第4章異步電動(dòng)機(jī)

1、第四章第四章 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 第二節(jié)第二節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)返回主目錄返回主目錄圖圖4-1 籠型三相異步電動(dòng)機(jī)籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 軸承蓋軸承蓋端蓋端蓋接線盒接線盒散熱筋散熱筋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子風(fēng)扇風(fēng)扇罩殼罩殼軸承軸承機(jī)座機(jī)座第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（3）機(jī)座）機(jī)座 定子繞組組成一個(gè)在空間依次相差定子繞組組成一個(gè)在空間依次相差 電角度的三相對(duì)稱繞電角度的三相對(duì)稱繞組，其首端分別為組，其首端分別為 、 、 ，末端分，末端分 、 、 ，可接，可接成星形或三角形，如成星

2、形或三角形，如 圖圖4-2 所示。主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。所示。主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1U1V1W2U2V2W1201定子定子電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，有良好的導(dǎo)磁性能。電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，有良好的導(dǎo)磁性能。為了減小鐵心損耗，采用為了減小鐵心損耗，采用0.5mm厚硅鋼沖片厚硅鋼沖片疊成圓筒形，并壓疊成圓筒形，并壓裝在機(jī)座內(nèi)。在定子鐵心內(nèi)圓上沖有均勻分布的槽，用于嵌放裝在機(jī)座內(nèi)。在定子鐵心內(nèi)圓上沖有均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。三相定子繞組。（2）定子繞組）定子繞組（1）定子鐵心）定子鐵心固定和支撐作用。固定和支撐作用。圖圖4-2 三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)星形接法星形接

3、法三角形接法三角形接法2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路部分，其作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過電流并電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路部分，其作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子繞組）轉(zhuǎn)子繞組支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。（2）轉(zhuǎn)軸）轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，也用電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，也用0.5mm厚且相互絕緣的硅鋼片厚且相互絕緣的硅鋼片疊壓成圓柱體，中間壓裝轉(zhuǎn)軸，外圓上沖有均勻分布的槽，疊壓成圓柱體，中間壓裝轉(zhuǎn)軸，外圓上沖有均勻分布的槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組。用以放置轉(zhuǎn)子繞組。（1）轉(zhuǎn)子鐵心）轉(zhuǎn)子鐵心圖圖4- 3 籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子 銅條籠型轉(zhuǎn)銅條籠型轉(zhuǎn)子子

4、鑄鋁籠型轉(zhuǎn)鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子子圖圖4-4 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子 三相轉(zhuǎn)子繞組三相轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸集電環(huán)集電環(huán)電刷電刷電刷外接線電刷外接線轉(zhuǎn)子繞組出線端轉(zhuǎn)子繞組出線端二、二、三三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 圖圖4-5 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌 在三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出了在三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出了該電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。該電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。 磁極數(shù)，磁極數(shù)，4表示四極表示四極機(jī)座類型（機(jī)座類型（L表示長(zhǎng)機(jī)座，表示長(zhǎng)機(jī)座，M表示中表示中 機(jī)機(jī) 座，座，S表示短機(jī)座）表示短機(jī)座）中心高度（中心高度（mm）異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) Y 112

5、M 41型號(hào)型號(hào)(Y112M4）2額定值額定值電動(dòng)機(jī)在加額定電壓、輸出額定功率時(shí)，流入定子繞組的電動(dòng)機(jī)在加額定電壓、輸出額定功率時(shí)，流入定子繞組的線電流線電流。電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組所加的電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組所加的線電壓線電壓。電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，軸上電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率輸出的機(jī)械功率。NNNNNcos3 IUP 式中，式中， 為額定效率，為額定效率， 為額定功率因數(shù)。為額定功率因數(shù)。 N Ncos （1）額定功率）額定功率 (kW)NP（2）額定電壓）額定電壓 (kV或或V)NU（3）額定電流）額定電流 (A) NI額定功率與其

6、他額定值之間的關(guān)系額定功率與其他額定值之間的關(guān)系（4）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速 (r/min) Nn在額定電壓下，定子繞組應(yīng)采用的聯(lián)結(jié)方法。在額定電壓下，定子繞組應(yīng)采用的聯(lián)結(jié)方法。Y系列電動(dòng)機(jī)，系列電動(dòng)機(jī)，4kW以上者均采用三角形接法。以上者均采用三角形接法。（6）接法）接法() 電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率。我國(guó)電網(wǎng)的頻率規(guī)定為電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率。我國(guó)電網(wǎng)的頻率規(guī)定為50Hz。Nf（5）額定頻率）額定頻率 (Hz)電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。（7）工作方式）工作方式 S1連續(xù)；連續(xù)；S2短時(shí)間；短時(shí)間；S3斷續(xù)。斷續(xù)。（8）絕緣等級(jí)）絕緣等級(jí) 根據(jù)絕緣材料允許

