機(jī)電傳動(dòng)控制5

1、第五章第五章 交流電動(dòng)機(jī)的工作原理交流電動(dòng)機(jī)的工作原理(yunl)及特性及特性 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理； 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性； 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的連接方法和額定參數(shù)； 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)等各種特性； 掌握實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法及它們(t men)的使用場所； 掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方法； 了解同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和啟動(dòng)方法。精品資料51 三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 一、三相一、三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)

2、構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分組成，定子是不動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分組成，定子是不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙。如圖的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙。如圖所示。所示。精品資料1.定子定子(dngz) 定子由定子鐵心定子由定子鐵心(ti xn)、繞組以及機(jī)座組成。、繞組以及機(jī)座組成。 定子鐵心是磁路的一部分，定子鐵心是磁路的一部分，它由它由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，的硅鋼片疊壓而成，片與片之間是絕緣的，以減少片與片之間是絕緣的，以減少渦流損耗。定子鐵心的硅鋼片渦流損耗。定子鐵心的硅鋼片的內(nèi)圓沖有定子槽，槽中安放的內(nèi)圓沖有

3、定子槽，槽中安放線圈，如圖所示。硅鋼片鐵心線圈，如圖所示。硅鋼片鐵心在疊壓后成為一個(gè)整體，固定在疊壓后成為一個(gè)整體，固定于機(jī)座上。于機(jī)座上。 精品資料 定子繞組定子繞組(roz)是電動(dòng)是電動(dòng)機(jī)的電路部分。三相電動(dòng)機(jī)機(jī)的電路部分。三相電動(dòng)機(jī)的定子繞組的定子繞組(roz)分為三個(gè)分為三個(gè)部分對稱地分布在定子鐵心部分對稱地分布在定子鐵心上，稱為三相繞組上，稱為三相繞組(roz)，分別用分別用AX、BY、CZ表示，表示，其中，其中，A、B、C稱為首端，稱為首端，而而X、Y、Z稱為末端。稱為末端。 機(jī)座主要用于固定與支撐定子鐵心。中小型異步電動(dòng)機(jī)一般機(jī)座主要用于固定與支撐定子鐵心。中小型異步電動(dòng)機(jī)一般(

4、ybn)采采用鑄鐵機(jī)座。根據(jù)不同的冷卻方式采用不同的機(jī)座型式。用鑄鐵機(jī)座。根據(jù)不同的冷卻方式采用不同的機(jī)座型式。 三相繞組接入三相交流電源，三相繞組中的電流定子鐵心中產(chǎn)生三相繞組接入三相交流電源，三相繞組中的電流定子鐵心中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場。 精品資料2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z) 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心(ti xn)也是電動(dòng)也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由硅鋼片疊壓機(jī)磁路的一部分，由硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子鐵心而成。轉(zhuǎn)子鐵心(ti xn)裝在轉(zhuǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上。硅鋼片沖片如圖所示。軸上。硅鋼片沖片如圖所示。 轉(zhuǎn)子由鐵心與繞組組成。轉(zhuǎn)子由鐵心與繞組組成。 線繞式和鼠籠式兩種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造雖然不同，但工作原理是一致

5、線繞式和鼠籠式兩種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造雖然不同，但工作原理是一致的。轉(zhuǎn)子的作用是的。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。精品資料 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是在鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端條兩端(lin dun)焊在兩個(gè)銅端環(huán)焊在兩個(gè)銅端環(huán)上而組成，如圖所示。上而組成，如圖所示。 線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是由線圈繞組放入轉(zhuǎn)子鐵心槽組是由線圈繞組放入轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，并分為三相對稱繞組，與定內(nèi)，并分為三相對稱繞組，與定子產(chǎn)生的磁極數(shù)相同。線繞式轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁極數(shù)相同。線繞式轉(zhuǎn)子通過軸

6、上的滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子子通過軸上的滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入外加電阻，用以改善回路中接入外加電阻，用以改善啟動(dòng)性能啟動(dòng)性能(xngnng)與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速， 精品資料二、三相二、三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 1定子定子(dngz)旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 假設(shè)每相繞組只有一個(gè)線匝，分別嵌放在定子內(nèi)圓周的假設(shè)每相繞組只有一個(gè)線匝，分別嵌放在定子內(nèi)圓周的6個(gè)凹槽之中。個(gè)凹槽之中?，F(xiàn)將三相繞組的末端現(xiàn)將三相繞組的末端X、Y、Z相連，首端相連，首端A、B、C接三相交流電源。且三接三相交流電源。且三相繞組分別叫做相繞組分別叫做A、B、C相繞組。如圖所示。相繞組。如圖所示。精品

7、資料 假定定子繞組中電流的正方向規(guī)定為從首端流向末端，且假定定子繞組中電流的正方向規(guī)定為從首端流向末端，且A相繞組的電流相繞組的電流作為參考正弦量，即作為參考正弦量，即 iA的初相位的初相位(xingwi)為零，則三相繞組為零，則三相繞組A、B、C的電流的電流（相序?yàn)椋ㄏ嘈驗(yàn)锳BC）的瞬時(shí)值為：）的瞬時(shí)值為：tIi sinmA )32sin(mB tIi)34sin(mC tIi 如圖所示是這些如圖所示是這些(zhxi)電流隨時(shí)間變化的曲線。電流隨時(shí)間變化的曲線。精品資料 時(shí)時(shí)01 t iB為負(fù)，電流實(shí)際方向?yàn)樨?fù)，電流實(shí)際方向(fngxing)與正方向與正方向(fngxing)相反，相反，即電

8、流從即電流從Y端流到端流到B端；端； iC為正，電流實(shí)際為正，電流實(shí)際(shj)方向與正方向一致，即電流從方向與正方向一致，即電流從C端流到端流到Z端。端。 按右手螺旋法則確定三相按右手螺旋法則確定三相電流產(chǎn)生的合成磁場，如圖電流產(chǎn)生的合成磁場，如圖（a）箭頭所示。）箭頭所示。 iA=0精品資料 時(shí)時(shí)62Tt iB為負(fù)，電流實(shí)際為負(fù)，電流實(shí)際(shj)方向與正方向相反，即電流從方向與正方向相反，即電流從Y端流到端流到B端；端； iA為正，電流為正，電流(dinli)實(shí)際方向與正方向一致，即電流實(shí)際方向與正方向一致，即電流(dinli)從從A端流到端流到X端。端。 此時(shí)的合成磁場如圖（此時(shí)的合成

