電工學(xué)原理-第5章-電動(dòng)機(jī)

1、5.1 5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)1. 1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電機(jī)異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子固定部分稱為定子固定部分稱為定子在定子和轉(zhuǎn)子之間有一很小的間隙，稱為氣隙。在定子和轉(zhuǎn)子之間有一很小的間隙，稱為氣隙。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖異步電機(jī)的定子是異步電動(dòng)機(jī)固定不動(dòng)的部分。異步電機(jī)的定子是異步電動(dòng)機(jī)固定不動(dòng)的部分。 （1）定子）定子機(jī)座機(jī)座定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。軸組成。 （2）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子風(fēng)扇風(fēng)扇轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子

2、鐵心轉(zhuǎn)子鐵心為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般也由為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般也由0.5mm厚厚的硅鋼片疊成。的硅鋼片疊成。轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)電流和產(chǎn)生電的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式：鼠籠式和有繞線式兩種。轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式：鼠籠式和有繞線式兩種。根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式不同，異步電動(dòng)機(jī)分為：根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式不同，異步電動(dòng)機(jī)分為： 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的外形就像一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的外形就像一個(gè)“鼠籠鼠籠”。由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不必由外界電源供電，由于

3、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不必由外界電源供電，因此可以自行閉合構(gòu)成短路繞組。因此可以自行閉合構(gòu)成短路繞組。鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子繞組繞線式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是用絕緣導(dǎo)線嵌與定子繞組相似，也是用絕緣導(dǎo)線嵌于轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，連接成星形接法的三相對(duì)稱繞組。于轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，連接成星形接法的三相對(duì)稱繞組。繞線式轉(zhuǎn)子繞組繞線式轉(zhuǎn)子繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的符號(hào)三相異步電動(dòng)機(jī)的符號(hào)M三相異步鼠籠式電動(dòng)機(jī)三相異步鼠籠式電動(dòng)機(jī)三相異步繞線式電動(dòng)機(jī)三相異步繞線式電動(dòng)機(jī)M同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差與同步轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱的比值稱為轉(zhuǎn)差率（也稱滑差）：為轉(zhuǎn)差率（也稱滑差）：%1000

4、0nnns電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)時(shí)，s約為約為1.56左右。左右。轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，即異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，即兩種轉(zhuǎn)速之間總是存在差異。異步電動(dòng)機(jī)的名稱也由兩種轉(zhuǎn)速之間總是存在差異。異步電動(dòng)機(jī)的名稱也由此而來(lái)。此而來(lái)。 2. 2. 異步電機(jī)的基本工作原理異步電機(jī)的基本工作原理n0ffn（1）異步電機(jī)的基本工作原理）異步電機(jī)的基本工作原理1） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 如果把三相對(duì)稱繞組接至三相對(duì)稱交流電源上，其中如果把三相對(duì)稱繞組接至三相對(duì)稱交流電源上，其中流過(guò)三相對(duì)稱交流電流。流過(guò)三相對(duì)稱交流電流。設(shè)各相交

5、流電流的瞬時(shí)表達(dá)式為：設(shè)各相交流電流的瞬時(shí)表達(dá)式為： )240sin(2)120sin(2sin211W11V11UtIitIitIiU2V1V2W1W2U1ti1Ui1Vi1W兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)0U2V1V2W1W2U1NSU2V1V2W1W2U1t1NSU2V1V2W1W2U1t2NSt3NS2）磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向）磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向 U2V1V2W1W2U1NSU2V1V2W1W2U1NSU2V1V2W1W2U1NSti1Ui1Vi1W0t1t2t3當(dāng)當(dāng)U、V、W相電流達(dá)到最大值時(shí)，合成旋轉(zhuǎn)磁相電流達(dá)到最大值時(shí)，合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極場(chǎng)的磁極N和和S依次從依次從U相繞組的軸線移到相繞組的軸線移

