電機(jī)學(xué)課件第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)1(李發(fā)海)

第八章三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

我們知道異步電動(dòng)機(jī)的作用就是拖動(dòng)負(fù)載工作，那么關(guān)于它的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速問(wèn)題就是我們關(guān)心的重點(diǎn)。在三相異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩等物理量的正方向，都按電動(dòng)機(jī)慣例規(guī)定。本章討論三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速及各種運(yùn)行狀態(tài)。

起動(dòng)要求：1）起動(dòng)力矩Ts盡可能的大；2）起動(dòng)電流Is盡可能的小；在滿(mǎn)足Ts足夠大的條件下，盡量減少I(mǎi)s。3）起動(dòng)設(shè)備盡可能的簡(jiǎn)單。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指定子接通電網(wǎng)，轉(zhuǎn)速?gòu)膎=0到n=nN。如果在額定電壓下直接起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī),會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？為什么？

8－1籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)一般地說(shuō)，容量在7.5kw以下的小容量鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)都可直接起動(dòng)。起動(dòng)電流較大有什么影響呢？1、首先對(duì)于繞組來(lái)說(shuō)是非常不利的，如果電機(jī)是屬于頻繁起動(dòng)的，頻繁出現(xiàn)短時(shí)大電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)熱較多而過(guò)熱。對(duì)于變壓器而言，整個(gè)交流電網(wǎng)的容量相對(duì)于單個(gè)的三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)講是非常大的。但是具體到直接供電的變壓器來(lái)講，容量卻是有限的。若變壓器額定容量相對(duì)不夠大時(shí)，電動(dòng)機(jī)短時(shí)較大的起動(dòng)電流，會(huì)使變壓器輸出電壓短時(shí)下降幅度較大，超過(guò)了正常規(guī)定值，例如U＞10％或更嚴(yán)重。這樣一來(lái)，影響了幾個(gè)方面：（1）起動(dòng)電動(dòng)機(jī)本身，由于電壓太低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降很多（），當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，可能起動(dòng)不了。（2）影響由同一臺(tái)配電變壓器供電的其他負(fù)載，比如說(shuō)電燈會(huì)變暗，數(shù)控設(shè)備可能失常，重載的異步電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)等。****考慮對(duì)電網(wǎng)的沖擊7.5kW以下可采用****較大容量需考慮供電設(shè)備的容量起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大有什么影響呢？很顯然，電機(jī)的起動(dòng)是非常吃力的，的條件下，電動(dòng)機(jī)才能正常起動(dòng)。一般地說(shuō)，如果異步電動(dòng)機(jī)輕載和空載起動(dòng)，直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就夠大了，但是如果是重載起動(dòng)例如，且要求起動(dòng)過(guò)程快時(shí)，某些異步電動(dòng)機(jī)例如繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，往往小于1，直接起動(dòng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就不夠大了。

從上面分析看出，三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)有些情況下是可行的，而下面兩種情況下是不可行的：①變壓器與電動(dòng)機(jī)容量之比不足夠大；②起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能滿(mǎn)足要求。不能直接起動(dòng)的第①種情況下需要減小起動(dòng)電流，第②種情況下需要加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。即起動(dòng)必須滿(mǎn)足的條件是：起動(dòng)電流要足夠??；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大。起動(dòng)電流：

從上面兩個(gè)表達(dá)式我們可以看出，降低起動(dòng)電流的方法有：①降低電源電壓；②加大定子邊電抗或電阻；③加大轉(zhuǎn)子邊電阻或電抗。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法只有適當(dāng)加大轉(zhuǎn)子電阻，但不能過(guò)份，否則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而可能減小。而直接起動(dòng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是不需要專(zhuān)門(mén)的起動(dòng)設(shè)備。1.定子串電阻或電抗——分壓起到降壓作用2.自耦變壓器降壓起動(dòng)3.星形-三角形起動(dòng)，用于可以有2種接法的電機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)用三角形接法，起動(dòng)時(shí)用星形接法，相電壓降為正常運(yùn)行時(shí)的4.延邊三角形起動(dòng)對(duì)不同的起動(dòng)要求，需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)電機(jī)。二、三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)的分析降壓起動(dòng)設(shè)備M（一）定子串接電抗器起動(dòng)：

三相異步電動(dòng)機(jī)定子串電抗器起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)電抗器接入定子電路；起動(dòng)后，切除電抗器，進(jìn)入正常運(yùn)行。顯然此時(shí)的電抗器起到了分壓的作用。三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，其每相等值電路如圖（a）所示，電源電壓直接加在短路阻抗上。定子邊串入電抗X起動(dòng)時(shí)，每相等值電路如圖（b）所示，

串電抗起動(dòng)時(shí)，可以近似把看成是電抗性質(zhì)。設(shè)串電抗時(shí)電動(dòng)機(jī)定子電壓與直接起動(dòng)時(shí)電壓比值為u，則

顯然，定子串電抗器起動(dòng)，降低了起動(dòng)電流，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低得更多。因此，定子串電抗器起動(dòng)，只能用于空載和輕載。工程實(shí)際中，往往先給定線路允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小，再計(jì)算電抗X的大小。計(jì)算公式推導(dǎo)如下：其中短路阻抗為串電抗或電阻降壓起動(dòng)設(shè)備M可等效為

1阻抗接法不變，所以:電網(wǎng)線電流變化的倍數(shù)=相電流變化倍數(shù)若定子回路串電阻起動(dòng)，也屬于降壓起動(dòng)，也可以降低起動(dòng)電流。但由于外串的電阻上有較大的有功功率損耗，特別對(duì)中型、大型異步電動(dòng)機(jī)更不經(jīng)濟(jì)，因此這里不予介紹。

(二)起動(dòng)在這里主要是利用了星—三角電壓之間的關(guān)系，我們知道在星接中線電壓是相電壓的倍，注意這種方法只適用與繞組在起動(dòng)的時(shí)候是星形接，而運(yùn)行的時(shí)候是三角形接。如圖所示：

如果起動(dòng)的時(shí)候是三角形聯(lián)接，這樣，相電壓等于線電壓每相起動(dòng)電流為線上的起動(dòng)電流為。而如果起動(dòng)時(shí)定子繞組Y接，如圖（b）所示，每相起動(dòng)電壓為每相起動(dòng)電流，則線起動(dòng)電流為:上式說(shuō)明，起動(dòng)時(shí)，盡管相電壓和相電流與直接起動(dòng)時(shí)相比降低到原來(lái)的，但是對(duì)供電變壓器造成沖擊的起動(dòng)電流則降低到直接起動(dòng)時(shí)的1／3。直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為，起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為，則：起動(dòng)可以用于拖動(dòng)的輕負(fù)載。在輕載起動(dòng)條件下，應(yīng)該優(yōu)先采用。

Y-Δ起動(dòng)降壓起動(dòng)設(shè)備M相電壓減少電網(wǎng)線電流減小為原線電流的3分之一

（三）自耦變壓器降壓起動(dòng)如圖所示：我們?cè)谇斑呉呀?jīng)學(xué)過(guò)了自耦變壓器的工作原理，在這里就是利用了自耦變壓器有抽頭可供選用，比較靈活，可以實(shí)現(xiàn)不同要求的降壓。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓下降為，與直接起動(dòng)時(shí)電壓的關(guān)系為電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)電流為，與直接起動(dòng)的起動(dòng)電流之間關(guān)系是：自耦變壓器原邊的起動(dòng)電流為，與之間關(guān)系為：因此降壓起動(dòng)與直接起動(dòng)相比，供電變壓器的起動(dòng)電流的關(guān)系為：自耦變壓器起動(dòng)時(shí)記起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為，與直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系為：采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，與直接起動(dòng)相比較，電壓降低到倍，起動(dòng)電流與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低到倍。