9、磁場如圖（b）所示，合成磁場已從所示，合成磁場已從t=0 瞬間所瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 /3。 iC=0精品資料 時(shí)時(shí)33Tt iC為負(fù)，電流為負(fù)，電流(dinli)實(shí)際方向與正方向相反，即電流實(shí)際方向與正方向相反，即電流(dinli)從從Z端流端流到到C端；端； iA為正，電流實(shí)際為正，電流實(shí)際(shj)方向與正方向一致，即電流從方向與正方向一致，即電流從A端流到端流到X端。端。 此時(shí)的合成磁場如圖此時(shí)的合成磁場如圖（c）所示，合成磁場已從）所示，合成磁場已從t=0 瞬間所在位置順時(shí)針方瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了向旋轉(zhuǎn)了2 /3。 iB=0精品資料 時(shí)時(shí)24Tt

10、 0A i iC為負(fù)，電流為負(fù)，電流(dinli)實(shí)際方向與正方向相反，即電流實(shí)際方向與正方向相反，即電流(dinli)從從Z端流到端流到C端；端； iB為正，電流實(shí)際方向?yàn)檎娏鲗?shí)際方向(fngxing)與正方向與正方向(fngxing)一致，即電流從一致，即電流從B端流到端流到Y(jié)端。端。 此時(shí)的合成磁場如圖（此時(shí)的合成磁場如圖（d）所示，合成磁場已從所示，合成磁場已從 t=0 瞬間瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 。精品資料 按以上分析按以上分析(fnx)可以證明：當(dāng)三相電流隨時(shí)間不斷變化時(shí)，合成磁場可以證明：當(dāng)三相電流隨時(shí)間不斷變化時(shí)，合成磁場也在不斷旋轉(zhuǎn)，故稱旋轉(zhuǎn)

11、磁場。也在不斷旋轉(zhuǎn)，故稱旋轉(zhuǎn)磁場。2旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(xunzhun)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)(xunzhun)方向方向 A相繞組內(nèi)的電流超前相繞組內(nèi)的電流超前B相繞組內(nèi)的電流相繞組內(nèi)的電流2 /3，而，而B相繞組內(nèi)的電流相繞組內(nèi)的電流又超前又超前C相繞組內(nèi)的電流相繞組內(nèi)的電流2 /3，當(dāng)三相交流電的當(dāng)三相交流電的ABC ，旋轉(zhuǎn)磁場的，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閺男D(zhuǎn)方向?yàn)閺腁BC，即向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。，即向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。精品資料 如果將定子繞組接至電源的三根導(dǎo)線中的任意如果將定子繞組接至電源的三根導(dǎo)線中的任意(rny)兩根線對調(diào)，例兩根線對調(diào)，例如，將如，將B，C兩根線對調(diào)，使兩根線對調(diào)，使B相與相與C相繞

12、組中電流的相位對調(diào)，如圖所示。相繞組中電流的相位對調(diào)，如圖所示。精品資料 此時(shí)此時(shí)A相繞組內(nèi)的電流超前相繞組內(nèi)的電流超前C相繞組內(nèi)的電流相繞組內(nèi)的電流2 /3，而，而C相繞相繞組內(nèi)的電流又超前組內(nèi)的電流又超前B相繞組內(nèi)的電流相繞組內(nèi)的電流2 /3，用上述同樣的分析方法，用上述同樣的分析方法可知可知(k zh)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒆優(yōu)椋藭r(shí)旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒆優(yōu)锳CB，即向逆時(shí)，即向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，如圖所示，即與未對調(diào)前的旋轉(zhuǎn)方向相反。針方向旋轉(zhuǎn)，如圖所示，即與未對調(diào)前的旋轉(zhuǎn)方向相反。 由此可見，要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，只要把定子繞組接到電源的由此可見，要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，只要把

13、定子繞組接到電源的三根導(dǎo)線三根導(dǎo)線(doxin)中的任意兩根對調(diào)即可。中的任意兩根對調(diào)即可。 精品資料3.旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(xunzhun)磁場的極數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)與旋轉(zhuǎn)(xunzhun)速度速度 在交流電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)在交流電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)(xunzhun)磁場相對定子的旋轉(zhuǎn)磁場相對定子的旋轉(zhuǎn)(xunzhun)速度被稱為同步速度，用速度被稱為同步速度，用n0表示。表示。 以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場，具有一對磁極（磁極對數(shù)用以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場，具有一對磁極（磁極對數(shù)用p表示）即表示）即p=1。 從上述分析可以看出，電流變化經(jīng)過一個(gè)周期（變化從上述分析可以看出，電流變化經(jīng)過一個(gè)周期（變化360電角電角度），旋轉(zhuǎn)磁

14、場在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了度），旋轉(zhuǎn)磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了360機(jī)械角度），若電流機(jī)械角度），若電流的頻率為的頻率為f，旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘將旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘將旋轉(zhuǎn)60f 轉(zhuǎn)，即：轉(zhuǎn)，即：fn600 精品資料 如果把定子如果把定子(dngz)鐵心的槽數(shù)增加鐵心的槽數(shù)增加1倍（倍（12個(gè)槽），制成如圖所示的個(gè)槽），制成如圖所示的三相繞組。三相繞組。 其中，每相繞組由兩個(gè)部分串聯(lián)組成其中，每相繞組由兩個(gè)部分串聯(lián)組成(z chn)，再將這三相繞組接到，再將這三相繞組接到對稱三相電源使通過對稱三相電流，便產(chǎn)生具有兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。如對稱三相電源使通過對稱三相電流，便產(chǎn)生具有兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。如

15、圖所示。圖所示。精品資料 從圖可以看出，對應(yīng)于不同時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)到不同位置，此從圖可以看出，對應(yīng)于不同時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)到不同位置，此情況下電流變化情況下電流變化(binhu)半個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只轉(zhuǎn)過了半個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只轉(zhuǎn)過了 /2，即，即1/4轉(zhuǎn)，電流變化轉(zhuǎn)，電流變化(binhu)一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只轉(zhuǎn)了一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只轉(zhuǎn)了1/2轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 由此可知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極（由此可知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極（p=2）時(shí)，其旋轉(zhuǎn)速度僅為）時(shí)，其旋轉(zhuǎn)速度僅為一對磁極時(shí)的一半。依次類推一對磁極時(shí)的一半。依次類推(litu)，當(dāng)有，當(dāng)有p對磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為：對