7、的最高溫度分為根據(jù)絕緣材料允許的最高溫度分為Y、A、E、B、F、H、C級(jí)，見表級(jí)，見表4-1，Y系列電動(dòng)機(jī)多采用系列電動(dòng)機(jī)多采用E、B級(jí)級(jí)絕緣。絕緣。表表4-1 絕緣材料耐熱等級(jí)絕緣材料耐熱等級(jí) 18018015513012010590CHFBEAY等級(jí)等級(jí)最高允許溫度最高允許溫度/C三、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理三、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理在三相定子繞組中流過三相對(duì)稱交流電流，其波形如圖在三相定子繞組中流過三相對(duì)稱交流電流，其波形如圖4-7。圖圖4-6 兩極定子繞組結(jié)構(gòu)示意圖兩極定子繞組結(jié)構(gòu)示意圖1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖示意圖接線接線原理圖原理圖據(jù)電流的參考方向（首

8、端流入）據(jù)電流的參考方向（首端流入）和波形圖判斷電流的實(shí)際方向和波形圖判斷電流的實(shí)際方向電流為負(fù)時(shí)，實(shí)際電流從線圈末端電流為負(fù)時(shí)，實(shí)際電流從線圈末端流進(jìn)，首端流出。流進(jìn)，首端流出。電流為正時(shí)，實(shí)際電流為正時(shí)，實(shí)際電流從線圈首端流電流從線圈首端流進(jìn)，末端流出；進(jìn)，末端流出；圖圖4-8 兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)示意圖兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)示意圖 放大放大波形波形還原還原波形波形對(duì)于對(duì)于 對(duì)磁極電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速對(duì)磁極電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速p3) 對(duì)于兩極（即磁極對(duì)數(shù)對(duì)于兩極（即磁極對(duì)數(shù) =1）電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速）電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 p1160fn 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)1）定子三相繞組的合成磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

9、。）定子三相繞組的合成磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序。若要改變旋轉(zhuǎn)磁）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序。若要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向，只須將三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)即可。場(chǎng)轉(zhuǎn)向，只須將三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)即可。pfn1160 (4-1)式中，式中， 是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，亦稱同步轉(zhuǎn)速（是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，亦稱同步轉(zhuǎn)速（r/min）；）； 是電源頻率（是電源頻率（ ）；）； 是磁極對(duì)數(shù)。是磁極對(duì)數(shù)。 1n1f Hzp問題問題1.1.怎樣產(chǎn)生怎樣產(chǎn)生兩對(duì)磁極兩對(duì)磁極? ?圖圖4-9 三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)原理圖三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)原理圖 2旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)

10、磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致。若改變旋轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致。若改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右手定則右手定則感應(yīng)電流感應(yīng)電流左手定則左手定則電磁力電磁力電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩因?yàn)?，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因?yàn)?，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 達(dá)到同步轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速 ，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將不，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將不再切割磁力線，因而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩均為再切割磁力線，因而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩均為零，轉(zhuǎn)子將減速，因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。零，轉(zhuǎn)子將減速，因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。1nnn

11、1n“異步異步”的含義是指轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的含義是指轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 永遠(yuǎn)比同步轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)比同步轉(zhuǎn)速 （既旋（既旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）小。轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）小。異步電動(dòng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的“異步異步”的含的含義義感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 之差稱為轉(zhuǎn)差。之差稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速 之比稱為轉(zhuǎn)差率之比稱為轉(zhuǎn)差率 ，用，用 表示，即表示，即 1nn1nss轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 是三相異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。它對(duì)電機(jī)的是三相異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。它對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有著極大的影響。其大小也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。即運(yùn)行有著極大的影響。其大小也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。即s11n

