把转轴上的功率平衡方程式两边同除以转子的机械角速度,得到异步电动机转矩平衡方程式:
(5.86)
即:
(5.87)
式中,若功率用W,角速度用rad/s,则转矩的单位为N.m。
其中,是电动机负载制动转矩,它是由电动机所驱动的生产机械施加在电动机转轴上的制动转矩; 是空载制动转矩,是由电动机的机械损耗和附加损耗之和产生的,代表电动机转轴上总的制动转矩。
那么,是什么转矩呢?把该式加以推导:
(5.88)
式中:,是异步电动机旋转磁场的同步机械角速度,单位为rad/s,是个常数。可见转矩Tem正比于电磁功率Pem,所以称之为电磁转矩,是主磁通与转子电流有功分量相互作用产生的,是驱动性质的。
式(ZJ.10)是一个重要的关系式,它说明电磁转矩可以从两个方面来看:从转子的角度出发,电磁转矩可以用转子总的机械功率除以转子的机械角速度计算;从定子旋转磁场的角度出发,电磁转矩又可以用电磁功率除以旋转磁场的同步角速度来计算。
例题GJ.1 有一台三相四极异步电动机,50Hz,UN=380V,Y接法,,机械损耗与附加损耗之和为288W,设I1N=I2N’=20.5A,求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。
解:总的机械功率
输出功率
电磁功率
同步转速
额定转速
电磁转矩
或
负载转矩
例题5.25 一台六极异步电动机,额定功率PN=28千瓦,UN=380伏,f1=50Hz,nN=950转/分,额定负载时, ,pCu1+pFe=2.2千瓦,pmec=1.1千瓦,pad=0,计算在额定时的sN、pCu2、ηN、I1和f2 。
解:磁极对数:
取
同步转速:
额定转差率:
总机械功率:
转子铜损:
输入功率:
效率:
定子电流:
转子电动势频率: