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第2章电动机变频后的带负载特性
2. 1异步电动机的机械特性
2. 1. 1异步电动机的自然机械特性

堆炬空載点
m” 号一
图2- 1异步电动机的自然机械特性 a）自然机械特性 b）机械特性的含义
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电动机的机械特性：描绘电磁转矩和转速之间关系的曲线。 自然机械特性：在不改变任何参数时的机械特性。
理想空载点：阻转矩和损耗转矩都等于0时的工作点。
起动点：冈恰上电源，尚未起转时的工作点。
临界点：产生最大转矩的工作点。
机械特性说明的问题：从电动机的角度看，转速降低，产生的电磁转 矩将增大。
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a）拖动系统的工作点 b）机械特性的含义
负载的机械特性 拖动系统工作点 负载增大的过程
描绘负载的阻转矩与转速之间关系的曲线（曲线②）。 电动机机械特性（曲线①）与负载机械特性（曲线②）的交点。
Tl TmVTlf nM TmT^Tm = Tl
一在已经降低了的转速下达到新的平衡。
拖动系统的观察结果：负载转矩增加，拖动系统的转速将有所下降。
“硬”与“软”
；负载増加转
a)
几1 电
b)
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图2-3机械特性的“硬”与“软”
a）硬特性 b）软特性
硬特性：负载变化时，转速的变化不大
软特性：负载变化时，转速的变化较大
2. 1. 2异步电动机的人工机械特性

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R1
R2
T
工
T
起动点右移
KW2 —刍
KM3
KM1
卫K3
nc □抽 R3
0
b）
图2-4转子串联电阻的机械特性
a）转子串联电阻的电路 b）机械特性
机聽性
M
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特点：临界转矩不变，临界转速下降，起动转矩增大 优点：有利于起动。
缺点：机械特性变软。

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图2-5改变电压的机械特性
a）电路图 b）机械特性
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特点
优点
缺点
临界转速不变，临界转矩减小，起动转矩减小 可平滑起动。
不利于起动。
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3. 改变频率的机械特性（ku=kf）
b)
图2— 6 fx < fN时的机械特性
a）变频调速 b）变频机械特性簇
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理想空载点：随频率的减小而下移 临界转矩：略有减小。
机械特性硬度：基本不变。
优点：可平滑调速。
缺点：低频时带负载能力略有减小<
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2. 2低频时临界转矩减小的原因
2. 丿哪％
2. 1 有效转矩与磁通
7； = 7L + rD
•・• I； A弘
?KX K ©L
图2- 7有效转矩与磁通
(1) 电磁转矩总是和负载转矩(包括损耗转矩)相平衡的
(2) 电磁转矩正比于转子电流和磁通的乘积。
(3) 电流是不允许超过额定电流的。
(4) 临界转矩与磁通成正比。
2. 2. 2与磁通有关的因素
场=◎—厶»丨="—ZZil
⑦十A 心一久乙I 田一十①f —十潜 f
2. 2. 3频率下降时的磁通变化(ku = kJ 假设：
(1) AU = 30V :Ii= Iin](约 30〜40V)
(2) U；x 一 U1 ~ Uix-山1
图2-8低频时临界转矩减小的原因
a）运行频率为50Hz b）运行频率为25Hz c）运行频率为10Hz
低频时运行特点
变频器的输出电压:
随频率的减小而下降。
电动机的阻抗压降:
如负载不变，则阻抗压降也基本不变。
反电动势：有所减小。 磁通：有所减小。
临界转矩：有所减小。
当kU = kf, 11 = 11N时，在不同频率下的磁通量
fx (Hz)
Uix (V) 1
①ix (%)
fx (Hz)
5x (V)
① 1X (%)
50
380
100
20
152
87
40
304「
98
10
76
P 66
30
228
94