饒啟明 李志平

摘 要： 電動機是轉(zhuǎn)換電能并輸出機械能的重要裝置，該裝置在社會各個不同企業(yè)中均有著十分重要的應(yīng)用價值，處于運行狀態(tài)下的電動機即有機械運動也有電磁運動。本文對轉(zhuǎn)矩特性方程、電動機轉(zhuǎn)矩與功率之間的關(guān)系進行了分析，對電動機機械特性進行了探討，對電動機機械中應(yīng)用三相異步技術(shù)的有關(guān)要求進行了介紹。

關(guān)鍵詞： 應(yīng)用研究；機械特性；異步電動機

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，電動機的應(yīng)用性能得到了進一步的提升，如何將電動機技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用于交通運輸、工業(yè)、國防軍事等領(lǐng)域已經(jīng)成為相關(guān)研單位十分重要的研究課題之一。異步電動機具有工作特性好、維修方便、價格低廉以及結(jié)構(gòu)簡單等方面的特點，普遍應(yīng)用于電力拖動平臺。為了能夠?qū)㈦妱訖C的性能更加充分地發(fā)揮出來，研究人員需要對異步電動機的運行特點以及機械原理進行深入的研究與分析，為電動機性能的提升奠定良好的基礎(chǔ)。

1.轉(zhuǎn)矩與功率之間的關(guān)系

在對轉(zhuǎn)矩與功率之間的關(guān)系進行研究之前，首先需要了解電動機在運行狀態(tài)下的機械特性，在些基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)矩與功率之間的內(nèi)在關(guān)系進行深入的分析。物體的轉(zhuǎn)運離不開力矩的支持，由于在轉(zhuǎn)運的狀態(tài)下會產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)運動能，物體受到力矩的驅(qū)動會產(chǎn)生轉(zhuǎn)運，在些過程中所產(chǎn)生的做功量可以通過轉(zhuǎn)運半徑進行計算，所產(chǎn)生的驅(qū)動力即垂直于轉(zhuǎn)軸也垂直于轉(zhuǎn)運半徑，計算公式如下。

P=W/t=F·S/t=F·v=F·ωr=Fr·ω=Tω

以式中，旋轉(zhuǎn)物體的平均角速度記為ω，單位為rad/s。

根據(jù)公式內(nèi)容可知，對于旋轉(zhuǎn)物體來說，其在運動狀態(tài)下所產(chǎn)生的機械功率為機械角速度與轉(zhuǎn)矩之間的乘積。

2.轉(zhuǎn)矩特征曲線與轉(zhuǎn)矩特性方程

上式中，異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩記為T，單位為N·m；定子繞組相電壓記為U1，單位為V；定子電源頻率記為f1，單位為Hz；電動機的轉(zhuǎn)差率記為s；轉(zhuǎn)子繞組一相電阻記為R2，單位為Ω；轉(zhuǎn)子靜止狀態(tài)下的一相感抗記為X20，單位為Ω；涉及到電動機結(jié)構(gòu)方面的比例常數(shù)記為KT′。

根據(jù)以上公式內(nèi)容可知，在頻率不變、外加電壓不變的情況下，式中的變量就只有一個s，其他數(shù)值均以常數(shù)的形式存在。

在s很小的狀態(tài)下，可以忽略，（sX20）2，在些基礎(chǔ)上可以得到二者之間的以下關(guān)系。

依照極值理論能夠得出以下結(jié)果，在R22=（sX20）2的狀態(tài)下，能夠得出最大的轉(zhuǎn)矩，該狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩以Tmax進行表示，此時s=R2/X20為轉(zhuǎn)差率，也就是臨界轉(zhuǎn)差率，結(jié)合sm=R2/X20，能夠計算出KT′U12/f1/（2X20）=Tmax。根據(jù)以上分析內(nèi)容，能夠進一步繪制出轉(zhuǎn)矩特性曲線，曲線內(nèi)容如下。

通過機械特性曲線可以發(fā)現(xiàn)三個轉(zhuǎn)矩，即最大轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩。其中處于額定負載狀態(tài)下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩即為額定轉(zhuǎn)矩，該數(shù)值可以通過額定轉(zhuǎn)速與額定功率所求得。處于剛啟動狀態(tài)下的電動機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為啟動轉(zhuǎn)矩。在瞬間啟動的狀態(tài)下，對負載轉(zhuǎn)矩與啟動轉(zhuǎn)矩進行對比，在負載轉(zhuǎn)矩小于啟動轉(zhuǎn)矩的情況下，則代表可以啟動電動機，反之則不可以啟動電動機。根據(jù)機械特性曲線分析結(jié)果可知，曲線上有一個最大值轉(zhuǎn)矩，即最大轉(zhuǎn)矩。在最大轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩的情況下，電動機所需要驅(qū)動的負載超出了其負載能力，進而出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)問題。在這種情況下，電動機電流會在一瞬間上升數(shù)倍，出現(xiàn)嚴重的電動機發(fā)熱問題。即代表電動機最大轉(zhuǎn)矩與最大過載轉(zhuǎn)矩之間是可以接近的。在較短的過載時間狀態(tài)下，不至于出現(xiàn)嚴重的電動機熱量超標問題，此時電動機能夠承受的過載能力可以用來表示電動機的最大轉(zhuǎn)矩。在對電動機類型進行選擇的過程中，需要重點考慮到電動機在運行過程中可能會產(chǎn)生的最大負載轉(zhuǎn)矩，即遵循電動機最大負載轉(zhuǎn)矩小于最大轉(zhuǎn)矩的基本原則。

3.三相導步電動機機械特征的應(yīng)用

依照機械特性可以了解到電動機啟動轉(zhuǎn)矩一方面會受到電源電壓的影響，同時也會受到轉(zhuǎn)子電阻的影響。在電源電壓不斷增加的過程中，啟動轉(zhuǎn)矩也會隨之增加，反之則減小。因此，只有在電動機輕載或空載的狀態(tài)下才能夠進行降壓啟動，對于處于重載或負載狀態(tài)下的電動機，若對其進行降壓啟動，很有可能會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)問題，燒毀電動機。若電動機帶有額定負載，則需要通過轉(zhuǎn)子器電阻對其進行啟動。另外，根據(jù)機械特性曲線可知，在一定的電阻范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，在電阻逐漸增加的過程中，也會出現(xiàn)啟動轉(zhuǎn)矩增加的現(xiàn)象。

由于電動機轉(zhuǎn)速與電動機轉(zhuǎn)子電阻、電動機磁極對數(shù)、電源電壓以及同步轉(zhuǎn)速等方面的因素有關(guān)。在調(diào)整三相異步電動機運行速度的過程中，需要重點考慮到由電源電壓與電動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。

結(jié)束語：

在異步電動機的調(diào)整與啟動過程中，需要事先依照電動機自身的機械特性對具體的操作方法進行合理化的選擇，對電動機負載承受能力范圍進行科學有效的判斷，只有這樣才能夠充分發(fā)揮出電動機的應(yīng)用性能。