12、nns (4-2) )1 (1snn 若定子繞組增加一倍，且每個(gè)繞組在空間以相差若定子繞組增加一倍，且每個(gè)繞組在空間以相差 的角度排列，并把相差的角度排列，并把相差 的兩個(gè)繞組首尾相串，組成的兩個(gè)繞組首尾相串，組成一相繞組，則可構(gòu)成四極（一相繞組，則可構(gòu)成四極（ =2）電動(dòng)機(jī)。）電動(dòng)機(jī)。90 180p 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 =1；理；理想空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速想空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 ；因此，電動(dòng)；因此，電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率 =01。 0 ns1nn 0 ss答案答案1圖圖4-17 已知已知Y112M4

13、三相電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速三相電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 r/min，額定轉(zhuǎn)速為，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，空載時(shí)的轉(zhuǎn)差率，空載時(shí)的轉(zhuǎn)差率 。求該電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)求該電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù) ， 額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率 和空載轉(zhuǎn)速和空載轉(zhuǎn)速 。 15001 n0026. 00 SpNs0n2150050606011 nfp04. 01500144015001N1N nnns1496min/r )15000026. 01500()1(100 nsnr/min例例4-1解解式中，式中， 是線電壓，是線電壓， 是線電流，是線電流， 是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)lUlI1cos 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性四、三相

14、異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性%10012 PP 11cos3 llIUP nFeCu12PPPPP 式中，式中， 是定子繞組及轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗，是定子繞組及轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗， 鐵心中存鐵心中存在的鐵損耗，在的鐵損耗， 是在運(yùn)行過程中克服機(jī)械摩擦、風(fēng)的阻力等是在運(yùn)行過程中克服機(jī)械摩擦、風(fēng)的阻力等所形成的機(jī)械損耗。此式稱為功率平衡方程式所形成的機(jī)械損耗。此式稱為功率平衡方程式 。CuPFePnP轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性1P1） 三相異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率三相異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率2P2）軸上輸出的機(jī)械功率）軸上輸出的機(jī)械功率 3）機(jī)械效率）機(jī)械效率02TTT T根據(jù)力學(xué)知識(shí)，旋

15、轉(zhuǎn)體的機(jī)械功率等于作用在旋轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)矩根據(jù)力學(xué)知識(shí)，旋轉(zhuǎn)體的機(jī)械功率等于作用在旋轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)矩與它的機(jī)械角速度的乘積，即與它的機(jī)械角速度的乘積，即 。 TP nPnPPT22229550260 額定輸出轉(zhuǎn)矩為額定輸出轉(zhuǎn)矩為式中，式中， 是額定輸出功率（是額定輸出功率（kW）；）； 是額定轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速（r/min）；）； 是額定輸出轉(zhuǎn)矩（是額定輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）。）。 NPNnNTNNNNNNN95502601000nPnPPT (4-5)4）電磁轉(zhuǎn)矩）電磁轉(zhuǎn)矩式中，式中， 為電磁轉(zhuǎn)矩，為電磁轉(zhuǎn)矩， 為輸出轉(zhuǎn)矩，為輸出轉(zhuǎn)矩， 為空載阻轉(zhuǎn)矩為空載阻轉(zhuǎn)矩 ，此，此式稱為轉(zhuǎn)矩平衡方程式式稱為轉(zhuǎn)矩平衡方程

16、式 。T2T0T2T5）輸出轉(zhuǎn)矩）輸出轉(zhuǎn)矩故故2P式中，式中， 為輸出功率（為輸出功率（kW）三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 與定子繞組上的電壓和頻率、轉(zhuǎn)與定子繞組上的電壓和頻率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)等有著密切聯(lián)系，其關(guān)系式為差率、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)等有著密切聯(lián)系，其關(guān)系式為T 式中，式中， 是定子繞組電壓；是定子繞組電壓； 是交流電源的頻率；是交流電源的頻率； 是轉(zhuǎn)子繞是轉(zhuǎn)子繞組每相的電阻；組每相的電阻； 是電動(dòng)機(jī)靜止不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組每相的感是電動(dòng)機(jī)靜止不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組每相的感抗；抗； 是電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；是電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)； 是轉(zhuǎn)差率。是轉(zhuǎn)差率。1U1f2R20XCs對(duì)于某臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言

