第三篇交流電機(jī)及拖動

第三篇交流電機(jī)及拖動第1頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的定子繞組第三節(jié)繞組的感應(yīng)電動勢第四節(jié)繞組的磁動勢

三相異步電機(jī)主要用作電動機(jī)，拖動各種生產(chǎn)機(jī)械。結(jié)構(gòu)簡單、制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，成本低，效率高，得以廣泛應(yīng)用。但是，功率因數(shù)低、起動和調(diào)速性能差。第四章三相感應(yīng)電動機(jī)的基本原理第2頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)第3頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、三相感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）定子部分1、定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成——導(dǎo)磁部分。2、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)——導(dǎo)電部分。3、機(jī)座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。（二）轉(zhuǎn)子部分1、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。2、轉(zhuǎn)子繞組：1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對稱短路繞組。2）繞線式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上改裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻。（三）其它部分第4頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線型感應(yīng)電動機(jī)籠型感應(yīng)電動機(jī)第6頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月下面是它主要部件的拆分圖。

右圖是一臺三相籠型感應(yīng)電動機(jī)的外形圖。第7頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖第8頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、三相感應(yīng)電動機(jī)的工作原理U2U1W2V1W1V2n（一）轉(zhuǎn)動原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。第10頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映電機(jī)的各種運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時(shí)，電機(jī)理想空載時(shí)，作為電動機(jī)，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.02～0.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。

同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即：第11頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）感應(yīng)電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三、三相感應(yīng)電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列第12頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月額定值關(guān)系有：額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定子繞組上的線電壓.額定條件下轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流.額定運(yùn)行時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速.第13頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月絕緣等級決定了電動機(jī)的允許溫升。絕緣等級AEBFHC額定溫升/℃658090110140＞140接法用Y或△表示。表示在額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組應(yīng)采用的聯(lián)接方式。對繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)，則還應(yīng)有：轉(zhuǎn)子繞組的開路電壓指轉(zhuǎn)子接額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的轉(zhuǎn)子線電壓，單位：V。轉(zhuǎn)子繞組的額定電流單位：A。第14頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月電機(jī)上除了以上額定數(shù)據(jù)外，還表明了電機(jī)型號。Y(IP44)200L—8感應(yīng)電機(jī)防護(hù)形式中心高鐵心長度等級極數(shù)第15頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）三相感應(yīng)電動機(jī)的主要系列我國生產(chǎn)的異步電動機(jī)種類很多，下面列出一些常見的產(chǎn)品系列。Y系列為小型籠型全封閉自冷式三相異步電動機(jī)。用于金屬切削機(jī)床、通用機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。也可用于拖動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械，如壓縮機(jī)、傳送帶、磨床、錘擊機(jī)、粉碎機(jī)、小型起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械等。JDO2系列是小型三相多速感應(yīng)電動機(jī)系列，主要用于各式機(jī)床及起重設(shè)備。JQ2和JQO2系列是高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)，用在起動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械上。JQ2是防護(hù)式和JQO2是封閉式的。JS系列是中型防護(hù)式三相鼠籠異步電動機(jī)。JR系列是防護(hù)式三相繞線式異步電動機(jī)。用在電源容量小、不能用同容量鼠籠式電動機(jī)起動的生產(chǎn)機(jī)械上。JSL2和JRL2系列是中型立式水泵用的三相異步電動機(jī)，其中JSL2是鼠籠式，JRL2是繞線式。YR系列是一種大型三相繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)系列，主要用于冶金工業(yè)和礦山中。第16頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的定子繞組第17頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、三相交流繞組的基本要求和分類（5）繞組用銅量少，性能可靠，制造和檢修要方便。