實(shí)際上起動(dòng)用的自耦變壓器，備有幾個(gè)抽頭供選用。例如QJ2型有三種抽頭，分別為55%（即=55%）、64%、73%（出廠時(shí)接在73%抽頭上）；QJ3型也有三種抽頭，分別為40％、60%、80%（出廠時(shí)接在60％抽頭上）等。這也是我們前面所講的優(yōu)點(diǎn)，但是，自耦變壓器體積大，價(jià)格高，也不能帶重負(fù)載起動(dòng)。自耦變壓器降壓起動(dòng)在較大容量鼠籠異步電動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用。自耦變壓器降壓降壓起動(dòng)設(shè)備M自耦變壓器變比（四）延邊三角形起動(dòng)

到目前為止，前面所介紹的幾種鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法，主要目的都是減小起動(dòng)電流，但同時(shí)又都程度不同地降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此只適合空載或輕載起動(dòng)。對(duì)于重載起動(dòng)，尤其要求起動(dòng)過(guò)程很快的情況下，則需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的異步電動(dòng)機(jī)。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是增大轉(zhuǎn)子電阻。對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，則可在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，只有設(shè)法加大鼠籠本身的電阻值，這類(lèi)電動(dòng)機(jī)有高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。8.3高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電機(jī)8.3.1轉(zhuǎn)子電阻值較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻大，則直接啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩也大，但同時(shí)額定轉(zhuǎn)差率較大，運(yùn)行段機(jī)械特性較軟。一般澆注式的鼠籠都采用鋁，有些電動(dòng)機(jī)鼠籠由合金鋁澆注而成，或者還采用轉(zhuǎn)子小槽，減小導(dǎo)條截面積，這樣使轉(zhuǎn)子電阻增大；一般焊接式的鼠籠都采用紫銅，有些電動(dòng)機(jī)鼠籠材料用黃銅，黃銅的電阻率比紫銅高，所以轉(zhuǎn)子電阻較大8.3.2深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)1、轉(zhuǎn)子槽結(jié)構(gòu)槽高/槽寬=10~202、特點(diǎn)將轉(zhuǎn)子導(dǎo)體看成小導(dǎo)體并聯(lián)組成，當(dāng)有I2時(shí)，漏磁通分布如圖。底部漏電抗X大起動(dòng)時(shí)f2很大，轉(zhuǎn)子漏電抗比電阻大很多，I2大小由X決定；由于底部漏電抗X大，I2被擠到槽口，該現(xiàn)象稱(chēng)為集膚效應(yīng)。電流密度分布如圖。0h12h/d=10～20利用“集膚效應(yīng)”原理

起動(dòng)時(shí)：f2=f1X2大，槽底電流?。ú鄣茁╇娍勾螅╇娏骷杏诓劭凇叡硇?yīng)導(dǎo)線面積sR2

正常運(yùn)行：nf2=sf1X2小，電流基本均勻分布——趨表效應(yīng)

sR2

8.3.3雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)外籠：導(dǎo)條截面積小，用電阻率較高的黃銅制成，電阻較大；內(nèi)籠：導(dǎo)條截面積大，用電阻率較低的紫銅制成，電阻較小；當(dāng)導(dǎo)條里有電流流過(guò)時(shí)，內(nèi)籠漏磁鏈多、漏電抗較大，外籠漏磁鏈少、電抗較小雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)(a)轉(zhuǎn)子槽與槽漏磁通；(b)機(jī)械特性

雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)比普通異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子漏電抗大，功率因數(shù)稍低，效率差不多。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率較高，外籠電抗小，電流大，起主要作用，外籠又稱(chēng)為啟動(dòng)籠。電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率很低，導(dǎo)條內(nèi)有交流電流通過(guò)，電流的分配主要決定于電阻，內(nèi)籠電阻小、電流大，此時(shí)起主要作用，內(nèi)籠又稱(chēng)為運(yùn)行籠。外籠：起動(dòng)籠，電阻大—黃銅或鋁青銅內(nèi)籠：運(yùn)行籠，電阻小—紫銅起動(dòng)時(shí)：f2=f1，內(nèi)籠漏抗大，電流集中在上籠→Ist小，Tst大運(yùn)行時(shí)：f2=1-3Hz，漏抗遠(yuǎn)比電阻小，電流大部分從電阻較小的下籠流過(guò)。轉(zhuǎn)子漏抗大，cos和過(guò)載能力小，制造相對(duì)工藝復(fù)雜。用于對(duì)Tst要求高的場(chǎng)合。利用集膚效應(yīng)/1.深槽轉(zhuǎn)子或刀形槽轉(zhuǎn)子2.雙鼠籠轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率大，集膚效應(yīng)使電阻大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。降壓起動(dòng)在限制起動(dòng)電流的同時(shí)，大大降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場(chǎng)合，人們不得不選擇價(jià)格昂貴的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。繞線式異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是可以在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻，以改善其起動(dòng)和調(diào)速性能。轉(zhuǎn)子可串電阻轉(zhuǎn)子可串頻敏電阻§8－2三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)**下面我們將進(jìn)行詳細(xì)的介紹.如圖所示：1、起動(dòng)過(guò)程如下：（l）接觸器觸點(diǎn)KI，K2，K3斷開(kāi)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)定子接額定電壓、轉(zhuǎn)子每相串入起動(dòng)電阻（），電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)。起動(dòng)點(diǎn)為機(jī)械特性曲線3上的a點(diǎn)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為。（2）轉(zhuǎn)速上升，到b點(diǎn)時(shí)，，為了加大電磁轉(zhuǎn)矩加速起動(dòng)過(guò)程，接觸器觸點(diǎn)K3閉合，切除起動(dòng)電阻。忽略異步電動(dòng)機(jī)的電磁慣性，只計(jì)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從b變到機(jī)械特性曲線2上的C點(diǎn)，該點(diǎn)上電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，經(jīng)h點(diǎn)最后穩(wěn)定運(yùn)行在j點(diǎn)。上述起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子回路外串電阻分三級(jí)切除，故稱(chēng)為三級(jí)起動(dòng)。T1為最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，T2為最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或切換轉(zhuǎn)矩。2.作圖法計(jì)算起動(dòng)電阻

當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)確定時(shí)，例如m＝3，起動(dòng)機(jī)械特性作圖步驟如下：（1）先畫(huà)固有機(jī)械特性。（2）確定最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1及切換轉(zhuǎn)矩T2。3.解析法計(jì)算起動(dòng)電阻轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)：

繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)方法，要想獲得良好的起動(dòng)特性，需要較多的起動(dòng)級(jí)數(shù)，這樣，控制設(shè)備復(fù)雜，增加設(shè)備投資和維修的困難。人們通過(guò)實(shí)踐，創(chuàng)造了一種運(yùn)用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，而結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的起動(dòng)元件－－敏變阻器起動(dòng)。頻敏變阻器是一種靜止的無(wú)觸點(diǎn)電磁元件，它具有以下特點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低廉2.運(yùn)行可靠，堅(jiān)固耐用，使用維護(hù)方便3.由于它的阻抗隨頻率而自動(dòng)變化，可使控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，宜于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制4.頻敏變阻器是一種感性元件，因而功率因數(shù)較低