17、，當(dāng)定子繞組上的電壓及頻率一定對(duì)于某臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)定子繞組上的電壓及頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)子電路等參數(shù)均為常數(shù)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子電路等參數(shù)均為常數(shù)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 僅與轉(zhuǎn)差率僅與轉(zhuǎn)差率 有關(guān)。有關(guān)。Ts轉(zhuǎn)矩特性曲線轉(zhuǎn)矩特性曲線 220221212sXRfUsCRT (4-6)圖圖4-10 轉(zhuǎn)矩特性曲線轉(zhuǎn)矩特性曲線 由圖看出：當(dāng)由圖看出：當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ，隨著，隨著 增大，增大， 也開始也開始增大，達(dá)到最大值增大，達(dá)到最大值 以后，以后， 隨隨 增大而減小。增大而減小。0 s0 TsTmTTs 有兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率均為有兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率均為10kW，其，其中一

18、臺(tái)額定轉(zhuǎn)速為中一臺(tái)額定轉(zhuǎn)速為980r/min，另一臺(tái)為，另一臺(tái)為1430r/min。試求它。試求它們?cè)陬~定狀態(tài)下的輸出轉(zhuǎn)矩。們?cè)陬~定狀態(tài)下的輸出轉(zhuǎn)矩。 143010955095502NN22N nPTNm66.78 Nm98010955095501NN11N nPTNm97.45 Nm由式（由式（4-5）可得）可得例例4-2解解 把圖把圖4-10順時(shí)針轉(zhuǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn) 并把并把 換成換成 ，變成圖，變成圖4-11所示的所示的 與與 之間的關(guān)系曲線，該曲線稱為機(jī)械特性曲線。之間的關(guān)系曲線，該曲線稱為機(jī)械特性曲線。 90nsnT圖圖4-11 機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲線 2機(jī)械特性機(jī)械特性 stTNstst

19、TTK （4-7） 電動(dòng)機(jī)剛接通電源電動(dòng)機(jī)剛接通電源,但尚未開始轉(zhuǎn)動(dòng)（但尚未開始轉(zhuǎn)動(dòng)（ =1）的一瞬間，）的一瞬間，軸上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩軸上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于電動(dòng)機(jī)所。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于電動(dòng)機(jī)所帶機(jī)械負(fù)載的阻力矩，否則不能起動(dòng)。通常用起動(dòng)能力帶機(jī)械負(fù)載的阻力矩，否則不能起動(dòng)。通常用起動(dòng)能力 表表示，它定義為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩示，它定義為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 與額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩 之比，即之比，即 sstKstTNT電動(dòng)機(jī)能夠提供的極限轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之電動(dòng)機(jī)能夠提供的極限轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力，也稱過載系數(shù)，用比稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力，

20、也稱過載系數(shù)，用 表示，即表示，即m NmmTT （4-8）（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩mT（2）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩問題問題3 3：電動(dòng)機(jī)一但過載，：電動(dòng)機(jī)一但過載， 會(huì)很快停轉(zhuǎn)。會(huì)很快停轉(zhuǎn)。 停轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？停轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？問題問題2.2.若電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載若電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載阻力矩大于最大轉(zhuǎn)矩，會(huì)怎樣？阻力矩大于最大轉(zhuǎn)矩，會(huì)怎樣？臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速 和臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率mnms 最大轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率分別稱為臨界轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率分別稱為臨界轉(zhuǎn)速 和和臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率 ， 的值約在的值約在0.040.4之間，通過分析可知，之間，通過分析可知， 可用下式計(jì)算可

21、用下式計(jì)算mnmsmsms202mXRs （4-9）由上式可知，出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率由上式可知，出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率 和和 成正成正比，當(dāng)比，當(dāng) = ， （起動(dòng)時(shí)），則可使最大轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)時(shí)），則可使最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在起動(dòng)瞬間。出現(xiàn)在起動(dòng)瞬間。ms2R2R20X1m ss應(yīng)用應(yīng)用 起重設(shè)備中廣泛采用的起重設(shè)備中廣泛采用的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)就是利就是利用了這一特點(diǎn)，保證電動(dòng)機(jī)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來提升重物。用了這一特點(diǎn)，保證電動(dòng)機(jī)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來提升重物。即即 轉(zhuǎn)速?gòu)霓D(zhuǎn)速?gòu)?到到 之間的區(qū)域（電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工作區(qū)）。之間的區(qū)域（電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工作區(qū)）。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)

22、載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩增大，電動(dòng)機(jī)該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略有下降。轉(zhuǎn)速略有下降。0nmn轉(zhuǎn)速?gòu)霓D(zhuǎn)速?gòu)?到到 之間的區(qū)域。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大之間的區(qū)域。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大到超過電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，直到停到超過電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，直到停轉(zhuǎn)。通常電動(dòng)機(jī)都有一定的過載能力，起動(dòng)后會(huì)很快通過不轉(zhuǎn)。通常電動(dòng)機(jī)都有一定的過載能力，起動(dòng)后會(huì)很快通過不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)而進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)工作。由于三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)而進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)工作。由于三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)比較平坦，即隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電械特性的穩(wěn)定運(yùn)