（一）對三相交流繞組的基本要求（1）每相繞組的阻抗要求相等，即每相繞組的匝數(shù)、形狀都是相同的。（2）在一定的導(dǎo)體數(shù)下，有合理的最大繞組合成電動勢和磁動勢。（3）各相的相電動勢和相磁動勢波形力求接近正弦波，即要求盡量減少它們的高次諧波分量。（4）對基波而言，三相電動勢和磁動勢必須對稱。（二）三相交流繞組的分類按槽內(nèi)元件邊的層數(shù)，分為單層和雙層繞組。單層繞組又可分為等元件、鏈?zhǔn)?、交叉式和同心式繞組；雙層繞組則分為雙層疊繞組和波繞組。單層繞組與雙層繞組比較，電氣性能稍差，但槽利用率高，制造工時(shí)少，因此,小容量的電動機(jī)中（PN≤10kW），一般都采用單層繞組。第18頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）關(guān)于交流繞組的一些基本量1、極距

兩個(gè)相鄰磁極軸線之間沿定子鐵心內(nèi)表面的距離。若定子的槽數(shù)為Z，磁極對數(shù)為p，則極距：2、線圈節(jié)距一個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間所跨的距離稱為線圈的節(jié)距。3、電角度第19頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4、槽距角相鄰兩個(gè)槽之間的電角度：6、相帶

每個(gè)極面下的導(dǎo)體平均分給各相，則每一相繞組在每個(gè)極面下所占的范圍，用電角度表示稱為相帶。

每一個(gè)極面下每相所占的槽數(shù)為5、每極每相槽數(shù)第20頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖示為：600相帶。第21頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、三相單層繞組

單層繞組的每個(gè)槽內(nèi)只放一個(gè)線圈邊，電機(jī)的線圈總數(shù)等于定子槽數(shù)的一半。單層繞組分為鏈?zhǔn)健⒔徊媸胶屯氖嚼@組。（一）單層鏈?zhǔn)嚼@組

單層鏈?zhǔn)嚼@組由形狀、幾何尺寸和節(jié)距相同的線圈連接而成，整個(gè)外形如長鏈。

鏈?zhǔn)嚼@組的每個(gè)線圈節(jié)距相等并且制造方便；線圈端部連線較短并且省銅。主要用于q=2的4、6、8極小型三相異步電動機(jī)。第22頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）單層交叉式繞組

單層交叉式繞組由線圈數(shù)和節(jié)距不相同的兩種線圈組構(gòu)成，同一組線圈的形狀、幾何尺寸和節(jié)距均相同，各線圈組的端部互相交叉。

交叉式繞組由兩大一小線圈交叉布置。線圈端部連線較短，有利于節(jié)省材料，并且省銅。廣泛用于q>1的且為奇數(shù)的小型三相異步電動機(jī)。第23頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）單層同心式繞組

同心式繞組由幾個(gè)幾何尺寸和節(jié)距不等的線圈連成同心形狀的線圈組構(gòu)成。

同心式繞組端部連線較長，適用于q=4、6、8等偶數(shù)的2極小型三相異步電動機(jī)。第24頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)不適宜于大中型電機(jī)元件少，結(jié)構(gòu)簡單，嵌線方便，槽內(nèi)無層間絕緣廣泛應(yīng)用于10kW以下的異步電動機(jī)定子繞組單層繞組為整距繞組缺點(diǎn)電動勢和磁動勢波形較差鐵損和噪聲較大起動性能較差三相單層繞組的優(yōu)缺點(diǎn)第25頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、三相雙層繞組

雙層繞組每個(gè)槽內(nèi)放上、下兩層線圈的有效邊，線圈的每一個(gè)有效邊放在某一槽的上層，另一個(gè)有效邊則放置在相隔為y的另一槽的下層。雙層繞組分雙層疊繞組（如圖2a=1）和雙層波繞組（略）。第26頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

雙層繞組的特點(diǎn)：1）線圈數(shù)等于槽數(shù)；2）線圈數(shù)組數(shù)等于極數(shù)，也等于最大并聯(lián)支路數(shù)；3）每相繞組的電動勢等于每條支路的電動勢。優(yōu)點(diǎn)可以選擇最有利的節(jié)距，使電動勢和磁動勢波形更接近正弦波所有線圈的形狀和尺寸相同，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化端部排列整齊機(jī)械強(qiáng)度高可組成較多的并聯(lián)支路缺點(diǎn)嵌線困難用銅量大第27頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

三相異步電動機(jī)的定子部分在結(jié)構(gòu)上和同步電動機(jī)的定子部分完全相同。對中、小容量的低壓異步電動機(jī)，通常定子三相繞組的六個(gè)出線頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活地接成“Y”形或“D”形。U1V1W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2D聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)四、外部接線第28頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)繞組的感應(yīng)電動勢第29頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、線圈的感應(yīng)電動勢（一）一根導(dǎo)體的電動勢（二）整距繞組的電動勢

每個(gè)整距繞組由Nc個(gè)相同和線匝組成，每個(gè)整距線圈的電動勢:電動勢頻率:電動勢大小:電動勢波形:隨時(shí)間變化的波形取決于氣隙磁密在空間的分布波形第30頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）短距線圈的電動勢每個(gè)短距線圈的電動勢:稱為短距因數(shù)：線圈短距時(shí)電動勢比整距時(shí)打的一個(gè)折扣．第31頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、線圈組的感應(yīng)電動勢一組線圈由q個(gè)線圈組成,若q個(gè)線圈為集中繞組時(shí),各線圈電動勢大小相等、相位相同，線圈組電動勢為:若q個(gè)線圈為分布繞組,放在q個(gè)槽內(nèi),各線圈電動勢大小相同,相位相差α電角度,電動勢為:稱為分布因數(shù):線圈組電動勢等于集中線圈組電動勢打的一個(gè)折扣。稱為繞組因數(shù)。第32頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、一相繞組的感應(yīng)電動勢每相繞組的電動勢等于每一條并聯(lián)之路的電動勢。一般情況下，每條支路中所串聯(lián)的機(jī)個(gè)線圈的電動勢的大小相等，相位相同，因此，可以直接相加，可得繞組相電動式的公式。對單層繞組：對雙層繞組：第33頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月四、短距繞組、分布繞組對電動勢波形的影響對V次諧波：第34頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月改善電動勢波形的方法:（１）采用短距繞組來削弱高次諧波（２）采用分布繞組來削弱高次諧波１．改善主磁極磁場的分布２．改善交流繞組的構(gòu)成，削弱諧波電動勢３．采用Ｙ接線消除線電動勢中的三及其倍數(shù)的奇次諧波第35頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)繞組的磁動勢第36頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、單相繞組的磁動勢（一）整距線圈的磁動勢一臺兩極氣隙均勻的交流電機(jī),一個(gè)整距繞組通入交流電流,線圈磁動勢在某瞬間的分布如圖,由全電流定律得:忽略鐵心磁阻,磁動勢完全降落在兩個(gè)氣隙上.每個(gè)氣隙的磁動勢為:空間分布為矩形波,隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。變化頻率為電流頻率?？臻g位置不變而幅值和方向隨時(shí)間變化的磁動勢稱為脈振磁動勢。第37頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月矩形波磁動勢可能分解為基波和一系列高次諧波:基波磁動勢為:基波磁動勢最大值為:整距繞組基波磁動勢在空間按余弦分布，幅值位于繞組軸線，空間每一點(diǎn)的磁動勢大小按正弦規(guī)律變化——仍然為脈振磁動勢。第38頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）整距分布繞組的磁動勢每個(gè)繞組由q個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，依次在定子圓周空間錯(cuò)開槽距角α,繞組的基波磁動勢為q個(gè)線圈基波磁動勢的空間矢量和：（三）短距分布繞組的磁動勢雙層短距分布繞組的基波磁動勢為兩個(gè)等效繞組基波磁動勢的相量和，用短距系數(shù)計(jì)及繞組短距的影響：第39頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）相繞組的磁動勢

每個(gè)極下的磁動勢和磁阻構(gòu)成一條分支磁路。若電機(jī)有p對磁極，就有p條并聯(lián)的對稱分支磁路，所以一相繞組的基波磁動勢就是該繞組在一對磁極下線圈所產(chǎn)生的基波磁動勢，若每相電流為Ip:

單相繞組的基波磁動勢是在空間按余弦規(guī)律分布，幅值大小隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的脈振磁動勢。第40頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、三相繞組的磁動勢——旋轉(zhuǎn)磁動勢三相的合成磁動勢：取U相繞組軸線位置作為空間坐標(biāo)原點(diǎn)、以相序的方向作為x的參考方向、U相電流為零時(shí)作為時(shí)間起點(diǎn)，則三相基波磁動勢為：可見：三相合成磁動勢是一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。

交流電機(jī)三相對稱繞組,通入三相對稱電流，磁動勢是三相的合成磁動勢。第41頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

為了分析旋轉(zhuǎn)磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)三相對稱電流按余弦規(guī)律變化，U相電流最大時(shí)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，電流取首進(jìn)尾出為正，電流波形和各時(shí)刻旋轉(zhuǎn)磁動勢的位置如圖所示：U2U1W2V1W1V2第42頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月用圖解法分析——不同時(shí)刻三相合成磁動勢合成磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向決定于繞組中電流的相序，總是從電流超前相轉(zhuǎn)到電流滯后相。如果改變繞組中電流的相序，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)向。第43頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢的條件：一是三相或多相對稱繞組；二是三相或多相對稱電流。兩個(gè)條件有一個(gè)不滿足，即產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。三相對稱繞組通入三相對稱電流，產(chǎn)生的基波合成磁動勢是一個(gè)幅值恒定不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，它有以下主要性質(zhì)：(1)幅值是單相脈動磁動勢最大幅值的3/2倍。(2)轉(zhuǎn)向由電流相序決定,從載有超前電流相轉(zhuǎn)到載有滯后電流相。(3)轉(zhuǎn)速決定于電流的頻率和電機(jī)的磁極對數(shù)(4)當(dāng)某相電流達(dá)最大值時(shí),旋轉(zhuǎn)磁動勢的波幅位置剛好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線位置上。第44頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的空載運(yùn)行第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行第三節(jié)感應(yīng)電動機(jī)的功率和電磁轉(zhuǎn)矩第四節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的工作特性

三相異步電機(jī)主要用作電動機(jī)，拖動各種生產(chǎn)機(jī)械。結(jié)構(gòu)簡單、制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，成本低，效率高，得以廣泛應(yīng)用。但是，功率因數(shù)低、起動和調(diào)速性能差。第五章三相感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行原理第45頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的空載運(yùn)行第46頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、空載電流和空載磁動勢異步電動機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的定子電流稱為空載電流。第47頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、空載時(shí)的定子電壓平衡關(guān)系與變壓器一樣，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出空載時(shí)定子每相電壓方程式：同樣也有：根據(jù)上兩式，可以作出空載時(shí)等效電路。第48頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

盡管異步電動機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器相似，但它們之間還是有差別的：1）主磁場性質(zhì)不同：異步電動機(jī)為旋轉(zhuǎn)磁場，變壓器為脈動磁場。4）由于存在氣隙,異步電動機(jī)漏抗較變壓器的大。5)異步電動機(jī)通常采用短距和分布繞組,計(jì)算時(shí)需考慮繞組系數(shù),變壓器則為整距集中繞組,可認(rèn)為繞組系數(shù)為1。第49頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行第50頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)將以低于同步轉(zhuǎn)速n1的速度n旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向仍與n1的方向相同，因此，氣隙磁場與轉(zhuǎn)子的相對速度為△n=n1-n=sn1,△n也就是氣隙磁場切割轉(zhuǎn)子繞組的速度，于是在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電勢，產(chǎn)生電流，其頻率為負(fù)載運(yùn)行時(shí)，除了定子電流產(chǎn)生一個(gè)磁動勢外，轉(zhuǎn)子電流也產(chǎn)生一個(gè)磁動勢，總的磁動勢由它們合成，因此必須對轉(zhuǎn)子磁動勢要有所了解。（一）轉(zhuǎn)子磁動勢的分析無論是籠型電機(jī)還是繞線型轉(zhuǎn)子電機(jī)，其轉(zhuǎn)子繞組都是一個(gè)對稱的多相系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子中的電流也一定是一個(gè)對稱的多相電流。第51頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子繞組流過三相或多相對稱電流時(shí)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。1)幅值2)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子電流相序與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢方向相同,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的方向與轉(zhuǎn)子電流相序一致.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對定子的速度為

