三相异步电动机的工作特性

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三相异步电动机的转矩T与转速n的关系如图1-12所示。当n＝n0时，转矩达到最大值Tmax，n0称为临界转速。根据图1-4，转矩与转速的关系可分为两个区域：在0—n0转速范围内，转矩随转速增加而增大；在n0—n1的转速范围内，转矩随转速增加而减小。通过分析这些曲线，可以确定电动机应运行的区域。
图1-12 异步电动机输出特性曲线
假设电动机运行在n0—n1区域，例如a点，如果电动机的电磁转矩T与工作负载的反转矩Tf相等，两者达到暂时的平衡，电动机便以某一转速n匀速转动。当工作负载的反转矩波动，如泥浆泵因坍塌导致孔内循环阻力增大，使得Tf增加到T′f，反转矩便超过了电磁转矩，导致转子转速下降，工作点移至a′。此时，电磁转矩随转速下降而增加，直至两者相等，电动机再次达到新的平衡并以较低转速匀速转动。反之，当负载减小时，电动机转速的变化过程与上述情况相反，工作点移至a″点。因此，负载转矩变化时，电动机的电磁转矩总是调节以适应负载转矩，异步电动机在n0-n1区域的运行状态是稳定的，称为稳定区。
如果电动机运行于0—n0区域，例如b点，尽管电磁转矩T相同，但当负载增大导致转速下降时，电磁转矩反而减小，进一步降低转速。因此，如果继续下去，电动机最终会停止。反之，如果负载转矩减小，转速升高导致电磁转矩增大，进一步增加转速，直到转速超过临界转速n0，工作点进入稳定区。由此可见，0—n0区域是不稳定区。
由上述分析可知，电动机正常工作于n—n1曲线之间，最低运行速度为n0，即异步电动机的转速变化范围很小，而与之相应的电磁转矩变化较大，通常超载系数可达1.8～2.2。这意味着异步电动机具有硬的机械特性。对应于图1-12中n＝0时的转矩Tq，称为电动机的启动转矩。启动时，如果启动转矩Tq大于负载反抗转矩Tf，转子开始转动并提高转速，最终进入稳定区运行。相反，如果负载的反抗转矩大于启动转矩，电动机无法启动。长时间过大的启动电流会烧毁定子，因此，在生产过程中，必须确保电动机空载启动，以保障电动机安全。