16、磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為：pfn600 所以，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的頻率成正比而與磁級對數(shù)所以，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的頻率成正比而與磁級對數(shù)成反比。成反比。精品資料4工作工作(gngzu)原理原理 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理(yunl)是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場和是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子電流的相互作用。轉(zhuǎn)子電流的相互作用。 假設(shè)定子只有一對磁極，轉(zhuǎn)假設(shè)定子只有一對磁極，轉(zhuǎn)子只有一匝繞組。子只有一匝繞組。 在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線（其方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線（其方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反），因而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢方向相反），因而

17、在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e從而產(chǎn)生感應(yīng)電流從而產(chǎn)生感應(yīng)電流i。根據(jù)安。根據(jù)安培電磁力定律，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力培電磁力定律，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力F（其方向用左手定（其方向用左手定則決定），這力在轉(zhuǎn)子的軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場的則決定），這力在轉(zhuǎn)子的軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)子受此轉(zhuǎn)矩的作用，按旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)起來。旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)子受此轉(zhuǎn)矩的作用，按旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)起來。 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度稱為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度稱為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用n表示。表示。精品資料5. .轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差率差率 S 由工作原理可知

18、：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由工作原理可知：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n（電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）恒比旋轉(zhuǎn)磁場的旋（電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）恒比旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)速度n0（同步速度）要小。因?yàn)槿绻麅煞N速度相等時(shí)，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場（同步速度）要小。因?yàn)槿绻麅煞N速度相等時(shí)，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場沒有相對運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線，因此，不能產(chǎn)生沒有相對運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線，因此，不能產(chǎn)生(chnshng)電磁電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子將不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)速差是保證轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子將不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)速差是保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的主要因素，也是異步電動(dòng)機(jī)的由來。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的主要因素，也是異步電動(dòng)機(jī)的由來。 定義定義(dngy)：轉(zhuǎn)速差

19、：轉(zhuǎn)速差(n0-n)與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用表示差率，用表示S，即，即00nnnS 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的主要參數(shù)。是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的主要參數(shù)。 精品資料5.2 5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定三相異步電動(dòng)機(jī)的額定( dng)( dng)參數(shù)參數(shù) 一、一、 三相三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的接法異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的接法 1兩種接法兩種接法 定子繞組的首端和末端通常都接在電動(dòng)機(jī)接線盒的接線柱上，一定子繞組的首端和末端通常都接在電動(dòng)機(jī)接線盒的接線柱上，一般按圖所示的方法排列。般按圖所示的方法排列。 按照我國電工

20、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：按照我國電工專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：定子繞組出線端的首端為定子繞組出線端的首端為D1、D2、D3，末端為，末端為D4、D5、D6。精品資料 三相電動(dòng)機(jī)的定子三相電動(dòng)機(jī)的定子(dngz)繞組有星形（繞組有星形（Y型）和三角形（型）和三角形（形）形）兩種不同的接法，如圖所示。兩種不同的接法，如圖所示。精品資料2線電壓與相電壓線電壓與相電壓 線電壓：兩相繞組線電壓：兩相繞組(roz)首端之間的電壓，用首端之間的電壓，用U1表示；表示； 相電壓相電壓(diny)：每相繞組首、尾之間的電壓：每相繞組首、尾之間的電壓(diny)，用，用U相表示。相表示。 對于星形接法：對于星形接法：相相UU31 對于

21、三角形接法：對于三角形接法： 相相UU 13線電流與相電流線電流與相電流 線電流：電網(wǎng)的供電電流，用線電流：電網(wǎng)的供電電流，用I1 表示；表示； 相電流：每相繞組的電流，用相電流：每相繞組的電流，用I相相表示。表示。 對于星形接法對于星形接法 ：相相II 1對于三角形接法對于三角形接法 ：相相II31 cosUIP1113 4. . 電動(dòng)機(jī)的輸入功率電動(dòng)機(jī)的輸入功率精品資料二、額定二、額定( dng)參數(shù)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)在制造工廠所擬定的情況下工作時(shí)，稱為電動(dòng)機(jī)的額定電動(dòng)機(jī)在制造工廠所擬定的情況下工作時(shí)，稱為電動(dòng)機(jī)的額定( dng)運(yùn)運(yùn)行，通常用額定行，通常用額定( dng)值來表示其運(yùn)行條件，這

22、些數(shù)據(jù)大部分都標(biāo)明在電動(dòng)值來表示其運(yùn)行條件，這些數(shù)據(jù)大部分都標(biāo)明在電動(dòng)機(jī)的銘牌上。機(jī)的銘牌上。 1. 額定功率額定功率PN： 在額定運(yùn)行情況下，在額定運(yùn)行情況下，電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。 NNNPP1 輸出功率的一般表達(dá)式為：輸出功率的一般表達(dá)式為： 12PP 其中：其中： 效率效率 P1 輸入功率輸入功率P2輸出功率輸出功率 輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為： cosIKnP.TM222559 I2為轉(zhuǎn)子電流為轉(zhuǎn)子電流 精品資料 2.額定額定( dng)電壓電壓UN：在額定：在額定( dng)運(yùn)行情況下，定子繞組端運(yùn)行情況下，定子繞組端應(yīng)加的線

23、電壓值。應(yīng)加的線電壓值。 如標(biāo)有兩種電壓值（例如如標(biāo)有兩種電壓值（例如220/380V），這表明），這表明(biomng)定子繞組定子繞組采用采用/Y連接時(shí)應(yīng)加的線電壓值。連接時(shí)應(yīng)加的線電壓值。即：即： 三角形接法時(shí)，定子繞組應(yīng)接三角形接法時(shí)，定子繞組應(yīng)接220V的電源電壓；的電源電壓；星形接法時(shí)，定子繞組應(yīng)接星形接法時(shí)，定子繞組應(yīng)接380的電源電壓。的電源電壓。 3. .額定頻率額定頻率f ：在額定運(yùn)行情況下，定子外加電壓的頻率：在額定運(yùn)行情況下，定子外加電壓的頻率（ Hz）。）。 50 f精品資料 如標(biāo)有兩種電流值（例如如標(biāo)有兩種電流值（例如10.35/5.9A），則對應(yīng)于定子繞組），則對