可見,無論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速怎樣變化,定、轉(zhuǎn)子磁動勢總是以同速、同向在空間旋轉(zhuǎn)，兩者在空間上總是保持相對靜止。（二）電動勢平衡方程式根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出定、轉(zhuǎn)子側(cè)電動勢平衡方程：第52頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月其中：（三）磁動勢平衡方程式由于定轉(zhuǎn)子磁動勢相對靜止，因此可以合并成一個(gè)磁動勢FM。即：F1+F2=FMFM也稱為勵磁磁動勢，它產(chǎn)生氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場。對上述公式其物理意義如下：在平衡方程式中，表現(xiàn)出：在轉(zhuǎn)子繞組中通過電流產(chǎn)生磁動勢F2的同時(shí)，定子繞組中必然要增加一個(gè)分量，使這一分量產(chǎn)生磁動勢-F2抵消轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁動勢F2，從而保持總磁動勢FM不變，顯然FM等于空載時(shí)的定子磁動勢F0。第53頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、相量圖

按照基本方程可以作出異步電動機(jī)的相量圖。第54頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、感應(yīng)電機(jī)的等效電路（一）用靜止的轉(zhuǎn)子代替轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子—頻率折算

頻率折算就是用一個(gè)等效的轉(zhuǎn)子電路代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng),而等效的轉(zhuǎn)子回路應(yīng)與定子電路有相同的頻率。因?yàn)楦袘?yīng)電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子的電動勢、電流的頻率不相等，所以它們之間不能直接進(jìn)行運(yùn)算。

在折算的過程中，電機(jī)的電磁效應(yīng)不變，因而有兩個(gè)條件：一個(gè)是保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變；二是轉(zhuǎn)子回路的功率不變。轉(zhuǎn)子回路電流第55頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月上述公式說明，進(jìn)行頻率折算后，只要用代替Rr,就可以保持轉(zhuǎn)子電流的大小不變。而轉(zhuǎn)子電流滯后電動勢的角度為：說明頻率折算后，轉(zhuǎn)子對定子的影響不變。1-ss由此可見,頻率折算是用一個(gè)靜止的電阻為Rr的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為Rr的實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,等效轉(zhuǎn)子將于實(shí)際轉(zhuǎn)子具有相同的轉(zhuǎn)子磁動勢。用靜止的轉(zhuǎn)子等效轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子時(shí)，轉(zhuǎn)子上的動能就用消耗在電阻Rr上的電能來表示了。1-ss第56頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸上有機(jī)械損耗和機(jī)械功率輸出。頻率折算后，轉(zhuǎn)子靜止，沒有機(jī)械損耗和機(jī)械功率輸出，但電路中多了一個(gè)附加電阻。根據(jù)能量守恒關(guān)系，該電阻消耗的功率等效機(jī)械損耗和機(jī)械功率之和——總的機(jī)械功率。（二）繞組的折算1、電流的折算根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢不變，得：第57頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電壓的折算根據(jù)折算前后主磁通不變3、阻抗的的折算a)電阻的折算根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子銅耗不變即b)電抗的折算根據(jù)折算前后電路的功率因數(shù)角不變即c)阻抗的折算——電壓變比第58頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）感應(yīng)電動機(jī)的等效電路經(jīng)過繞組折算后，感應(yīng)電機(jī)的基本方程可寫為：1、基本方程式第59頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2、等效電路由基本方程可以作出等效電路:T型等效電路簡化等效電路第60頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月從等效電路分析可知:3)三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)永遠(yuǎn)滯后；4)附加電阻不能用電感或電容來代替；5)在等效電路中負(fù)載的變化是用轉(zhuǎn)差率s來體現(xiàn)的。第61頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）感應(yīng)電機(jī)的向量圖第62頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)感應(yīng)電動機(jī)的功率和電磁轉(zhuǎn)矩第63頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、功率轉(zhuǎn)換過程和功率平衡方程式異步電動機(jī)的功率和損耗有：輸入功率定子鐵損電磁功率定子銅損轉(zhuǎn)子銅損輸出功率