如圖所示：接觸器觸點(diǎn)K斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器起動(dòng)。起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，接觸器觸點(diǎn)K再閉合，切除頻敏變阻器，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。頻敏變阻器每一相的等值電路與變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值電路是一致的，忽略繞組漏阻抗時(shí)，其勵(lì)磁阻抗為勵(lì)磁電阻與勵(lì)磁電抗串聯(lián)組成，表示。但是與一般變壓器勵(lì)磁阻抗不完全相同，主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：⑴頻率為5OHz的電流通過(guò)時(shí)，阻抗比一般變壓器勵(lì)磁阻抗小得多。這樣串在轉(zhuǎn)子回路中，既限制了起動(dòng)電流，又不致使起動(dòng)電流過(guò)小而減小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（2）頻率為5OHz的電流通過(guò)，其原因是：頻敏變阻器中磁密取得高，鐵心處于飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流較大，因此勵(lì)磁電抗較小。而鐵心是厚鐵板或厚鋼板的、磁滯渦流損耗都很大，頻敏變阻器的單位重量鐵心中的損耗，與一般變壓器相比較要大幾百倍，因此rp較大。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)時(shí)，s＝1，轉(zhuǎn)子回路中的電流的頻率為5OHz。轉(zhuǎn)子回路串入，，因此轉(zhuǎn)子回路主要是串入了電阻。這樣，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)大大提高了，既限制了起動(dòng)電流，又提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速升高，S變小，xp下降，f2＝sf1變小，頻敏變阻器中鐵耗的大小與頻率的平方成正比，頻率低，損耗小，電阻rp小。所以，在起動(dòng)過(guò)程中，頻敏變阻器的阻抗zp=rp＋jxp是隨著頻率的降低而自動(dòng)減小的。這樣使得電動(dòng)機(jī)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中始終保持較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

§8-5

三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)制動(dòng)包括：回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、到拉反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)等。電動(dòng)狀態(tài):制動(dòng)狀態(tài):一、電動(dòng)運(yùn)行：

二、能耗制動(dòng)：（1）能耗制動(dòng)基本原理：如圖所示：制動(dòng)停車(chē)過(guò)程：如何實(shí)現(xiàn)？基本的工作原理？如何分析能耗制動(dòng)？

可以用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)等效替代直流磁動(dòng)勢(shì)，在等效替代后，就可以使用電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的分析方法與所得結(jié)論。等效替代的條件是？為什么可以等效替代？（1）保持磁動(dòng)勢(shì)幅值不變，即（2）保持磁動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子之間相對(duì)轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)差）不變，為2.定子等效電流:異步電動(dòng)機(jī)定子通入直流電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，其幅值的大小與定子繞組的接法及通入的方法有關(guān)。例如圖所示的，合成磁動(dòng)勢(shì)的大小為:

把等效為三相交流電流產(chǎn)生的,每相交流電流的有效大小為,則交流磁動(dòng)勢(shì)大小為:等效的結(jié)果是

3.轉(zhuǎn)差率與等值電路:磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子相對(duì)轉(zhuǎn)速為(-n),的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為,能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)差率用表示,則為:

轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與頻率則為:三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的等值電路如圖所示。注意，等值電路中各電量是等效電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)作用的結(jié)果，并非指電機(jī)運(yùn)行時(shí)的量。有了等值電路，能耗制動(dòng)的機(jī)械特性推導(dǎo)就與正常運(yùn)行時(shí)的固有機(jī)械特性完全一樣了。4.能耗制動(dòng)的機(jī)械特性:能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)鐵損耗很小，可以將其忽略。這樣一來(lái)，根據(jù)等值電路畫(huà)出電動(dòng)機(jī)定子電流、勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)子電流之間的相量關(guān)系如圖所示。它們之間大小的關(guān)系為忽略鐵損耗后,則有:另外,還有整理后得到根據(jù)前一章的分析結(jié)果知道，電磁轉(zhuǎn)矩為電磁功率除以同步角速度，即上式便為能耗制動(dòng)的機(jī)械特性表達(dá)式，其與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性方程式是一致的，但是電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，是用電源電壓來(lái)表示，而能耗制動(dòng)的這個(gè)式子，是用等效的定子電流來(lái)表示。能耗制動(dòng)時(shí)，視為已知量。對(duì)上式微分，并使，則得到能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為根據(jù)上式畫(huà)出三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性如圖所示。顯然，能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性與定子接三相交流電源運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性很相似。改變直流勵(lì)磁電流的大小，或者改變繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路每相所串的電阻值R，就都可以調(diào)節(jié)能耗制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。能耗制動(dòng)機(jī)械特性的實(shí)用公式為：三、反接制動(dòng):反接制動(dòng)過(guò)程:處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過(guò)程.反接制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序，如圖所示:接觸器觸點(diǎn)K1閉合為正向電動(dòng)運(yùn)行，K1斷開(kāi)K2閉合，則改變了電源相序。（b）圖為拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反接制動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時(shí)的反接制動(dòng)機(jī)械特性。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從A—B—C，到C點(diǎn)后，＜T＜可以準(zhǔn)確停車(chē)。而在反接制動(dòng)過(guò)程中,因?yàn)榻拥氖欠聪嘈螂娫?所以,轉(zhuǎn)速大n0時(shí),相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s1。若轉(zhuǎn)子回路總電阻折合值為，機(jī)械功率則為即負(fù)載向電動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入機(jī)械功率。顯然負(fù)載提供機(jī)械功率是靠轉(zhuǎn)動(dòng)部分減少動(dòng)能。從定子到轉(zhuǎn)子的電磁功率為 轉(zhuǎn)子回路銅損耗:因此，轉(zhuǎn)子回路中消耗了從電源輸入而來(lái)的電磁功率及由負(fù)載送入的機(jī)械功率，數(shù)值很大，在轉(zhuǎn)子回路中必須串入較大的外串電阻，以消耗大部分轉(zhuǎn)子回路銅損耗，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不致由于過(guò)熱而損壞。所謂大電阻是指比起動(dòng)電阻阻值還要大。下圖就是反接過(guò)程中的機(jī)械特性圖:從圖上看出,如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，或者拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，這兩種情況下，如果進(jìn)行反接制動(dòng)停車(chē)，那么必須在降速到n＝0時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源并停車(chē)，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向起動(dòng)，三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)停車(chē)比能耗制動(dòng)停車(chē)速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，經(jīng)常采用反接制動(dòng)停車(chē)接著反向起動(dòng)，就是為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率。反接制動(dòng)停車(chē)的制動(dòng)電阻計(jì)算，根據(jù)所要求的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可以認(rèn)為反接制動(dòng)后瞬間的轉(zhuǎn)差率s2，處于反接制動(dòng)機(jī)械特性的s＝0～之間。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路無(wú)法串電阻，因此反接制動(dòng)不能過(guò)于頻繁。四、倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行:

我們知道，拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低。如果所串的電阻超過(guò)某一數(shù)值后，電動(dòng)機(jī)還要反轉(zhuǎn)，稱(chēng)之為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行是轉(zhuǎn)差率s＞1的一種穩(wěn)態(tài)，其功率關(guān)系與反接制動(dòng)過(guò)程一樣，電磁功率＞0，機(jī)械功率＜0，轉(zhuǎn)子回路總銅耗。但是倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)負(fù)載向電動(dòng)機(jī)送入的機(jī)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(guò)來(lái)拉著電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。五、回饋制動(dòng)運(yùn)行:回饋制動(dòng)運(yùn)行分為正向回饋制動(dòng)運(yùn)行和反向回饋制動(dòng)運(yùn)行.1、正向回饋制動(dòng)運(yùn)行：通過(guò)將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋回電源的現(xiàn)象。從圖上可以看出：在這個(gè)降速過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第II象限BC這一段機(jī)械特性上時(shí)，轉(zhuǎn)速n＞0，電磁轉(zhuǎn)矩T＜0，是個(gè)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，稱(chēng)之為正向回饋制動(dòng)過(guò)程。整個(gè)回饋制動(dòng)過(guò)程中，始終有n＞。正向回饋制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n＞，轉(zhuǎn)差率

從三相異步電動(dòng)機(jī)等值電路上看出，電動(dòng)機(jī)總的機(jī)械功率為從定子到轉(zhuǎn)子的電磁功率為：實(shí)際是系統(tǒng)減少了動(dòng)能而向電動(dòng)機(jī)送入機(jī)械功率并轉(zhuǎn)換為電功率，扣除了轉(zhuǎn)子損耗后，變成了從轉(zhuǎn)子送往定子的電磁功率了。那么主要送到哪里去了呢？為此，先看著轉(zhuǎn)子過(guò)功率因數(shù)角的情況。我們知道根據(jù)以上兩式，畫(huà)出正向回饋制動(dòng)時(shí)異步電動(dòng)