異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理[圖表相關(guān)]

1、第五章 異步電動機前言：定義：異步電機（也叫感應(yīng)電機）是一種交流旋轉(zhuǎn)電機，它的轉(zhuǎn)速除與電網(wǎng)頻率有關(guān)外，還隨負(fù)載而變。應(yīng)用：主要作電動機使用，如：機床；水泵；家用電器；它的功率因數(shù)永遠(yuǎn)是滯后的。 5.1異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理 一、異步電動機的主要用途和分類1、異步電機主要用作電動機，去拖動各種生產(chǎn)機械。 異步電動機的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高和具有適用的工作特征。 異步電動機的缺點:功率因數(shù)較差。異步電動機運行時，必須從電網(wǎng)里吸收落后性的無功功率，它的功率因數(shù)總是小于。2、異步電動機的種類很多，從不同角度看，有不同的分類法： （1）按定子相數(shù)分有 單

2、相異步電動機； 兩相異步電動機； 三相異步電動機。（2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分有 繞線式異步電動機； 鼠籠式異步電動機。又包括單鼠籠異步電動機、雙鼠籠異步電動機和深槽式異步電動機。 此外，根據(jù)電機定子繞組上所加電壓的大小，又有高壓異步電動機、低壓異步電動機之分。從其它角度看，還有高起動轉(zhuǎn)矩異步電機、高轉(zhuǎn)差率異步電機、高轉(zhuǎn)速異步電機等等。二、異步電動機的結(jié)構(gòu)1. 定子： 定子鐵心：0.5mm厚硅鋼片疊壓而成,磁路的一部分 定子繞組：電磁線制而成,電路一部分機 座 ：鑄鐵或鋼板焊接而成（1）定子鐵心是電動機磁路的一部分，裝在機座里。為了降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心用用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成的，在硅

3、鋼片的兩面還應(yīng)途上絕緣漆。下圖所示為定子槽,其中(a)是開口槽，用于大、中型容量的高壓異步電動機中；(b)是半開口槽，用于中型500V以下的異步電動機中；(c)是半閉口槽，用于低壓小型異步電動機中。（2）定子繞組： 高壓大、中型容量的異步電動機定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對中、小容量低壓異步電動機，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，根據(jù)需要可接成Y形或形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導(dǎo)線繞成，嵌在定子槽內(nèi)。（3）機座：主要是為了固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機，還要支撐電機的轉(zhuǎn)子部分。因此，機座應(yīng)有足夠的機械強度和剛度。對中、小型異步電動機，通

4、常用鑄鐵機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座，整個機座和座式軸承都固定在同一個底板上。2. 轉(zhuǎn)子： 轉(zhuǎn)軸:支撐轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心：0.5mm硅鋼片疊壓而成,磁路一部分 轉(zhuǎn)子繞組： 籠型繞組 鑄鋁 銅條 繞線式繞組: 電線繞制而成,Y接,滑環(huán)引出,外接電阻 （1）轉(zhuǎn)子鐵心：是電動機磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。（2）轉(zhuǎn)子繞組：分為籠型和繞線型兩類。 1）籠型轉(zhuǎn)子：籠型繞組是一個自己短路的繞組。在轉(zhuǎn)子的每個槽里放上一根導(dǎo)體，在鐵心的兩端用端環(huán)連接起來，形成一個短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀像個松鼠籠子

5、，如圖（a） 所示，因此又叫鼠籠轉(zhuǎn)子。導(dǎo)條的材料有用銅的，也有用鋁的。2）繞線型轉(zhuǎn)子：繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌放有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉(zhuǎn)子繞組回路里去，以改善電動機的啟動性能或調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。 與籠型轉(zhuǎn)子相比較，繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉(zhuǎn)距大，或需平滑調(diào)速的場合使用。3. 氣隙：磁路的一部分, 異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的氣隙小得多，在中、小型異步電動機中，氣隙一般為0.21.5mm左右。Im但易發(fā)生掃膛現(xiàn)象Im三、異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三

6、相異步電動機的銘牌上標(biāo)明電機的型號、額定數(shù)據(jù)等。1、三相異步電動機的型號電機產(chǎn)品的型號一般采用大寫印刷體的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。其中漢語拼音字母是根據(jù)電機的全名稱選擇有代表意義的漢字，再用該漢字的第一個拼音字母組成。例如：Y 112S-6 極數(shù)6極 短機座 規(guī)格代號：中心高112mm我國生產(chǎn)的異步電動機種類很多，下面列出一些常見的產(chǎn)品系列。Y系列為小型鼠籠全封閉自冷式三相異步電動機。用于金屬切削機床、通用機械、礦山機械、農(nóng)業(yè)機械等。也可用于拖動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機械，如壓縮機、傳送帶、磨床、錘擊機、粉碎機、小型起重機、運輸機械等。JQ2 和JQO2系列是高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機，用在

7、起動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機械上。JQ2 是防護式和JQO2是封閉式的。JS系列是中型防護式三相鼠籠異步電動機。JR系列是防護式三相繞線式異步電動機。用在電源容量小、不能用同容量鼠籠式電動機起動的生產(chǎn)機械上。JSL2 和JRL2系列是中型立式水泵用的三相異步電動機，其中JSL2 是鼠籠式，JRL2是繞線式。JZ2 和JZL2系列是起重和冶金用的三相異步電動機，JZ2是鼠籠式，JZL2是繞線式。JD2 和JDO2系列是防護式和封閉式多速異步電動機。BJO2 系列是防爆式鼠籠異步電動機。JPZ系列是旁磁式制動異步電動機。JZZ系列是錐形轉(zhuǎn)子制動異步電動機。JZT系列是電磁調(diào)速異步電動機。其他類型

8、的異步電動機可參閱產(chǎn)品目錄。 2、異步電動機的額定值：異步電動機的額定值包含下列內(nèi)容：（1）額定功率 PN 電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率，單位是kw。（2）額定電壓 UN 額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V。（3）額定電流IN 指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流，單位為A。（4）額定頻率f 指我國規(guī)定工業(yè)用電的頻率是50Hz。（5）額定轉(zhuǎn)速n 指電動機定子加額定頻率的額定電壓，且軸端輸出額定功率時電機的轉(zhuǎn)速，單位為r/min 。（6）額定功率因數(shù) 指電動機定子加額定負(fù)載時，定子邊的功率因數(shù)。四、異步電動機的工作原理三相異步電動機定子接三相

9、電源后，電機內(nèi)便形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，圓形旋轉(zhuǎn)磁密，設(shè)其方向為逆時針轉(zhuǎn)，如圖所示。若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁密有相對運動，導(dǎo)條中有感應(yīng)電動勢e，方向由右手定則確定。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條彼此在端部短路，于是導(dǎo)條中有電流，不考慮電動勢與電流的相位差時，電流方向同電動勢方向。這樣，導(dǎo)條就在磁場中受力f，用左手定則確定受力方向，如圖所示。轉(zhuǎn)子受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T，為電磁轉(zhuǎn)矩，方向與旋轉(zhuǎn)磁動勢同方向，轉(zhuǎn)子便在該方向上旋轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速為n，只要nn1（n1為旋轉(zhuǎn)磁動勢同步轉(zhuǎn)速），轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場仍有相對運動，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時相同方向的電動勢、電流及受力，電磁轉(zhuǎn)矩T仍舊為逆時針方向，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定運行在

10、T=TL情況下。5.2、異步電動機的運行分析 一、 三相異步電動機運行時的電磁關(guān)系正常情況下，電機轉(zhuǎn)子總是旋轉(zhuǎn)的，但是為了分析問題的方便，在這里我們首先從轉(zhuǎn)子靜止出發(fā)進行分析。1. 轉(zhuǎn)差率定義： 式中n1旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速) n轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 當(dāng)0nn1時,即0sn1時,即 0s時,電機為發(fā)電運行狀態(tài)(機械能電能) 當(dāng) n1 時,電機為電磁制動運行狀態(tài)(機械能和電能熱能)2. 分析:(i1a的方向必與i2a的方向相反)(1) 電機運行狀態(tài):nn1 s為負(fù)e2和i2a反向(與電機比) Te反向(Te與n反方向)(制動性質(zhì)),又因i2a反向i1a反向i1a與e1同方向(注e1未變) i1ae1為

11、正輸出電能(3) 電磁制動運行狀態(tài)若T1驅(qū)動轉(zhuǎn)子以反方向旋轉(zhuǎn),則切割方向同電動運行狀態(tài)e1,e2,i1a,i2a,Te同電機運行狀態(tài),因Te與n1同方向,但與n反方向(制動性質(zhì)),所以T1必須輸入機械功率.又因e1與i1a反向i1a e1為負(fù)從電網(wǎng)吸收電功率.3、 空載運行時的磁動勢和磁場1）主磁通0： 作用：傳遞能量的媒介作用；路徑：定子氣隙轉(zhuǎn)子氣隙定子。2）漏磁通： 不起傳遞能量的媒介作用，只起電抗壓降的作用； 包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和高次諧波。二、負(fù)載運行時的磁動勢和磁場1.轉(zhuǎn)子電動勢的頻率：； 2.轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢：；3.轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏抗：忽略集膚效應(yīng)，認(rèn)為不變； ；4.

12、轉(zhuǎn)子繞組的電流：正常運行時，轉(zhuǎn)子端電壓U2=0， ；有效值：；*結(jié)論：轉(zhuǎn)子電流I2隨S的增加而增加。5.轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)：*結(jié)論：轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨S的增加而減小。6.轉(zhuǎn)子磁動勢的轉(zhuǎn)速：相對轉(zhuǎn)子速度：相對定子速度：*與相對靜止。三、磁動勢平衡方程1.磁動勢形式：2.電流形式：四、三相感應(yīng)電動機的電壓方程和等效電路1、電動勢平衡方程方程： 的物理意義與變壓器的相同，但由于氣隙的存在，比變壓器的小。例：已知：一臺三相異步電動機，在額定轉(zhuǎn)速下運行，電源頻率，試求：1）轉(zhuǎn)子電流頻率； 2）定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度切割定子？又以什么速度切割轉(zhuǎn)子？ 3）由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢以什么速度切割定子

13、？又以什么速度切割轉(zhuǎn)子？2、等效電路（1）折算折算原則：保持F2不變，只要使等效前后轉(zhuǎn)子電流的大小和相位相等即可；等效前后轉(zhuǎn)子電路的功率和損耗相等。折算方法：*附加電阻的物理意義：模擬轉(zhuǎn)軸上總的機械功率； 轉(zhuǎn)子方程為： （2）轉(zhuǎn)子繞組折算說明：原則和方法與變壓器相同。電流折算： 電動勢折算：電阻和電抗折算： （3）T型等效電路折算后的基本方程組：T形等效電路 r1 X1 r2 X2 rm Xm 分析：堵轉(zhuǎn)：，相當(dāng)于短路；空載：，相當(dāng)于開路。（4）近似等效電路 與變壓器的近似等效電路相同，但須引入一修正系數(shù)C1 ，對于40kW以上，可取C1=1。* 注意：異步電動機的等效電路與變壓器的區(qū)別。五、

14、 感應(yīng)電動機的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程1、功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡（1）功率平衡關(guān)系：能量轉(zhuǎn)換：電能機械能 P1 Pem Pmec P2 pCu1 pFe pCu2 pmec+pad 電源輸入功率：定子銅損： 定子鐵損： 電磁功率： 轉(zhuǎn)子銅損： 總機械功率： 輸出功率： 可見： （2）轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系： ，即 -機械角速度rad/s；式中：Tem電磁轉(zhuǎn)矩（驅(qū)動）；T2負(fù)載轉(zhuǎn)矩（制動）；T0空載轉(zhuǎn)矩（制動）； 5.3 三相異步電動機的機械特性一、電磁轉(zhuǎn)矩的表達式1.物理表達式：=(CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù))說明：上式描述了電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通、轉(zhuǎn)子有功電流的關(guān)系。2.參數(shù)表達式：由簡化等效電路得 ：可得：*結(jié)論：與電源參數(shù)、

15、電機參數(shù)和運行參數(shù)的關(guān)系。二、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性1.轉(zhuǎn)矩特性：其他參數(shù)一定， 分析：異步電動機轉(zhuǎn)差率s在01之間，但實際上s在0sm（臨界轉(zhuǎn)差率）時， 穩(wěn)定；s在1sm之間，不穩(wěn)定；，s=sm，處于臨界狀態(tài)。 電磁制動狀態(tài) 電動機狀態(tài) 發(fā)電機狀態(tài) Tem TN Tmax Tst + S=1 Sm SN0- Tmax 2.三個特征轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN：額定負(fù)載時 *注：的單位為kW。最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax： 特點：Tmax與成正比；而Sm與無關(guān)；Tmax與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)；而Sm與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)；f1一定時，越大， Tmax越小。過載能力（最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)） 一般為1.62.5，越大，過載能力越強。起動轉(zhuǎn)矩Tst

16、 n=0, S=1，得 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路電阻為：時，起動轉(zhuǎn)矩達到最大電磁轉(zhuǎn)矩。 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：，起動能力強。 JO2：1.01.8；Y：1.42.2；特殊電機：4.0以上。3、歸一化轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率表達式 此表達式主要用于求機械特性曲線。5.4 感應(yīng)電動機的工作特性一、定義：指在額定電壓和頻率下，電動機的轉(zhuǎn)速n(s)、輸出轉(zhuǎn)矩T2 、定子電流I1、功率因數(shù)cos1、效率與輸出功率P2之間的關(guān)系。二、轉(zhuǎn)速特性 或 由Pcu2= s Pem得 s=是一條稍向下傾斜的曲線。三、輸出轉(zhuǎn)矩特性 異步電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：是一條過原點稍向上翹的曲線。四、定子電流特性 由知，空載時：，很小；負(fù)載時，P2增加，也增加，I1

17、也增加。五、定子功率因數(shù)特性空載：很??；負(fù)載時，隨，。六、效率特性 根據(jù)=空載時，P2=0，=0；負(fù)載時，隨著P2的增加，也增加，當(dāng)負(fù)載增大到可變損耗與不變損耗相等時，最大；負(fù)載繼續(xù)增大，銅損增加很快，反而下降。*說明：電機在額定負(fù)載附近的和較高，希望在PN附近運行。 s I1 T2 P2異步電動機工作特性圖5.5 三相異步電動機參數(shù)的測定 一、短路(堵轉(zhuǎn))實驗短路試驗又叫堵轉(zhuǎn)試驗，即把繞線式異步電機的轉(zhuǎn)子繞組短路，并把轉(zhuǎn)子卡住，不使其旋轉(zhuǎn)，鼠籠式電機轉(zhuǎn)子本身已短路。 實驗過程:從0.4U1開始,逐漸降低電壓。記錄定子繞組加的端電壓、定子電流和定子輸入功率。試驗時，還應(yīng)量測定子繞組每相電阻的大

18、小。根據(jù)試驗的數(shù)據(jù)，畫出異步電動機的短路特性。 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，可以算出短路阻抗、短路電阻和短路電抗。二、空載實驗實驗?zāi)康模簻y勵磁阻抗、機械損耗 pm 、鐵心損耗 pFe 。 試驗過程：轉(zhuǎn)軸上不加任何負(fù)載，即電動機處于空載運行，把定子繞組接到額定頻率的三相對稱電源上，當(dāng)電源電壓為額定值時，讓電動機運行一段時間，使其機械損耗達到穩(wěn)定值。用調(diào)壓器改變加在電動機定子繞組上的電壓，使其從（1.11.3）U1開始，逐漸降低電壓 ，直到電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯的變化為止。記錄電動機的端電壓、空載電流、空載功率P。和轉(zhuǎn)速 n ，并畫成曲線。5.6 三相異步電動機的起動，制動和調(diào)速一、 三相異步電動機的起動 （一

19、）基本概念1.起動定義：電動機接到電源上，從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程；2.起動電流：n=0,S=1時的電流。起動電流倍數(shù)：3.起動轉(zhuǎn)矩：n=0，s=1時的電磁轉(zhuǎn)矩。4.起動電流大的原因：此時處于短路。5.起動轉(zhuǎn)矩不大的原因：1）減少； 使Tst不大。 2）減??；6.起動要求：起動電流盡量小，以減小對電網(wǎng)的沖擊；起動轉(zhuǎn)矩盡量大，以縮短起動時間；起動設(shè)備簡單，可靠。（二）鼠籠式異步電動機的起動1. 直接起動優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作方便；缺點：起動電流大，須足夠大的電源；適用條件：小容量電動機帶輕載的情況起動。*如何判斷是否能起動：起動電流；起動轉(zhuǎn)矩；二者必須同時滿足。一般地說，容量在7.5kw 以

20、下的小容量鼠籠式異步電動機都可直接起動。2.降壓起動如果電源容量不夠大，可采用降壓起動。即起動時，降低加在電動機定子繞組電壓，起動時電壓小于額定電壓，待電動機轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，再使電動機承受額定電壓，可限制起動電流。*適用：容量大于20kW并帶輕載的情況。 定子回路串電抗器起動 ； 式中：k為電動機端電壓之比，且k1。 用Y-起動適用條件：正常工作時定子繞組三角形接法且三相繞組首尾六個端子全部引出來的電動機才能采用。 ； 自耦補償器（自耦變壓器）起動 ； 優(yōu)點：一般有三個抽頭，有不同的選者。 缺點：設(shè)備費用較高。*比較三種起動方法的優(yōu)缺點。（三）、繞線式異步電動機的起動轉(zhuǎn)子：一般均接成Y形

21、，正常三相繞組通過滑環(huán)短接，若轉(zhuǎn)子繞組直接短接情況下起動，與鼠籠一樣， Ist大，Tst不大。1.在轉(zhuǎn)子回路串起動變阻器起動在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，起動時，隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐級切除起動電阻。一般取最大加速轉(zhuǎn)矩T1=(0.70.85)Tm，切換轉(zhuǎn)矩T2=(1.11.2)TN。 優(yōu)點：只要在轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁瓤蓽p少起動電流，又可增加起動轉(zhuǎn)矩。適用條件：電動機在重載情況下的起動場合。2.在轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損耗很大的三相電抗器，在起動過程中，能自動、無級的減小電阻保持轉(zhuǎn)矩近似不變，使起動過程平穩(wěn)、迅速。結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便，應(yīng)用廣泛。（四） 深槽和雙籠感

22、應(yīng)電動機說明：主要利用集膚效應(yīng)（趨膚效應(yīng)）原理工作，即起動過程自動改變轉(zhuǎn)子電阻。1、深槽式異步電動機結(jié)構(gòu)：定子：與普通鼠籠電動機一樣；轉(zhuǎn)子：槽深而窄,工作原理：同雙鼠籠式異步電動機。*雙籠型異步電動機的起動性能比深槽式好，但深槽式結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。二者共同的缺點是功率因數(shù)和過載能力低。2、雙鼠籠式異步電動機結(jié)構(gòu)定子：與普通鼠籠電動機一樣；轉(zhuǎn)子：有兩套鼠籠 上層籠：大，黃銅或青銅，截面小，r2上大起動籠 下層籠：小，紫銅，截面大，r2下小工作籠漏磁通分布情況：由于縫隙的存在，下上，即x2下x2上。運行原理起動時，s=1，f2最大，轉(zhuǎn)子漏抗x2大，電流分布取決于x2，x2下x2上，轉(zhuǎn)子電流集中

23、于上籠（趨膚效應(yīng)）-起動籠起主要作用，又r2上大Tst；正常運行：sN=0.010.06，很小f2S很小x2很小電流取決于r2，r2下小電流分布在下籠，此時漏抗x2小，Tem優(yōu)缺點 優(yōu)點：較大的Tst和較小Ist； 缺點：漏抗較大，其功率因數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩和過載能力較普通的籠型電動機小。二、三相異步電動機的制動當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時，電動機處于制動狀態(tài)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不同情況，又可分為：回饋制動、反接制動、到拉反轉(zhuǎn)及能耗制動等。1、能耗制動：三相異步電動機處于電動運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為n ,如果突然切斷三相交流電源，同時把直流電通入它的定子繞組，結(jié)果，電源切換后的瞬間，三相異步電動機內(nèi)形成了一個

24、不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動勢，它相對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來說變成了一個旋轉(zhuǎn)磁動勢,旋轉(zhuǎn)方向為順時針，轉(zhuǎn)速大小為n 。轉(zhuǎn)子繞組則感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生電流；進而轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩T 。顯然T與n反方向，電動機處于制動運行狀態(tài)，T為制動性的阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速n0時，磁通勢與轉(zhuǎn)子相對靜止，T0，減速過程才完全終止。系統(tǒng)原來貯存的動能主要被電動機轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，故稱之為能耗制動。 2、反接制動： 處于正向電動運行的三相繞線式異步電動機，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r，電動機便進入了反接制動過程。反接制動過程中，電動機電源相序為負(fù)序，（b）圖為拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反接制動的同時轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時的反接制動機械特性。電動機

25、的運行點從 ABC ，到C點后，可以準(zhǔn)確停車。如果電動機拖動負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩或拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，如果進行反接制動停車，則必須在降速到n 0時切斷電源并停車，否則電動機將會反向起動。三相異步電動機反接制動停車比能耗制動停車速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械，為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率，經(jīng)常采用反接制動停車接著反向起動的方法。3、倒拉反轉(zhuǎn)運行:拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行的三相繞線式異步電動機，若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻，電動機轉(zhuǎn)速可以降低。如果所串的電阻超過某一數(shù)值則會使電動機反轉(zhuǎn)，稱之為倒拉反轉(zhuǎn)制動運行狀態(tài)。倒拉反轉(zhuǎn)制動運行是轉(zhuǎn)差率s1的一種穩(wěn)態(tài)，其功率關(guān)系