23、行區(qū)比較平坦，即隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，因此其機(jī)械特性為硬特性。動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，因此其機(jī)械特性為硬特性。mn（2）非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)）非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)對(duì)于機(jī)械特性曲線，可分為兩個(gè)區(qū)域：對(duì)于機(jī)械特性曲線，可分為兩個(gè)區(qū)域：（1）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)電動(dòng)機(jī)將因拖不動(dòng)負(fù)載而被迫停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)將因拖不動(dòng)負(fù)載而被迫停轉(zhuǎn)。 答案答案21）電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩）電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 與電源電壓與電源電壓 的平方成正的平方成正比，因此電源電壓的波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響很大。比，因此電源電壓的波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響很大。T1U結(jié)合式（結(jié)合式（4-6）、式（）、式（4-9），得出），得出結(jié)論結(jié)論：mT2R

24、2R2）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)子電阻與轉(zhuǎn)子電阻 無關(guān)，因此適當(dāng)調(diào)整無關(guān)，因此適當(dāng)調(diào)整 可改變可改變機(jī)械特性，而最大轉(zhuǎn)矩不變。機(jī)械特性，而最大轉(zhuǎn)矩不變。電動(dòng)機(jī)電流很大，若時(shí)間電動(dòng)機(jī)電流很大，若時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。過長(zhǎng)，則會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。答案答案3 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的 =380V， =20A， =10kW， 0.84， 1460r/min， 1.8， 2.2， 試求額定轉(zhuǎn)矩試求額定轉(zhuǎn)矩 ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ， 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 ，額定效，額定效率率 。 NUNINP 1cos Nn stK m NTstTmaxTN %44.90%10006.1110%1001NN P

25、P 據(jù)式（據(jù)式（4-5） 據(jù)式（據(jù)式（4-7） 據(jù)式（據(jù)式（4-8） 例例4-3解解故故84. 0203803cos31NN1 IUPW11.06kW1P輸入功率輸入功率 為為 NmmaxTT 2.265.41Nm143.90Nm NststTKT1.865.41Nm 117.74Nm14601095509550NNN nPTNm65.451Nm五、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)五、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)1起動(dòng)起動(dòng)（1）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 1）全壓起動(dòng)全壓起動(dòng) 2）減壓起動(dòng)減壓起動(dòng) 定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)

26、Y/減壓減壓起動(dòng)起動(dòng) 自耦變壓器減壓起動(dòng)自耦變壓器減壓起動(dòng) （2）三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 1）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng) 2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng) 2反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 3調(diào)速調(diào)速（1）變極調(diào)速變極調(diào)速 （2）變頻調(diào)速變頻調(diào)速 （3）改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速調(diào)速 4制動(dòng)制動(dòng) （1）能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) （2）反接制動(dòng)反接制動(dòng) 1）電源反接制動(dòng)）電源反接制動(dòng) 2）倒拉反接制動(dòng)）倒拉反接制動(dòng) 3）起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。）起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。三相異步電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)的瞬間，由于轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)的瞬間，由于轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)

27、子，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以最大的相對(duì)速度切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生最大的感應(yīng)導(dǎo)體以最大的相對(duì)速度切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此，起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流最大，這樣就使定子電動(dòng)勢(shì)，因此，起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流最大，這樣就使定子繞組也出現(xiàn)很大的起動(dòng)電流，其值約為額定電流的繞組也出現(xiàn)很大的起動(dòng)電流，其值約為額定電流的47倍，倍，0 n1起動(dòng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的三個(gè)基本要求：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的三個(gè)基本要求：stI 1）起動(dòng)電流）起動(dòng)電流 應(yīng)盡量??；應(yīng)盡量??； stT2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 足夠大；足夠大；起動(dòng)電流大起動(dòng)電流大? ?（1）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1）全壓起動(dòng)）全壓起動(dòng) 一般一般1