6、到V、W相繞組的軸線上。相繞組的軸線上。 合成磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向決定于三相繞組電流的相序。合成磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向決定于三相繞組電流的相序。 U V W L1 S1 S2 L2 L3 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相同。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相同。所以要改變異步電動(dòng)機(jī)的所以要改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向只需改變異步電轉(zhuǎn)動(dòng)方向只需改變異步電動(dòng)機(jī)三相電源的相序。動(dòng)機(jī)三相電源的相序。 控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)3）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)的磁極對(duì)數(shù) p當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的每相定子繞組只有一個(gè)線圈時(shí)，當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的每相定子繞組只有一個(gè)線圈時(shí)，所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)的極數(shù)為所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)的極數(shù)為

7、2（一個(gè)（一個(gè)N極、一個(gè)極、一個(gè)S極），即磁極對(duì)數(shù)極），即磁極對(duì)數(shù)p1 U2V1V2W1W2U1NS4極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由二個(gè)合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由二個(gè)N磁極和二個(gè)磁極和二個(gè)S磁極組成，極數(shù)變磁極組成，極數(shù)變?yōu)闉?，即磁極對(duì)數(shù)，即磁極對(duì)數(shù)p2 4）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n0 對(duì)于兩極電機(jī)即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)對(duì)于兩極電機(jī)即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)p1，當(dāng)電，當(dāng)電流變化一周（電角度為流變化一周（電角度為360）時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空）時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間正好轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（空間角度為間正好轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（空間角度為360）。）。如果電流每秒變化如果電流每秒變化f1周，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就轉(zhuǎn)動(dòng)周，則旋轉(zhuǎn)

8、磁場(chǎng)就轉(zhuǎn)動(dòng)f1圈。圈。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為： pfn1060（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/分，分，r/min） 接在工頻電源上不同極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速接在工頻電源上不同極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速（2）三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)）三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài) 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的一個(gè)重要物理量。是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的一個(gè)重要物理量。根據(jù)根據(jù)s的正負(fù)和大小可以判斷異步電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)的正負(fù)和大小可以判斷異步電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)、發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電磁制動(dòng)狀態(tài)。狀態(tài)、發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電磁制動(dòng)狀態(tài)。 1）電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)）電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài): :定子從電網(wǎng)吸收

9、電功率，轉(zhuǎn)子從軸定子從電網(wǎng)吸收電功率，轉(zhuǎn)子從軸上輸出機(jī)械功率。上輸出機(jī)械功率。 n0ffn當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同而場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同而且 轉(zhuǎn) 速且 轉(zhuǎn) 速 n n0（0sn0 （s0）。）。異步電機(jī)的定子方由原來(lái)從電網(wǎng)吸收電功率改為向電異步電機(jī)的定子方由原來(lái)從電網(wǎng)吸收電功率改為向電網(wǎng)輸出電功率。網(wǎng)輸出電功率。 電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)原動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)原動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)為制動(dòng)轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)說(shuō)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。矩。原動(dòng)機(jī)要保持轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)要保持轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，必子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，必須輸入機(jī)械功率。須輸入機(jī)械功率。3）電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)）電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)n0ffn用其他機(jī)械拖動(dòng)用其他機(jī)械拖動(dòng)異步電機(jī)朝著旋異步電

10、機(jī)朝著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反的方轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反的方向 轉(zhuǎn) 動(dòng)向 轉(zhuǎn) 動(dòng) n 1） 。電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)拖動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)拖動(dòng)機(jī)械來(lái)說(shuō)是制動(dòng)機(jī)械來(lái)說(shuō)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩。電機(jī)一方面吸收拖動(dòng)機(jī)械的機(jī)械功率，另一方面又從電機(jī)一方面吸收拖動(dòng)機(jī)械的機(jī)械功率，另一方面又從電網(wǎng)吸收電功率，這兩部分功率在電機(jī)內(nèi)都以損耗的電網(wǎng)吸收電功率，這兩部分功率在電機(jī)內(nèi)都以損耗的方式最終轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。方式最終轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。（3） 電機(jī)的可逆性原理電機(jī)的可逆性原理 一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)將交流電源接在定子繞組上，可一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)將交流電源接在定子繞組上，可以使其轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成將輸入的電以使其轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成將輸入的電