24、應(yīng)于定子繞組(roz)為為/Y連接的線電流值。連接的線電流值。 4.額定電流額定電流IN ：在額定頻率、額定電壓和軸上輸出：在額定頻率、額定電壓和軸上輸出(shch)額額定功率時(shí)，定子的線電流值。定功率時(shí)，定子的線電流值。即：即： 三角形接法時(shí)，定子電流為三角形接法時(shí)，定子電流為10.35A；星形接法時(shí)，定子電流為星形接法時(shí)，定子電流為5.9A。 5. .額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN ：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 與額定轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為與額定轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率SN。 精品資

25、料 一般不標(biāo)在電動(dòng)機(jī)銘牌一般不標(biāo)在電動(dòng)機(jī)銘牌(mngpi)上的幾個(gè)額定值如下上的幾個(gè)額定值如下 ： 1.額定功率因數(shù)(n l yn sh) ：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，定子相電流與相電壓之間相位差的余弦。Ncos 2. .額定效率額定效率 ：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比，其表達(dá)式為時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比，其表達(dá)式為N %100cos3NNNN IUPN 3. .額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩TN ：電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下輸出額定功率時(shí)軸上的負(fù)載載：電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下輸

26、出額定功率時(shí)軸上的負(fù)載載矩。矩。 4. 4.線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的滑環(huán)電壓和轉(zhuǎn)子的額定電流。線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的滑環(huán)電壓和轉(zhuǎn)子的額定電流。 通常手冊上給出的數(shù)據(jù)就是電動(dòng)機(jī)的額定值。通常手冊上給出的數(shù)據(jù)就是電動(dòng)機(jī)的額定值。 精品資料三、定子繞組連線三、定子繞組連線(lin xin)方法的選用方法的選用 定子定子(dngz)三相繞組的連接方式（三相繞組的連接方式（Y形或形或形）的選擇，和普通三相負(fù)形）的選擇，和普通三相負(fù)載一樣，須視電源的線電壓而定。載一樣，須視電源的線電壓而定。 如果電源的線電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定相電壓，那么，電動(dòng)機(jī)的如果電源的線電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定相電壓，那么，電動(dòng)

27、機(jī)的繞組應(yīng)該接成三角形；繞組應(yīng)該接成三角形； 如果電源的線電壓是電動(dòng)機(jī)額定相電壓的如果電源的線電壓是電動(dòng)機(jī)額定相電壓的 倍，那么，電動(dòng)機(jī)的倍，那么，電動(dòng)機(jī)的繞組就應(yīng)該接成星形。繞組就應(yīng)該接成星形。 通常電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有符號(hào)通常電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有符號(hào) /Y和數(shù)字和數(shù)字220 /380 ，前者表示定子繞，前者表示定子繞組的接法，后者表示對應(yīng)于不同接法應(yīng)加的線電壓值。組的接法，后者表示對應(yīng)于不同接法應(yīng)加的線電壓值。3精品資料 例例 電源線電壓為電源線電壓為380V，現(xiàn)有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下，試選擇，現(xiàn)有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下，試選擇定子繞組的連接定子繞組的連接(linji)方式。方式。

28、1. J32-4，功率，功率1.0kW，連接方法，連接方法/Y，電壓，電壓(diny)220/380V，電流，電流4.25/2.45A，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速1420 r/min，功率因數(shù)，功率因數(shù)0.79。 2. J02-21-4，功率，功率1.1 kW，連接方法，連接方法 ，電壓，電壓380V，電流，電流6.27A，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1410 r/min，功率因數(shù)，功率因數(shù)0.79。 解：解： J32-4 電動(dòng)機(jī)應(yīng)接星形（電動(dòng)機(jī)應(yīng)接星形（Y），如圖），如圖(a) 所示。所示。 J02-21-4 電動(dòng)機(jī)應(yīng)接成三角形（電動(dòng)機(jī)應(yīng)接成三角形（ ），如圖），如圖 (b)所示。所示。精品資料精品資料53 三相三相(sn x

29、in)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性 一、三相一、三相(sn xin)異步電動(dòng)機(jī)的定子電路異步電動(dòng)機(jī)的定子電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)于副繞組。壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)于副繞組。 定子繞組接上三相電源電壓定子繞組接上三相電源電壓（相電壓為（相電壓為u1）時(shí)，則有三相電）時(shí)，則有三相電流通過（相電流為流通過（相電流為i1），定子三），定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，線通

30、過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，這磁場不僅在轉(zhuǎn)子每相繞組中這磁場不僅在轉(zhuǎn)子每相繞組中要感應(yīng)出電動(dòng)勢要感應(yīng)出電動(dòng)勢e2，而且在定子，而且在定子每相繞組中也要感應(yīng)出電動(dòng)勢每相繞組中也要感應(yīng)出電動(dòng)勢e1精品資料 設(shè)定設(shè)定(sh dn)子和轉(zhuǎn)子每相繞組的匝數(shù)分別為子和轉(zhuǎn)子每相繞組的匝數(shù)分別為N1和和N2，如圖所示電路圖，如圖所示電路圖是三相異步電動(dòng)機(jī)的一相電路圖。是三相異步電動(dòng)機(jī)的一相電路圖。 旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿定子與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿定子與轉(zhuǎn)子(zhun z)間空氣隙的分布是近于間空氣隙的分布是近于按正弦規(guī)律分布的，因此，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過定子每相繞相的磁通也是隨按正弦規(guī)律分布的，因此，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)

31、，通過定子每相繞相的磁通也是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的，時(shí)間按正弦規(guī)律變化的， t sinm 精品資料 定子每相繞組定子每相繞組(roz)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： tNedd11 它也是正弦它也是正弦(zhngxin)量，其有效值為：量，其有效值為： 1111444444fN.Nf.E 式中，式中，f1為為e1的頻率。的頻率。 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場和定子間的相對轉(zhuǎn)速為因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場和定子間的相對轉(zhuǎn)速為n0，所以，所以 6001pnf 它等于定子電流的頻率，即它等于定子電流的頻率，即 ff 1 定子每相繞組中還要產(chǎn)生定子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢漏磁電動(dòng)勢tiLedd1L1L1 精品資料

