機的起動時間會延長而過熱,即使電網(wǎng)電壓低或電壓降低,電機也不能帶負荷全速起動。為了滿足短期啟動需求,不得不增加安裝能力,采用大馬拉小車模式。但是由于電機負載長期不足,電機效率和功率因數(shù)相對較低,是一種非常不經(jīng)濟和愚蠢的方法。
02電機最大轉矩
電機的電磁轉矩從啟動到正常運行是不斷變化的,其中有一個最大值叫做最大轉矩或臨界轉矩。最大扭矩,又稱失速扭矩,是電機的重要特性之一。它是指在額定電壓和額定頻率下,當負載增加而不引起轉速突然下降時,電動機能產(chǎn)生的最大轉矩。
最大扭矩是衡量電機短期過載能力的重要技術指標。最大扭矩越大,電機承受機械負載沖擊的能力越大。如果電機帶負荷運行時短時間過載,當電機最大扭矩小于過載的阻力扭矩時,電機就會停止運行,造成所謂的“堵車”現(xiàn)象,電機就會因過載而燒壞。
00-1010轉差率,也稱“轉差率”,是指異步電機轉速與同步轉速之差,一般用相對于同步轉速的百分比表示?;頢是異步電動機的一個重要參數(shù),其大小可以反映異步電動機的各種運行狀態(tài)和速度。異步電動機負載越大,轉速越低,轉差率越大。相反,負載越小,轉速越高,滑移越小。異步電動機在額定負載下,其額定轉速非常接近同步轉速。
如果電機采用高電阻率鋁合金鑄造轉子,則可以達到高轉差率、大功率、高可靠性的特點
從起動扭矩、起動電流、最大扭矩、最小扭矩和轉差率的參數(shù)定義來看,在不影響牽引設備機械安全性的前提下,電機的扭矩遵循最大化原則,而起動電流和轉差率則應遵循最小化原則。但鑒于電機參數(shù)之間的相關性,應根據(jù)實際工況,采取適當放大某些指標性能而犧牲某些運行指標的原則。
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