11、能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過(guò)程，即為交流電動(dòng)機(jī)。能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過(guò)程，即為交流電動(dòng)機(jī)。同一臺(tái)交流電機(jī)在不同的外界條件下，即可作為電同一臺(tái)交流電機(jī)在不同的外界條件下，即可作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這就是交流電機(jī)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這就是交流電機(jī)的可逆性原理。的可逆性原理。在原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)向電網(wǎng)輸入交流電，完成將在原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)向電網(wǎng)輸入交流電，完成將轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程，而成為交流轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程，而成為交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)。（4） 機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程 電機(jī)在進(jìn)行能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，其內(nèi)部存在著電機(jī)在進(jìn)行能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中

12、，其內(nèi)部存在著四種形態(tài)：四種形態(tài)： 電能電能 機(jī)械能機(jī)械能 磁場(chǎng)儲(chǔ)能磁場(chǎng)儲(chǔ)能 熱能。熱能。交流電機(jī)（其它類型的電機(jī)也一樣）本質(zhì)上是一種交流電機(jī)（其它類型的電機(jī)也一樣）本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換元件能量轉(zhuǎn)換元件。電動(dòng)機(jī)的能量方程式：電動(dòng)機(jī)的能量方程式：電源輸入的電能電源輸入的電能輸出的機(jī)械能輸出的機(jī)械能磁場(chǎng)儲(chǔ)能的增加磁場(chǎng)儲(chǔ)能的增加轉(zhuǎn)換成熱能的損耗轉(zhuǎn)換成熱能的損耗電機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的能量損耗通常有三電機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的能量損耗通常有三種：種： 電系統(tǒng)內(nèi)部通有電流時(shí)產(chǎn)生的電阻損耗；電系統(tǒng)內(nèi)部通有電流時(shí)產(chǎn)生的電阻損耗； 機(jī)械系統(tǒng)的風(fēng)阻摩擦引起的機(jī)械損耗；機(jī)械系統(tǒng)的風(fēng)阻摩擦引起的機(jī)械損耗； 由耦合

13、磁場(chǎng)在鐵心中引起的介質(zhì)損耗（磁滯損由耦合磁場(chǎng)在鐵心中引起的介質(zhì)損耗（磁滯損耗和渦流損耗），即鐵耗。耗和渦流損耗），即鐵耗。這些損耗都變?yōu)闊崮芏l(fā)。這些損耗都變?yōu)闊崮芏l(fā)。為了保證電機(jī)正常運(yùn)行，必須對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻。為了保證電機(jī)正常運(yùn)行，必須對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻。電系統(tǒng)電系統(tǒng)uie耦合磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng)T機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)輸入輸入電能電能電阻損耗電阻損耗產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量介質(zhì)損耗介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量機(jī)械損耗機(jī)械損耗產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量輸出輸出機(jī)械能機(jī)械能電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換1）功率平衡）功率平衡 P1P2pCu1pFe1pCu2pm+ padPTPmec電磁功率電磁功率)(admmec

14、2Cu2TmecFe1Cu11TppPPpPPppPP機(jī)械功率機(jī)械功率輸出的機(jī)輸出的機(jī)械功率械功率輸入的電輸入的電功率功率2）磁動(dòng)勢(shì)平衡）磁動(dòng)勢(shì)平衡1I1FmFm2sE2I2F以以n0旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是由定、轉(zhuǎn)子電流共同建立的。異步電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是由定、轉(zhuǎn)子電流共同建立的。21mFFF就在氣隙中建立以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其就在氣隙中建立以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其磁通量為磁通量為 mFmLFFF1m1定子電流產(chǎn)生的磁勢(shì)定子電流產(chǎn)生的磁勢(shì) 可由兩個(gè)分量組成：可由兩個(gè)分量組成： 1F激磁分量激磁分量 mI激磁磁動(dòng)勢(shì)激磁磁動(dòng)勢(shì) mF氣隙旋轉(zhuǎn)磁氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)場(chǎng) m負(fù)載分量負(fù)載分量