32、 加在定子每相繞組上的電壓加在定子每相繞組上的電壓(diny)也分成三個(gè)分量，即也分成三個(gè)分量，即)(dd)()(11L11111111etiLRieeRiuL 如用復(fù)數(shù)如用復(fù)數(shù)(fsh)表示，則為表示，則為 )(j)()(1111111111EXIRIEERIUL 式中，式中， 和和 ( )為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。1R1XL11 21LfX 由于由于R1和和X1較小，其上電壓降與電動(dòng)勢較小，其上電壓降與電動(dòng)勢E1比較起來，?？珊雎?，比較起來，?？珊雎?，于是于是 EU111EU 精品資料二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子(zhun z)電路

33、電路 旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子(zhun z)每相繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢為每相繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢為tNedd22 其有效值為其有效值為 2222444444SfN.Nf.E 式中，式中，f2為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢e2或轉(zhuǎn)子電流或轉(zhuǎn)子電流i2相對于旋轉(zhuǎn)磁場的頻率相對于旋轉(zhuǎn)磁場的頻率. 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速為因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速為 n0-n1000026060Sfpnnnn)nn(pf 在在 n=0 ，即，即S=1時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢為時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢為 2120444Nf.E 為轉(zhuǎn)子最大電動(dòng)勢為轉(zhuǎn)子最大電動(dòng)勢202SEE 可見轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢可見轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢E2與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。

34、有關(guān)。精品資料 和定子電流一樣，轉(zhuǎn)子和定子電流一樣，轉(zhuǎn)子(zhun z)電流也要產(chǎn)生漏磁通，從而在電流也要產(chǎn)生漏磁通，從而在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。tiLedd2L2L2 因此，對于因此，對于(duy)轉(zhuǎn)子每相電路，有轉(zhuǎn)子每相電路，有 tiLRieRiedd)(2L222L2222 如用復(fù)數(shù)表示，則為如用復(fù)數(shù)表示，則為 22222222j)(XIRIERIEL 式中，式中，R2和和X2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗 L21L22222LSfLfX L21202LfX 202SXX 在在 n=0 ，即，即 S=

35、1 時(shí)，轉(zhuǎn)子感抗為時(shí)，轉(zhuǎn)子感抗為為轉(zhuǎn)子最大感抗為轉(zhuǎn)子最大感抗 可見轉(zhuǎn)子感抗可見轉(zhuǎn)子感抗E2與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。有關(guān)。精品資料 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(zhun z)每相電路的電流為每相電路的電流為 2202220222222)SX(RSEXREI 可見轉(zhuǎn)子電流可見轉(zhuǎn)子電流I2也與轉(zhuǎn)差率也與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。當(dāng)有關(guān)。當(dāng)S增大，即轉(zhuǎn)速增大，即轉(zhuǎn)速n降低時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋降低時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體(dot)被磁力線切割的速度提高，于是被磁力線切割的速度提高，于是E2增加，增加，I2也增加。也增加。 精品資料三、轉(zhuǎn)矩特性三、轉(zhuǎn)矩特性(txng) 電磁電磁(dinc)轉(zhuǎn)

36、矩（以下簡稱轉(zhuǎn)矩）是三相異步電動(dòng)機(jī)最重要的物理量之轉(zhuǎn)矩（以下簡稱轉(zhuǎn)矩）是三相異步電動(dòng)機(jī)最重要的物理量之一。機(jī)械特性是它的主要特性。一。機(jī)械特性是它的主要特性。22mcos IKT 22022212444)SX(RNf.SI 所以所以220222222022212)SX(RUSRK)SX(RUSRKT 因?yàn)橐驗(yàn)檗D(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 式中，式中，K與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、電源頻率有關(guān)的一個(gè)常數(shù)；與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、電源頻率有關(guān)的一個(gè)常數(shù)； U1 、U定子繞組電壓，電源電壓；定子繞組電壓，電源電壓； R2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻；轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻； X20 電動(dòng)機(jī)不動(dòng)（電動(dòng)機(jī)不動(dòng)（S=1）時(shí)轉(zhuǎn)子每相繞組的感抗。）時(shí)

37、轉(zhuǎn)子每相繞組的感抗。精品資料四機(jī)械四機(jī)械(jxi)特性特性 在異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)速在異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)速(zhun s) n=(1-S)n0，為了符合習(xí)慣畫，為了符合習(xí)慣畫法，可將曲線換成轉(zhuǎn)速法，可將曲線換成轉(zhuǎn)速(zhun s)與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線，即稱為異與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線，即稱為異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 1固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)在異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉(zhuǎn)額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉(zhuǎn)子電路中不串聯(lián)任何電阻或電抗時(shí)的機(jī)械特性子電路中不串聯(lián)任何電阻或電抗時(shí)的機(jī)械特性稱為固有（自然）機(jī)械特性。稱為固有（自然）機(jī)械

38、特性。 根據(jù)根據(jù) 2202222)SX(RUSRT 00nnnS 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線如圖所示。三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線如圖所示。精品資料 從特性曲線上可以看出，其上從特性曲線上可以看出，其上有四個(gè)特殊點(diǎn)可以決定特性曲線的有四個(gè)特殊點(diǎn)可以決定特性曲線的基本基本(jbn)形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)是：行性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)是： 0010 S,nn,T 電動(dòng)機(jī)處于理想空載電動(dòng)機(jī)處于理想空載(kn zi)工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為理想工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為理想空載空載(kn zi)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。精品資料 NNN,2SSnnTT 電動(dòng)機(jī)額定電動(dòng)機(jī)額