28、0k以下的電動(dòng)機(jī)可采用全壓起動(dòng)。以下的電動(dòng)機(jī)可采用全壓起動(dòng)。2）減壓起動(dòng)）減壓起動(dòng) 減壓起動(dòng)可減小起動(dòng)電流，但由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨減壓起動(dòng)可減小起動(dòng)電流，但由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方而降低，因此也大大減小了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此減壓電壓的平方而降低，因此也大大減小了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此減壓起動(dòng)僅適用于在空載或輕載情況下起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)僅適用于在空載或輕載情況下起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。 定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng) Y/減壓起動(dòng)減壓起動(dòng) 自耦變壓器減壓起動(dòng)自耦變壓器減壓起動(dòng) 定子繞組串電阻或電抗減壓定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)起動(dòng) 圖圖4-12 籠型異步電動(dòng)機(jī)定籠型異步電動(dòng)機(jī)定 子串電阻減壓起動(dòng)線

29、路圖子串電阻減壓起動(dòng)線路圖 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 只適合輕載起動(dòng)，且只適合輕載起動(dòng)，且起動(dòng)時(shí)電能損耗大。起動(dòng)時(shí)電能損耗大。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 起動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，起動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單。設(shè)備簡(jiǎn)單。這種起動(dòng)方式，其起動(dòng)電流和這種起動(dòng)方式，其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有直接起動(dòng)時(shí)的1/3。圖圖4-13 籠型異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī) Y/減壓起動(dòng)線路圖減壓起動(dòng)線路圖 Y/減壓起動(dòng)減壓起動(dòng)缺點(diǎn)：只適用于正常運(yùn)行時(shí)定缺點(diǎn)：只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為子繞組為聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，而聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，而且只能輕載起動(dòng)。且只能輕載起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行可靠；運(yùn)行可靠； 自耦變壓

30、器減壓起動(dòng)自耦變壓器減壓起動(dòng)圖圖4-14籠型異步電動(dòng)機(jī)自籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器減壓起動(dòng)線路圖耦變壓器減壓起動(dòng)線路圖 缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高，不能頻繁缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高，不能頻繁起動(dòng)。起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較其他方法大，而優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較其他方法大，而且可靈活選擇自耦變壓器的抽頭以且可靈活選擇自耦變壓器的抽頭以得到合適的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。得到合適的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖圖 4-15 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng) （2）三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)）三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)起動(dòng)時(shí)觸點(diǎn)全部斷開，在起動(dòng)時(shí)觸點(diǎn)全部斷開，在起動(dòng)過程中，逐級(jí)依

31、次閉起動(dòng)過程中，逐級(jí)依次閉合觸點(diǎn)，切除起動(dòng)電阻。合觸點(diǎn)，切除起動(dòng)電阻。特點(diǎn)：減小起動(dòng)電流，特點(diǎn)：減小起動(dòng)電流， 提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：應(yīng)用：適用于重載起動(dòng)適用于重載起動(dòng)圖圖4-18圖圖4-16 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng) 2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是其電阻和電抗值頻敏變阻器是其電阻和電抗值隨頻率而變化的裝置。隨頻率而變化的裝置。特點(diǎn)特點(diǎn)：減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)：減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)起動(dòng)的平滑性優(yōu)于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)起動(dòng)的平滑性優(yōu)于轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，子串電阻分級(jí)起動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，使用

32、壽命長(zhǎng)。成本較低，使用壽命長(zhǎng)。2反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致的，因異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致的，因此改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。此改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。而改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，只須把三相異步電動(dòng)機(jī)的任意而改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，只須把三相異步電動(dòng)機(jī)的任意兩根電源線對(duì)調(diào)即可。兩根電源線對(duì)調(diào)即可。3調(diào)速調(diào)速 在一定的負(fù)載下，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足生產(chǎn)機(jī)在一定的負(fù)載下，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足生產(chǎn)機(jī)械的工作速度稱為調(diào)速。械的工作速度稱為調(diào)速。 機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速通過改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法。通過改變

33、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法。 電氣調(diào)速電氣調(diào)速通過改變電動(dòng)機(jī)電氣參數(shù)的調(diào)速方法。通過改變電動(dòng)機(jī)電氣參數(shù)的調(diào)速方法。pfsnsn1160)1()1( 由此可知，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過改變電源頻率由此可知，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過改變電源頻率 、改變磁、改變磁極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) 和改變轉(zhuǎn)差率和改變轉(zhuǎn)差率 的方法來調(diào)節(jié)。的方法來調(diào)節(jié)。1fps（1）變極調(diào)速）變極調(diào)速 這種調(diào)速方法是通過改變定子繞組的接線方式，來改變定子這種調(diào)速方法是通過改變定子繞組的接線方式，來改變定子磁極對(duì)數(shù)，從而改變同步轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的目的。磁極對(duì)數(shù)，從而改變同步轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的目的。變極調(diào)速一般只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。變