15、1LI21LFF抵消轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)對(duì)抵消轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的影響旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的影響 電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載的變化引起的轉(zhuǎn)子電流的變化，會(huì)立電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載的變化引起的轉(zhuǎn)子電流的變化，會(huì)立即引起電動(dòng)機(jī)的定子電流的變化，從而調(diào)節(jié)輸入的電即引起電動(dòng)機(jī)的定子電流的變化，從而調(diào)節(jié)輸入的電功率以滿足機(jī)械負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率的需要。功率以滿足機(jī)械負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率的需要。 mF為了保證為了保證 不變不變 以維持磁通以維持磁通 不變不變 m自動(dòng)增大自動(dòng)增大 1LF1I定子向電網(wǎng)吸收的定子向電網(wǎng)吸收的電流自動(dòng)增大電流自動(dòng)增大 如果增大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所帶的機(jī)械負(fù)載，必然引起轉(zhuǎn)速如果增大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所帶的機(jī)械負(fù)載，必然引起轉(zhuǎn)速

16、降低；降低；于是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加大，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)的于是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加大，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和電流電動(dòng)勢(shì)和電流I2也增大，則磁勢(shì)也增大，則磁勢(shì) 增加。增加。2F5.2.2 5.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性功率、轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的作用：是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它輸送異步電動(dòng)機(jī)的作用：是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它輸送給生產(chǎn)機(jī)械的量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。給生產(chǎn)機(jī)械的量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，總是要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（稱在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，總是要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速（稱為機(jī)械特性）符合生產(chǎn)負(fù)載的需要。為機(jī)械特性）符合生產(chǎn)負(fù)載的需要。電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩的大小

17、受哪些因素的影響？電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩的大小受哪些因素的影響？如何計(jì)算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩？如何計(jì)算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩？轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系怎樣？轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系怎樣？ 異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上作用著三個(gè)轉(zhuǎn)矩：異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上作用著三個(gè)轉(zhuǎn)矩： 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T：由：由i2和和m m相互作用引起電磁力所產(chǎn)生的相互作用引起電磁力所產(chǎn)生的 空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T0：由電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗：由電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗pm和附加損和附加損耗耗pad引起的引起的 負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T2：轉(zhuǎn)子拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載反作用在轉(zhuǎn)：轉(zhuǎn)子拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載反作用在轉(zhuǎn)子上的力矩子上的力矩1. 1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡三相

18、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩平衡方程式：電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩平衡方程式： 02TTT02TTT602 n等式兩邊同乘以機(jī)械角速度等式兩邊同乘以機(jī)械角速度rad/s克服負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩克服負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T2所消耗的功率：所消耗的功率： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率為：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率為： 22TP 電動(dòng)機(jī)所獲得的總得機(jī)械功率：電動(dòng)機(jī)所獲得的總得機(jī)械功率： 全部用于克服制動(dòng)轉(zhuǎn)矩消耗掉。全部用于克服制動(dòng)轉(zhuǎn)矩消耗掉。TPmec電動(dòng)機(jī)消耗的機(jī)械損耗電動(dòng)機(jī)消耗的機(jī)械損耗pm和附加損耗和附加損耗pad：用于克服空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩用于克服空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T0所消耗的功率所消耗的功率0admTpp由于電

19、動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗由于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗pm和附加損耗和附加損耗pad很小，很小， adm2mecppPPTnPnPT229550602（牛頓（牛頓米，米，Nm） P2為異步電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，單位為千瓦（為異步電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，單位為千瓦（kW） n為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位（轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位（轉(zhuǎn)/分，分，r/min） 2. 2. 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)矩例例： 有兩臺(tái)功率都為有兩臺(tái)功率都為PN=7.5k的的三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)UN=380V 、nN=962r/min一臺(tái)，另一臺(tái)一臺(tái)，另一臺(tái)UN=380V、 nN=1450r/min ，求兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。