26、與反接制動過程一樣，電磁功率 0，機械功率0。但是倒拉反轉(zhuǎn)運行時負(fù)載向電動機送入的機械功率是靠著負(fù)載貯存的位能的減少，是位能性負(fù)載倒過來拉著電動機反轉(zhuǎn)。4、回饋制動運行： 回饋制動運行分為正向回饋制動運行和反向回饋制動運行。 （1）正向回饋制動運行：通過將一部分機械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋回電源的現(xiàn)象。電動機運行在第II象限B-C段機械特性上時，n0,T0。轉(zhuǎn)子邊送過來的電磁功率，除了定子繞組上銅耗外，其余的回饋給電源了。這時的三相異步電動機實際上是一臺發(fā)電機。（2）反向回饋制動運行： 當(dāng)三相異步電動機拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電源為負(fù)相序（A、 C、 B）時，電動機運行于第IV象限，如圖中的B點，電磁

27、轉(zhuǎn)矩T0，轉(zhuǎn)速 n0,稱為反向回饋制動運行。起重機高速下放重物時，經(jīng)常采用反向回饋制動運行方式。若負(fù)載大小不變，轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，轉(zhuǎn)速絕對值加大，如圖中的C點；串入電阻越大，轉(zhuǎn)速絕對值越高。 反向回饋制動運行時，電動機是一臺發(fā)電機，它把從負(fù)載位能減少而輸入的機械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β?，然后回送給電網(wǎng)。從節(jié)能的觀點看問題，反向回饋制動下放重物比能耗制動下放重物要好。三、三相異步電動機的調(diào)速1.異步電動機特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，運行可靠，維護方便。2.轉(zhuǎn)速公式：3.調(diào)速方法：變極調(diào)速；變頻調(diào)速；改變轉(zhuǎn)差率 S調(diào)速。4.調(diào)速性能：調(diào)速范圍；調(diào)速的穩(wěn)定性；調(diào)速的平滑性；調(diào)速的經(jīng)濟性。（一）變極調(diào)速基本思

28、路：可以采用兩套繞組，但為了提高材料的利用率，一般采用單繞組變極，即通過改變一套繞組的連接方式而得到不同極對數(shù)的磁動勢，以實現(xiàn)變極調(diào)速。1. 變極原理 S N S N a1 x1 a2 x2 A X 2p=4 N S a1 x1 a2 x2 A X 2p=22.變極繞組的連接方法： YY(2pp)；順串Y反串Y（2pp）；YY(2pp)。說明：變極前后，三相繞組的相序發(fā)生改變，為保證電動機的轉(zhuǎn)向不變，須對調(diào)定子兩相繞組的出線端。3.變極前后轉(zhuǎn)矩和功率的變化 設(shè)定子繞組相電壓為，相電流為，則輸出功率為 變極前后兩種極對數(shù)下，、不變，并近似認(rèn)為，則得： YYY(2pp)；Y接時繞組相電流為：I；Y

29、Y接時繞組相電流為：2I；則變極前后電磁轉(zhuǎn)矩之比為：結(jié)論：此種變極連接方法適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載變極調(diào)速。YY(2pp)； 同步角速度之比： 接相電壓為：，相電流為：I；YY接相電壓為：，相電流為：2I，則兩種極對數(shù)下輸出功率之比為：結(jié)論：此種變極連接方法適用于恒功率負(fù)載變極調(diào)速。*說明：變極調(diào)速方法簡單、運行可靠、機械特性較硬，但只能實現(xiàn)有極調(diào)速。單繞組三速電機繞組接法已經(jīng)相當(dāng)復(fù)雜，故變極調(diào)速不適宜超過三種速度。（二）變頻調(diào)速1.概述 異步電動機的轉(zhuǎn)速：；當(dāng)轉(zhuǎn)差率S變化不大時，n近似正比于頻率，可見改變電源頻率就可改變異步電動機的轉(zhuǎn)速。單調(diào)頻，不變，電機得不到充分利用；磁路過飽和，勵磁電流，pFe保持不變，調(diào)同時，調(diào)，