34、極調(diào)速一般只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)式（根據(jù)式（4-1）、式（）、式（4-2）可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速31234561 2 34 5 61 2 34 5 6Y接YY接456121 2 35 61 2 34 5 6接YY接4a)b)圖圖4-17 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)兩種常用變極接線三相籠型異步電動(dòng)機(jī)兩種常用變極接線 變極前：電動(dòng)機(jī)每相繞組變極前：電動(dòng)機(jī)每相繞組的兩個(gè)的兩個(gè)“半相繞組半相繞組”電流方向電流方向相同，如圖實(shí)線箭頭所示，電相同，如圖實(shí)線箭頭所示，電動(dòng)機(jī)為多極數(shù)動(dòng)機(jī)為多極數(shù) 。 p2變極后：變極后：電動(dòng)機(jī)每相繞組的兩電動(dòng)機(jī)每相繞組的兩個(gè)個(gè)“半相繞組半相繞組”電流方向相反，電流

35、方向相反，如圖中虛線箭頭所示，電動(dòng)機(jī)如圖中虛線箭頭所示，電動(dòng)機(jī)極數(shù)減半，共極數(shù)減半，共 個(gè)極。個(gè)極。p（2）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速 由于電源是固定不變的由于電源是固定不變的50HZ交流電，因此變頻調(diào)速需要專交流電，因此變頻調(diào)速需要專用的變頻設(shè)備，以便給定子繞組提供不同頻率的交流電，才能用的變頻設(shè)備，以便給定子繞組提供不同頻率的交流電，才能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。有關(guān)變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法將在相關(guān)書中討論，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。有關(guān)變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法將在相關(guān)書中討論，這里不再述之。這里不再述之。（3）改變轉(zhuǎn)差率）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速調(diào)速1） 對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路中串電阻調(diào)速。對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路中串電

36、阻調(diào)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路的電阻改變時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖當(dāng)轉(zhuǎn)子回路的電阻改變時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖4-18所示所示（電源電壓及頻率保持不變）。（電源電壓及頻率保持不變）。 圖圖4-18 改變改變s調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線 一定，一定，LT2R2ITnsTLT（）缺點(diǎn)：電阻有能量損耗，缺點(diǎn)：電阻有能量損耗，空載或輕載時(shí)調(diào)速范圍空載或輕載時(shí)調(diào)速范圍窄，且低速時(shí)機(jī)械特性窄，且低速時(shí)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。軟，穩(wěn)定性差。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單。主要用于運(yùn)輸、起主要用于運(yùn)輸、起重設(shè)備。重設(shè)備。繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻調(diào)速串電阻調(diào)速2） 籠型異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī)圖圖4-1

37、9 改變電源電壓改變電源電壓調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線 電扇都采用串電抗器調(diào)壓電扇都采用串電抗器調(diào)壓調(diào)速或用晶閘管裝置調(diào)壓調(diào)速或用晶閘管裝置調(diào)壓調(diào)速。調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速對(duì)于通風(fēng)機(jī)型負(fù)載（圖中對(duì)于通風(fēng)機(jī)型負(fù)載（圖中的曲線），可獲得較低的的曲線），可獲得較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和較寬的調(diào)速范穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和較寬的調(diào)速范圍。圍。4制動(dòng)制動(dòng) 通過改變電動(dòng)機(jī)電氣參通過改變電動(dòng)機(jī)電氣參數(shù)使其產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向數(shù)使其產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。電氣相反的電磁轉(zhuǎn)矩。電氣制動(dòng)包括能耗制動(dòng)、反制動(dòng)包括能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。利用機(jī)械裝置使電利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)在切斷電源后動(dòng)機(jī)在切斷電源后停轉(zhuǎn)。