20、，求兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。 解：第一臺(tái)：解：第一臺(tái)： mN 45.749625 . 795509550NNNnPT第二臺(tái)：第二臺(tái)： mN 44914505795509550NNN.nPT異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩可直接由電磁力定律異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩可直接由電磁力定律 ,通過(guò)通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)子上各導(dǎo)條所受的力得到。計(jì)算轉(zhuǎn)子上各導(dǎo)條所受的力得到。 異步電動(dòng)機(jī)上電磁轉(zhuǎn)矩為：異步電動(dòng)機(jī)上電磁轉(zhuǎn)矩為： 22mcosICTTCT （包含了力臂）（包含了力臂）是與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)的常是與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)稱為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)數(shù)稱為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù) 。公式表明：公式表明：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由氣隙中的三相

21、異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)m與轉(zhuǎn)子電流的有功分量與轉(zhuǎn)子電流的有功分量 相互作相互作用產(chǎn)生的用產(chǎn)生的。22cosI22cosI式中三項(xiàng)式中三項(xiàng)T、m和和 符合左手定則。符合左手定則。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子n三相異步電動(dòng)機(jī)電路示意圖三相異步電動(dòng)機(jī)電路示意圖定子定子r1jx1N1 k11U1I2Ef1r2jx2N2 k22If21E異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路之間只有磁的耦合異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路之間只有磁的耦合而而沒(méi)有電的聯(lián)系沒(méi)有電的聯(lián)系 。電路是靜止的電路是靜止的電路是旋轉(zhuǎn)的電路是旋轉(zhuǎn)的每相定子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式：每相定子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式： )(11111111jxr

22、IEZIEU定子繞組的電阻和漏電抗很小，定子繞組的電阻和漏電抗很小，電動(dòng)機(jī)的電源電壓：電動(dòng)機(jī)的電源電壓： m1111144. 4kNfEU)(222222jxrIZIE每相轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式：每相轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式：m222244. 4kNfE 每相轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值：每相轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值： 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率f2當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度： nnn02轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率為：轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率為： 1000226060sfpnnnnpnf注意：在

23、當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，即注意：在當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，即s=1、f2f1。 電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)s很小，所以轉(zhuǎn)子的頻率較低，約很小，所以轉(zhuǎn)子的頻率較低，約幾赫茲。幾赫茲。 由轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式：由轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式： )(222222jxrIZIE轉(zhuǎn)子每相電流的有效值：轉(zhuǎn)子每相電流的有效值： 22022202202220222222)()(xsrEsxrsExrEI由于轉(zhuǎn)子電路顯感性，所以轉(zhuǎn)子電流由于轉(zhuǎn)子電路顯感性，所以轉(zhuǎn)子電流 滯后滯后 2I2E轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：220222222222)(cossxrrxrrm2212044. 4kNfE其中：其中：2

24、2022202)(xsrEI2202222)(cossxrrm1111144. 4kNfEU22mcosICTT電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性）：電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性）： 220222122222212)()(sxrUsrKxrEsrKT重要的結(jié)論：當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)不變時(shí)，三相重要的結(jié)論：當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)不變時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不僅與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不僅與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，有關(guān)，還還與每相定子電壓與每相定子電壓U1的平方成正比。的平方成正比。 m2212044. 4kNfE3. 3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械

25、特性是描述電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)（由異步異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是描述電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)（由異步電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械所組成）的各種運(yùn)行狀態(tài)的有效工電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械所組成）的各種運(yùn)行狀態(tài)的有效工具。具。)(Tfn )(Tfs 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電源電壓異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電源電壓和頻率不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和頻率不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的之間的關(guān)系：關(guān)系：22022212)(sxrUsrKTT0n1sn00機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲線（1）額定工作點(diǎn)）額定工作點(diǎn)N額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN 額定轉(zhuǎn)差額定轉(zhuǎn)差sNNNN9550nPT（牛頓（牛頓米，米，Nm） T1

26、 0s n0 n0恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TNN sN nN（2 2）起動(dòng)點(diǎn)）起動(dòng)點(diǎn)A和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 起動(dòng)點(diǎn)起動(dòng)點(diǎn)A：指電動(dòng)機(jī)：指電動(dòng)機(jī)已投入電網(wǎng)，但尚未已投入電網(wǎng)，但尚未開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的工作狀開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的工作狀態(tài)。態(tài)。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為（最初）起動(dòng)矩稱為（最初）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Tst。Tst是表征電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。如果是表征電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。如果Tst太小，在一定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)可能不能起動(dòng)起來(lái)，因太小，在一定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)可能不能起動(dòng)起來(lái)，因而不能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。而不能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。1 0s n0 n0TstAT22022212)(sxr