39、定( dng)工作點(diǎn)。此時(shí)額工作點(diǎn)。此時(shí)額定定( dng)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩和額定( dng)轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)差率為 NnPTNN55. 9 0N0NnnnS 式中式中: PN電動(dòng)機(jī)的額定電動(dòng)機(jī)的額定( dng)功率；功率； nN電動(dòng)機(jī)的額定電動(dòng)機(jī)的額定( dng)轉(zhuǎn)速，一般轉(zhuǎn)速，一般 SN電動(dòng)機(jī)的額定電動(dòng)機(jī)的額定( dng)轉(zhuǎn)差率，一般轉(zhuǎn)差率，一般 TN電動(dòng)機(jī)的額定電動(dòng)機(jī)的額定( dng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩。0N)985. 094. 0(nn 015. 006. 0N S精品資料 1, 0,3st SnTT電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(qdng)工工作點(diǎn)。作點(diǎn)。 將將S=1代入轉(zhuǎn)矩公式代入轉(zhuǎn)矩公式(gngsh)中

40、，可得中，可得2202222stXRURKT 可見，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可見，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與與U、 R2及及X20有關(guān)。有關(guān)。精品資料 當(dāng)施加在定子每相繞組上的電壓當(dāng)施加在定子每相繞組上的電壓(diny)降低時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯減??；降低時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯減?。?當(dāng)轉(zhuǎn)子當(dāng)轉(zhuǎn)子(zhun z)電阻適當(dāng)增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大；電阻適當(dāng)增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大； 而若增大轉(zhuǎn)子電抗則會(huì)使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為減小。而若增大轉(zhuǎn)子電抗則會(huì)使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為減小。 通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩TN之比之比 st=Tst/TN 作為作為衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能

41、力的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。一般衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。一般 2 . 10 . 1st 精品資料 mmmax,4SSnnTT 電動(dòng)機(jī)的臨界工作電動(dòng)機(jī)的臨界工作(gngzu)點(diǎn)。欲求轉(zhuǎn)矩的最大值，可令點(diǎn)。欲求轉(zhuǎn)矩的最大值，可令 0 dndT得臨界得臨界(ln ji)轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 202m/ XRS 再將再將Sm代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得202max2XUKT 精品資料 通常通常(tngchng)把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比Nmaxm/TT 稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力系數(shù)稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力系數(shù)(xsh)。它表征了電動(dòng)機(jī)能

42、夠承受沖。它表征了電動(dòng)機(jī)能夠承受沖擊負(fù)載的能力大小，是電動(dòng)機(jī)的又一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)。擊負(fù)載的能力大小，是電動(dòng)機(jī)的又一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)。 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 2 . 28 . 1m 線繞式異步電動(dòng)機(jī)線繞式異步電動(dòng)機(jī)8 . 25 . 2m 精品資料2人為機(jī)械人為機(jī)械(jxi)特性特性 由上述分析可知：異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與電動(dòng)機(jī)的參數(shù)由上述分析可知：異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與電動(dòng)機(jī)的參數(shù)(cnsh)有關(guān)，也與外加電源電壓、電源頻率有關(guān)，將關(guān)系式中的參數(shù)有關(guān)，也與外加電源電壓、電源頻率有關(guān)，將關(guān)系式中的參數(shù)(cnsh)人為地加以改變而獲得的特性稱為異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。人為地加以改變而獲得

43、的特性稱為異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。 改變改變定子電壓定子電壓U、定子電源頻率定子電源頻率f、定子電路串入電阻或電抗定子電路串入電阻或電抗、轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子電路串入電阻或電抗路串入電阻或電抗等，都可得到異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。等，都可得到異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。精品資料 （1）降低電動(dòng)機(jī)電源電壓時(shí)的人為）降低電動(dòng)機(jī)電源電壓時(shí)的人為(rnwi)特性特性 Nmax2202222st202max0m0202m0260TTXRURKTXUKTnnnXRSpfn 0n不變不變mS不變不變maxT隨著隨著(su zhe)電壓的減小而大大地減小電壓的減小而大大地減小stT隨著電壓的減小而大大地減小隨著電壓的減

44、小而大大地減小 改變電源電壓時(shí)的人為特性如圖所示：改變電源電壓時(shí)的人為特性如圖所示：精品資料 如當(dāng)定子繞組外加電壓為如當(dāng)定子繞組外加電壓為UN、0.8UN、0.5UN時(shí)，轉(zhuǎn)子輸出最大轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子輸出最大轉(zhuǎn)矩分別為矩分別為Ta=Tmax、 Ta=0.64Tmax和和Ta=0.25Tmax ?？梢??？梢?kjin)，電，電壓愈低，人為特性曲線愈往左移。壓愈低，人為特性曲線愈往左移。 精品資料 由于異步電動(dòng)機(jī)對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)由于異步電動(dòng)機(jī)對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)(bdng)非常敏感，運(yùn)行時(shí)，如電非常敏感，運(yùn)行時(shí)，如電壓降低太多，會(huì)大大降低它的過載能力與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至使電動(dòng)機(jī)發(fā)生帶壓降低太多，會(huì)大大降低它的過載

45、能力與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至使電動(dòng)機(jī)發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載或者根本不能啟動(dòng)的現(xiàn)象。不動(dòng)負(fù)載或者根本不能啟動(dòng)的現(xiàn)象。NN22NNmmax98. 07 . 02TTUUTT 例如，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定負(fù)載例如，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定負(fù)載 TN 下，即使下，即使 m=2 ，若電網(wǎng)，若電網(wǎng)(dinwng)電壓下降到電壓下降到 70%UN ，則由于這時(shí)，則由于這時(shí) 此外，電網(wǎng)電壓下降此外，電網(wǎng)電壓下降 ，在負(fù)載不變的條件下，將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，在負(fù)載不變的條件下，將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率降，轉(zhuǎn)差率S 增大，電流增加，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱甚至燒壞。增大，電流增加，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱甚至燒壞。電動(dòng)機(jī)也會(huì)停轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)也會(huì)停轉(zhuǎn)精品資料（2）定子電路

46、接入電阻或電抗時(shí)的人為）定子電路接入電阻或電抗時(shí)的人為(rnwi)特性特性 在電動(dòng)機(jī)定子電路中外串電阻或電抗后，電動(dòng)機(jī)端電壓為電源電壓減去定子外串電阻上或電抗上的壓降，致使定子繞組相電壓降低,這種情況下的人為(rnwi)特性與降低電源電壓時(shí)的相似.。精品資料（3）改變定子電源頻率時(shí)的人為）改變定子電源頻率時(shí)的人為(rnwi)特性特性 fKfXTTXRURKTXUKTnnnXRSpfn1,26020Nmax2202222st202max0m0202m0注意到：注意到： 一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持為恒值，為此在改變希望最大轉(zhuǎn)矩保持為恒值，為此在改變