38、停轉(zhuǎn)。機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)圖圖4-20 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)（1）能耗制動(dòng)）能耗制動(dòng)斷開電源，加直流勵(lì)斷開電源，加直流勵(lì)磁，串制動(dòng)電阻磁，串制動(dòng)電阻優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)平優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)，快速停車，穩(wěn)，快速停車，且只吸取少量且只吸取少量的直流勵(lì)磁電的直流勵(lì)磁電能，制動(dòng)經(jīng)濟(jì)能，制動(dòng)經(jīng)濟(jì) 。圖圖4-21 三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)原理圖三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)原理圖 （2）反接制動(dòng)）反接制動(dòng)特點(diǎn)：比能耗制動(dòng)更加強(qiáng)烈，特點(diǎn)：比能耗制動(dòng)更加強(qiáng)烈，制動(dòng)更快，適用于使反抗性制動(dòng)更快，適用于使反抗性負(fù)載快速停車或反轉(zhuǎn)。負(fù)載快速停車或反轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：耗能大，經(jīng)濟(jì)性缺點(diǎn)：耗能大，經(jīng)濟(jì)性差。差。電源

39、反接制動(dòng)電源反接制動(dòng)1ms圖圖4-22 三相異步電動(dòng)機(jī)倒拉反接制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)倒拉反接制動(dòng) 適用于低速下放重適用于低速下放重物，安全性好，物，安全性好，倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)轉(zhuǎn)子回路串大電轉(zhuǎn)子回路串大電阻阻缺點(diǎn)：能耗大。缺點(diǎn)：能耗大。pfsnsn1160)1()1( 圖圖4-23 單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)電容器電容器端蓋機(jī)座定子繞組軸承轉(zhuǎn)子端蓋第二節(jié)第二節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 2工作原理工作原理 接通單相電源后，只能產(chǎn)生接通單相電源后，只能產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)脈振磁場(chǎng)，而不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如，而不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如果轉(zhuǎn)子

40、原靜止，則在脈振磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。果轉(zhuǎn)子原靜止，則在脈振磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 若用外力撥動(dòng)轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子就會(huì)順著撥動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。因若用外力撥動(dòng)轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子就會(huì)順著撥動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。因?yàn)槊}振磁場(chǎng)可以分解成兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的為脈振磁場(chǎng)可以分解成兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的正向電磁轉(zhuǎn)矩和反向當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的正向電磁轉(zhuǎn)矩和反向電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，因而轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，因而轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)撥動(dòng)轉(zhuǎn)子正向旋轉(zhuǎn)時(shí)

41、，由于正向電磁轉(zhuǎn)矩大于反向電磁轉(zhuǎn)當(dāng)撥動(dòng)轉(zhuǎn)子正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于正向電磁轉(zhuǎn)矩大于反向電磁轉(zhuǎn)矩，這樣轉(zhuǎn)子就會(huì)沿著撥動(dòng)方向矩，這樣轉(zhuǎn)子就會(huì)沿著撥動(dòng)方向(正向正向)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 結(jié)論：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。結(jié)論：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的類型和起動(dòng)方法二、單相異步電動(dòng)機(jī)的類型和起動(dòng)方法 1分相式單相異步電動(dòng)機(jī)分相式單相異步電動(dòng)機(jī) 如圖如圖4-24所示為電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。適當(dāng)所示為電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。適當(dāng)選擇電容器選擇電容器C 的容量，使起動(dòng)繞組流過的電流的容量，使起動(dòng)繞組流過的電流 與主繞組流與主繞組流過的電流過的電流 在相位上相差在相位上相差

42、 。此時(shí)，在定子內(nèi)圓便產(chǎn)生一。此時(shí)，在定子內(nèi)圓便產(chǎn)生一圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其原理如圖圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其原理如圖4-25所示。轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作所示。轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)動(dòng)起來。用下，獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)動(dòng)起來。90ViUi（1）電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)）電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)問題問題4 4：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，起動(dòng)繞組還有用嗎？起動(dòng)繞組還有用嗎？圖圖4-24 電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)電容分相單相異步電動(dòng)機(jī) 圖圖4-25 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 在起動(dòng)前，若起動(dòng)繞組斷在起動(dòng)前，若起動(dòng)繞組斷開，則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。開，則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。 認(rèn)識(shí)起動(dòng)繞組認(rèn)識(shí)起動(dòng)繞組 在起動(dòng)后，若把起動(dòng)繞組去在起動(dòng)后，若把起動(dòng)繞組去掉，電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)掉，電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)問題對(duì)問題4，你有答案了嗎？，你有答案了嗎？（2）電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)）電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī) 將圖將圖4-24中的電容中的電容C換成電阻換成電阻R即可構(gòu)成電阻分相單相異步即可構(gòu)成電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)