27、UsrKTn=0或或s=1 ：22022212st)(xrUrKT當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)不變時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)不變時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與電與電源電壓源電壓U1的平方成正比。的平方成正比。電網(wǎng)電壓的下降，將對(duì)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)裝置的起動(dòng)電網(wǎng)電壓的下降，將對(duì)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)裝置的起動(dòng)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電流及功率因數(shù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電流及功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系的關(guān)系0sI22coss=122022202)(xsrEI2202222)(cossxrr在電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)差在電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)差s=1最大，最大，轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的 漏抗漏抗 最大，所以

28、轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)最大，所以轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)也也最小。因此，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，雖然轉(zhuǎn)子電流較最小。因此，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩大，但起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩 并不大。并不大。 22mcosICTT202sxx0sI22coss=1在電機(jī)起動(dòng)時(shí)（在電機(jī)起動(dòng)時(shí)（s=1 ），要采取限流措施，更要要采取限流措施，更要避免在電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生避免在電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，否則會(huì)由于堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，否則會(huì)由于電流過(guò)大，使電機(jī)溫升電流過(guò)大，使電機(jī)溫升增加，損壞電機(jī)絕緣，增加，損壞電機(jī)絕緣，使電機(jī)燒壞。使電機(jī)燒壞。 隨著轉(zhuǎn)速的升高轉(zhuǎn)差隨著轉(zhuǎn)速的升高轉(zhuǎn)差s較小時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率較小時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率f2較低，則較低，則轉(zhuǎn)子

29、電路的漏抗轉(zhuǎn)子電路的漏抗 較小，所以轉(zhuǎn)子電路的功較小，所以轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)較大。率因數(shù)較大。202sxx0sI22coss=1起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)NstTT（最初）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（最初）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 來(lái)來(lái)表示起動(dòng)轉(zhuǎn)矩表示起動(dòng)轉(zhuǎn)矩. . 通常用通常用 一般，鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的（最初）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為一般，鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的（最初）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為1.02.0。 電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，而電動(dòng)機(jī)卻以同步轉(zhuǎn)速高電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，而電動(dòng)機(jī)卻以同步轉(zhuǎn)速高速運(yùn)行，這種運(yùn)行狀態(tài)只能是一種理想情況，稱為速運(yùn)行，這種運(yùn)行狀態(tài)只能是一種理想情況，稱為理想運(yùn)行狀態(tài)。理想運(yùn)行狀態(tài)。 （3）理想空載點(diǎn)）理想空載點(diǎn)D1 0

30、s n0 n0DT（4）臨界點(diǎn)）臨界點(diǎn)B和最大轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩Tmax 電磁轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩Tmax是電動(dòng)機(jī)所能提高的極是電動(dòng)機(jī)所能提高的極限轉(zhuǎn)矩。限轉(zhuǎn)矩。Tmax越大，電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載能力越強(qiáng)，最大轉(zhuǎn)矩越大，電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載能力越強(qiáng)，最大轉(zhuǎn)矩Tmax也是表征電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。也是表征電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。 1 0s n0 n0TTmaxsmB0dsdT22022212)(sxrUsrKT202xrsm22021max2xUKT當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)為常數(shù)時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩當(dāng)電源頻率和電動(dòng)機(jī)參數(shù)為常數(shù)時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩Tmax與與電源電壓電源電壓U1的平方成正比。的平方成正比

31、。電網(wǎng)電壓有較小的波動(dòng)，也會(huì)使異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓有較小的波動(dòng)，也會(huì)使異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生較大的變化。電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生較大的變化。如果電源電壓下降過(guò)多，以致最大轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，如果電源電壓下降過(guò)多，以致最大轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)生停車事故，也稱為堵轉(zhuǎn)。則電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)生停車事故，也稱為堵轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載短時(shí)突然增大，隨后又恢當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載短時(shí)突然增大，隨后又恢復(fù)正常負(fù)載，在這期間只要總的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（負(fù)載轉(zhuǎn)復(fù)正常負(fù)載，在這期間只要總的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（負(fù)載轉(zhuǎn)矩與空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的總和）不超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)矩與空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的總和）不超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)仍能穩(wěn)定運(yùn)行