47、頻率的同時(shí)，電源電壓也要作相應(yīng)頻率的同時(shí)，電源電壓也要作相應(yīng)(xingyng)的變化，使的變化，使 U/f =C ，這在，這在實(shí)質(zhì)上是使電動(dòng)機(jī)氣隙磁通保持不變。實(shí)質(zhì)上是使電動(dòng)機(jī)氣隙磁通保持不變。 fn 0fS/1m fT/1st 不不變變maxT 因此，改變電源頻率的機(jī)械特性如因此，改變電源頻率的機(jī)械特性如圖所示圖所示精品資料（4）轉(zhuǎn)子電路串電阻）轉(zhuǎn)子電路串電阻(dinz)時(shí)的人為特性時(shí)的人為特性 在三相在三相(sn xin)線繞式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入電阻后見線繞式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入電阻后見圖圖(a)，轉(zhuǎn)子電路中的電阻為，轉(zhuǎn)子電路中的電阻為2r2RR 精品資料 Nmax22022

48、22st202max0m0202m0260TTXRURKTXUKTnnnXRSpfn 0n不變不變maxT不變不變mS隨著串接電阻的增加隨著串接電阻的增加(zngji)而增大，而增大， 此時(shí)的人為特性將是一根比固有特性較軟的一條此時(shí)的人為特性將是一根比固有特性較軟的一條(y tio)曲線，如圖所曲線，如圖所示。示。 精品資料 54 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(qdng)特性特性 采用采用(ciyng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要要求如下。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要要求如下。 （1）有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機(jī)械能正常啟動(dòng)。一般場合下希）有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

49、保證生產(chǎn)機(jī)械能正常啟動(dòng)。一般場合下希望啟動(dòng)越快越好，以提高生產(chǎn)效率。即要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)望啟動(dòng)越快越好，以提高生產(chǎn)效率。即要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。矩，否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。 （2）在滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動(dòng)電流越小越好。因?yàn)檫^大）在滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動(dòng)電流越小越好。因?yàn)檫^大啟動(dòng)電流的沖擊，對于電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身都是不利的。啟動(dòng)電流的沖擊，對于電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身都是不利的。 （3）要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)加速平滑，以減小對生產(chǎn)機(jī)械）要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)加速平滑，以減小對生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。的沖擊。 （4）啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作

50、方便。）啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 （5）啟動(dòng)過程中的功率損耗越小越好。）啟動(dòng)過程中的功率損耗越小越好。精品資料 其中其中(qzhng)，（，（1）和（）和（2）兩條是衡量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的主）兩條是衡量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)。要技術(shù)指標(biāo)。 異步電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)(qdng)特性為：特性為： a. 定子電流大，定子電流大，Ist=(57)IN 異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場以最快的相對速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子子旋轉(zhuǎn)磁場以最快的相對速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割

51、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出很大的轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流繞組中感應(yīng)出很大的轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流 b.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小 NstT).(T5180 啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí) ，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)，轉(zhuǎn)子功率因數(shù) 很低，因而啟動(dòng)很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 卻不大。卻不大。 1 S2202222XRRcos ststmstcosIKT22 精品資料 異步電動(dòng)機(jī)的固有異步電動(dòng)機(jī)的固有(gyu)啟動(dòng)特性如圖所示：啟動(dòng)特性如圖所示： 顯然，異步電動(dòng)機(jī)的這種啟動(dòng)性能和生產(chǎn)機(jī)械的要求是相矛盾的，顯然，異步電動(dòng)機(jī)的這種啟動(dòng)性能和生產(chǎn)機(jī)械的要求是相矛盾的，為了解決這些矛盾，必須根據(jù)具體情況，采

52、取不同為了解決這些矛盾，必須根據(jù)具體情況，采取不同(b tn)的啟動(dòng)方的啟動(dòng)方法。法。精品資料一、一、 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(qdng)方法方法 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)有直接啟動(dòng)和降壓鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)有直接啟動(dòng)和降壓(jin y)啟動(dòng)兩種方法，采用什么啟動(dòng)兩種方法，采用什么啟動(dòng)方法，要根據(jù)實(shí)際情況而定。啟動(dòng)方法，要根據(jù)實(shí)際情況而定。 1直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)）直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)） 直接啟動(dòng)就是將電動(dòng)機(jī)的定子繞組通過閘刀開關(guān)或接觸器直接接入電源，直接啟動(dòng)就是將電動(dòng)機(jī)的定子繞組通過閘刀開關(guān)或接觸器直接接入電源，在額定電壓下進(jìn)行啟動(dòng)。在額定電壓下進(jìn)行啟動(dòng)。 特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)定子繞組的工作電

53、壓和啟動(dòng)電壓相等。特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)定子繞組的工作電壓和啟動(dòng)電壓相等。 直接啟動(dòng)的條件：由于直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流很大，因此，在什么情況下直接啟動(dòng)的條件：由于直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流很大，因此，在什么情況下采用直接啟動(dòng)，有關(guān)供電、動(dòng)力部門都有規(guī)定，主要取決于電動(dòng)機(jī)的功率與采用直接啟動(dòng)，有關(guān)供電、動(dòng)力部門都有規(guī)定，主要取決于電動(dòng)機(jī)的功率與供電變壓器的容量之比值。供電變壓器的容量之比值。 精品資料 一般在有獨(dú)立變壓器供電（即變壓器供動(dòng)力一般在有獨(dú)立變壓器供電（即變壓器供動(dòng)力(dngl)用電）的情況下，若用電）的情況下，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的20%

54、時(shí)允許直接啟動(dòng)；時(shí)允許直接啟動(dòng)； 若電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的若電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的30%時(shí)也允許直時(shí)也允許直接接(zhji)啟動(dòng)。如果沒有獨(dú)立的變壓器供電（即與照明共用電源）的情況啟動(dòng)。如果沒有獨(dú)立的變壓器供電（即與照明共用電源）的情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)比較頻繁，則常按經(jīng)驗(yàn)公式來估算，滿足下列關(guān)系則可直下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)比較頻繁，則常按經(jīng)驗(yàn)公式來估算，滿足下列關(guān)系則可直接接(zhji)啟動(dòng)。啟動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率電源總?cè)萘侩娫纯側(cè)萘款~定電流額定電流啟動(dòng)電流啟動(dòng)電流 443NstII精品資料 例例5.2：有一臺(tái)要求經(jīng)常：有一臺(tái)要求經(jīng)常(jngchng)啟