32、。機(jī)仍能穩(wěn)定運(yùn)行。但若總的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于最大轉(zhuǎn)矩，則電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)但若總的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于最大轉(zhuǎn)矩，則電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)將停車，也稱堵轉(zhuǎn)。將停車，也稱堵轉(zhuǎn)。 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力 NTTmax一般異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力一般異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力1.82.5。電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力4. 4. 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū) 穩(wěn)定運(yùn)行：就是如果電力拖動(dòng)系統(tǒng)原來(lái)處于一種平穩(wěn)定運(yùn)行：就是如果電力拖動(dòng)系統(tǒng)原來(lái)處于一種平衡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于受到外界擾動(dòng)離開(kāi)原來(lái)的平衡狀衡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于受到外界擾動(dòng)離開(kāi)原來(lái)的平衡狀態(tài)，仍能在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)；或者在態(tài)，仍能在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)；

33、或者在擾動(dòng)消失后，能夠恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。擾動(dòng)消失后，能夠恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。 穩(wěn)定工作點(diǎn)穩(wěn)定工作點(diǎn)NL02TTTTLTT 電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)當(dāng)TLnTT L1 0s n0 n0恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TLT當(dāng)當(dāng)TTT LN1 0s n0 n0T穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)不穩(wěn)定不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)運(yùn)行區(qū)5.2.3 5.2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)1. 1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)接在三相對(duì)稱電源上，如果最初起動(dòng)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)接在三相對(duì)稱電源上，如果最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)就從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)

34、渡到轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)就從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程叫做異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程叫做異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。 把異步電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)（把異步電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)（n0，s=1）時(shí)，三相異步電）時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)定子線電流定子線電流稱為異步電動(dòng)機(jī)的最初起動(dòng)電流稱為異步電動(dòng)機(jī)的最初起動(dòng)電流Ist。 若異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下起動(dòng)，則（最初）起動(dòng)電若異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下起動(dòng)，則（最初）起動(dòng)電流為額定電流的流為額定電流的47倍。倍。 在線路上會(huì)產(chǎn)生較大的線路壓降，使得電源電壓在線路上會(huì)產(chǎn)生較大的線路壓降，使得電源電壓在起動(dòng)電機(jī)時(shí)下降。尤其是電源的容量較小時(shí)起在起動(dòng)電機(jī)時(shí)下降。尤其是

35、電源的容量較小時(shí)起動(dòng)電機(jī)，會(huì)使電壓降得更多。這就有可能影響同動(dòng)電機(jī)，會(huì)使電壓降得更多。這就有可能影響同一電源上其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。一電源上其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。 較大的起動(dòng)電流在線路和電機(jī)中產(chǎn)生的損耗大，較大的起動(dòng)電流在線路和電機(jī)中產(chǎn)生的損耗大，引起發(fā)熱。特別是機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量引起發(fā)熱。特別是機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J較大時(shí)，起動(dòng)較較大時(shí)，起動(dòng)較慢，起動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的損耗增大，使電機(jī)過(guò)熱，溫慢，起動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的損耗增大，使電機(jī)過(guò)熱，溫度上升，嚴(yán)重時(shí)可能燒壞電機(jī)。度上升，嚴(yán)重時(shí)可能燒壞電機(jī)。 有足夠大的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；有足夠大的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 盡可能小的最初起動(dòng)電流；盡可能小的最初起動(dòng)電流； 起動(dòng)過(guò)程中的功率損耗

36、應(yīng)盡可能減少；起動(dòng)過(guò)程中的功率損耗應(yīng)盡可能減少； 起動(dòng)的操作方便，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。起動(dòng)的操作方便，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。起動(dòng)性能的要求：起動(dòng)性能的要求：2. 2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法 （1） 直接起動(dòng)直接起動(dòng)直接起動(dòng)是利用開(kāi)關(guān)等電器設(shè)備將電動(dòng)機(jī)直接接到直接起動(dòng)是利用開(kāi)關(guān)等電器設(shè)備將電動(dòng)機(jī)直接接到額定電壓上的起動(dòng)方式，又稱全壓起動(dòng)。額定電壓上的起動(dòng)方式，又稱全壓起動(dòng)。 當(dāng)電機(jī)容量小于當(dāng)電機(jī)容量小于10kW或其容量不超過(guò)電源變壓器或其容量不超過(guò)電源變壓器容量的容量的15%20%時(shí)，最初起動(dòng)電流不會(huì)影響同一時(shí)，最初起動(dòng)電流不會(huì)影響同一供電線路上的其他用電設(shè)備的正常工作

37、，可允許直供電線路上的其他用電設(shè)備的正常工作，可允許直接起動(dòng)。接起動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)過(guò)程快，是一種適優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)過(guò)程快，是一種適用于小容量的常用方法。用于小容量的常用方法。缺點(diǎn)：最初起動(dòng)電流較大，將使線路電壓下降，影缺點(diǎn)：最初起動(dòng)電流較大，將使線路電壓下降，影響鄰近負(fù)載正常工作。響鄰近負(fù)載正常工作。 （2） 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)的方法是通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)定子電壓降壓起動(dòng)的方法是通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)定子電壓U1來(lái)限制來(lái)限制最初起動(dòng)電流最初起動(dòng)電流Ist。 由于電動(dòng)機(jī)的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由于電動(dòng)機(jī)的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ，所以當(dāng)電動(dòng)，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子電壓機(jī)定子電壓U1降低為降低為 時(shí)，

38、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就會(huì)降低時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就會(huì)降低為為 。21stUT 11UkstTk211）Y-換接降壓起動(dòng)換接降壓起動(dòng)113ZUI正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組換接成正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組換接成 ：這種控制方式僅適用于電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)定子繞這種控制方式僅適用于電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為組為D形接法。形接法。W2W1V2V1U1U211pZUI 起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成Y形。形。W2W1V2V1U1U231YII1111pY313ZUZUIIY-換接降壓起動(dòng)時(shí)的電流僅為直接起動(dòng)時(shí)的三分換接降壓起動(dòng)時(shí)的電流僅為直接起動(dòng)時(shí)的三分之一。之一。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)，當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

39、接近額定轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，斷開(kāi)速時(shí)，斷開(kāi)KM2然后閉合然后閉合KM3，電動(dòng)機(jī)的定子繞組，電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成正常運(yùn)行時(shí)的接成正常運(yùn)行時(shí)的形形 。KM3W2W1V2V1U1U2KM2起動(dòng)時(shí)先閉合起動(dòng)時(shí)先閉合KM2定子繞組接成定子繞組接成Y，每相定子上的，每相定子上的電壓僅為額定電壓的電壓僅為額定電壓的 、而電網(wǎng)的電流僅為全壓、而電網(wǎng)的電流僅為全壓直接起動(dòng)時(shí)的直接起動(dòng)時(shí)的 ；3131適用范圍：正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形連接電適用范圍：正常運(yùn)行時(shí)定子繞組是三角形連接電動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：最初起動(dòng)電流為全壓起動(dòng)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)：最初起動(dòng)電流為全壓起動(dòng)時(shí)的13。起動(dòng)。起動(dòng)設(shè)備比較簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行比較可靠和維修方設(shè)備比較簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行比較可靠和維修方便。便。缺點(diǎn)：最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為全壓起動(dòng)時(shí)的缺點(diǎn)：最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為全壓起動(dòng)時(shí)的13。只適。只適用于輕載或空載起動(dòng)。用于輕載或空載起動(dòng)。 說(shuō)明說(shuō)明2） 自耦降壓起動(dòng)：自耦降壓起動(dòng)：采用自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制電路中，電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制電路中，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的限制，是依靠自耦變壓器的降壓作用起動(dòng)電流的限制，是依靠自耦變壓器的降壓作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓。的二次電壓。一旦起動(dòng)結(jié)束，自耦變壓器便被切除，