55、動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其 PN=20kW, Ist/IN=6.5 ，如果供電變壓器（電源）容量為，如果供電變壓器（電源）容量為560kVA，且有，且有照明負(fù)載，問可否直接啟動(dòng)？同樣的照明負(fù)載，問可否直接啟動(dòng)？同樣的Ist/IN 比值，功率為多大的電動(dòng)機(jī)比值，功率為多大的電動(dòng)機(jī)則不允許直接啟動(dòng)？則不允許直接啟動(dòng)？ 解：根據(jù)解：根據(jù)(gnj)經(jīng)驗(yàn)公式算出經(jīng)驗(yàn)公式算出 5675720456043.II.kWkVANst 滿足上述關(guān)系，故允許直接啟動(dòng)。滿足上述關(guān)系，故允許直接啟動(dòng)。 kWNPkVA. 45604356 可算出，額定功率大于可算出，額定功率大于24kW的電動(dòng)機(jī)不

56、允許直接啟動(dòng)。的電動(dòng)機(jī)不允許直接啟動(dòng)。 精品資料2電阻或電抗器降壓電阻或電抗器降壓(jin y)啟動(dòng)啟動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)采用定子串電阻或電抗器的降壓異步電動(dòng)機(jī)采用定子串電阻或電抗器的降壓(jin y)啟動(dòng)原理接線圖啟動(dòng)原理接線圖如圖所示。如圖所示。 啟動(dòng)時(shí)，接觸器啟動(dòng)時(shí)，接觸器1KM斷開，斷開，KM閉合，將啟動(dòng)電阻串入定子電閉合，將啟動(dòng)電阻串入定子電路，使啟動(dòng)電流減??；路，使啟動(dòng)電流減??； 待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將1KM閉合，閉合，Rst被短接，電動(dòng)機(jī)接被短接，電動(dòng)機(jī)接上全部電壓而趨于穩(wěn)定運(yùn)行。上全部電壓而趨于穩(wěn)定運(yùn)行。 精品資料 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的平方啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子

57、電壓的平方(pngfng)下降，故它只適用于空載或輕載啟下降，故它只適用于空載或輕載啟動(dòng)的場合；動(dòng)的場合； 不經(jīng)濟(jì)，在啟動(dòng)過程中，電阻器上消耗能量大，不適用于經(jīng)常不經(jīng)濟(jì)，在啟動(dòng)過程中，電阻器上消耗能量大，不適用于經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，若采用電抗器代替電阻器，則所需設(shè)備啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，若采用電抗器代替電阻器，則所需設(shè)備(shbi)費(fèi)較費(fèi)較貴，且體積大。貴，且體積大。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 精品資料3Y-降壓降壓(jin y)啟動(dòng)啟動(dòng) Y-降壓降壓(jin y)啟動(dòng)的接線圖如圖所示啟動(dòng)的接線圖如圖所示: 啟動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形；待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將定子繞組接啟動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形；待轉(zhuǎn)速上升到一定程度

58、后再將定子繞組接成三角形，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程完成而轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。成三角形，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程完成而轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。 設(shè)設(shè)U1為電源線電壓，為電源線電壓，IstY及及Ist 為定子繞組分別接成星形及為定子繞組分別接成星形及三角形的啟動(dòng)電流（線電流），三角形的啟動(dòng)電流（線電流），Z為電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)每相繞組的為電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)每相繞組的等效阻抗。則有等效阻抗。則有ZUIstY31 ZUIst/31 所以所以 3 ststYII 精品資料 Y-降壓啟動(dòng)降壓啟動(dòng)(qdng)方法的特點(diǎn)：方法的特點(diǎn)： 設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)(qdng)電流小；電流??； 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且啟動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)，故只適

59、用于空載或輕載啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且啟動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)，故只適用于空載或輕載啟動(dòng)的場合；啟動(dòng)的場合； 只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接線為只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接線為 的異步電動(dòng)機(jī)。的異步電動(dòng)機(jī)。精品資料4自耦變壓器降壓自耦變壓器降壓(jin y)啟動(dòng)啟動(dòng) 自耦變壓器降壓啟動(dòng)自耦變壓器降壓啟動(dòng)(qdng)的原理接線圖如圖所示。的原理接線圖如圖所示。 自耦變壓器啟動(dòng)時(shí)的一相電路，由變壓器的工作原理知，此時(shí)，自耦變壓器啟動(dòng)時(shí)的一相電路，由變壓器的工作原理知，此時(shí)，副邊電壓與原邊電壓之比為副邊電壓與原邊電壓之比為 11212 NNUUK12KUU 啟動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)定子啟動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)定子每相繞組的電

60、壓是全壓啟動(dòng)每相繞組的電壓是全壓啟動(dòng)時(shí)的時(shí)的K倍，因而電流也是全倍，因而電流也是全壓啟動(dòng)時(shí)的壓啟動(dòng)時(shí)的K倍，即倍，即I2=KIst；而 變 壓 器 原 邊 電 流而 變 壓 器 原 邊 電 流 I1=KI2=K2Ist ，即此時(shí)電網(wǎng)供，即此時(shí)電網(wǎng)供電電流電電流I1是直接啟動(dòng)時(shí)電流是直接啟動(dòng)時(shí)電流Ist的的K2倍。倍。精品資料 特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)： 與與Y-降壓降壓(jin y)啟動(dòng)時(shí)情況一樣，只是在啟動(dòng)時(shí)情況一樣，只是在Y-降壓降壓(jin y)啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)的 為定值，而自耦變壓器啟動(dòng)時(shí)的為定值，而自耦變壓器啟動(dòng)時(shí)的K是可調(diào)節(jié)的，這就是可調(diào)節(jié)的，這就是此種啟動(dòng)方法優(yōu)于是此種啟動(dòng)方法優(yōu)于Y-