P2=PΩ-（pΩ+ps）機(jī)械功率

PΩ=Pem-pcu2第64頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月功率平衡方程式P1=Pem+pcu1+pFePem=P+pcu2P=P2+p+Ps兩個(gè)重要關(guān)系式pcu2=sPemPΩ=（1-s）Pem

可見，從氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率分為兩部分，一小部分變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅損耗，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榭倷C(jī)械功率。轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子銅損耗就越多，電機(jī)效率越低。因此正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率均很小。第65頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式3）由電機(jī)所拖動的負(fù)載的反作用轉(zhuǎn)矩T2。以上公式也可以表示為：當(dāng)電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，作用在電動機(jī)轉(zhuǎn)子上有三個(gè)轉(zhuǎn)矩。1）使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem。2）由電機(jī)的機(jī)械損耗和附加損耗引起的空載制動轉(zhuǎn)矩T0。顯然：Tem

=T0+T2電磁轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)子方面看，它等于總機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以同步機(jī)械角速度。第66頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電磁轉(zhuǎn)矩公式（一）電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式稱為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，對制造好的電機(jī)為一定值。第67頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式假定:U1E2可得：第68頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的工作特性第69頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月異步電動機(jī)的工作特性:指時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩Tem、效率η等與輸出功率P2的關(guān)系曲線。

三相異步電動機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n接近于同步轉(zhuǎn)速n1。隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速n要略微降低，這時(shí)轉(zhuǎn)子電動勢增大，轉(zhuǎn)子電流增大,以產(chǎn)生大的電磁轉(zhuǎn)矩來平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩。因此，隨著P2的增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n下降，轉(zhuǎn)差率s增大。一、轉(zhuǎn)速特性第70頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月空載時(shí),轉(zhuǎn)子電流基本上為零,此時(shí)的定子電流就是勵磁電流I0,隨著負(fù)載的增加,轉(zhuǎn)速降低,轉(zhuǎn)子電流增大,定子電流也增大。二、定子電流特性第71頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月已知三相異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)必須從電網(wǎng)中吸收滯后的無功功率來建立磁場,所以它的功率因數(shù)永遠(yuǎn)小于1.空載時(shí),定子側(cè)的功率因數(shù)很低,僅為：0.1~0.2,接近額定負(fù)載時(shí),定子電流中的有功電流增加,使功率因數(shù)提高,接近負(fù)載時(shí),功率因數(shù)接近于1。但是如果進(jìn)一步增大負(fù)載,由于轉(zhuǎn)差率的增大,使功率因數(shù)角增大,則功率因數(shù)減小。三、功率因數(shù)特性第72頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程為輸出功率，所以，當(dāng)電動機(jī)空載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩。隨著負(fù)載增加，增大，由于機(jī)械角速度Ω變化不大，電磁轉(zhuǎn)矩T的變化近似地認(rèn)為一條直線。四、轉(zhuǎn)矩特性第73頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月五、效率特性:空載時(shí)，=0，=0，隨著輸出功率的增加，效率也在增加。在正常運(yùn)行范圍內(nèi)因主磁通變化很小，所以鐵損耗變化不大，機(jī)械損耗變化也很小，合起來叫不變損耗。定、轉(zhuǎn)子銅損耗與電流平方成正比，變化很大，叫可變損耗。當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，電動機(jī)的效率達(dá)最大。對中、小型異步電動機(jī)，大約時(shí)，效率最高。如果負(fù)載繼續(xù)增大，效率反而要降低。一般來說，電動機(jī)的容量越大，效率越高。此點(diǎn)對應(yīng)的條件是：不變損耗等于可變損耗。第74頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的機(jī)械特性第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的起動第三節(jié)感應(yīng)電動機(jī)的電磁制動第四節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的調(diào)速

本章首先討論三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性，然后以機(jī)械特性為理論基礎(chǔ)，分析研究三相異步電動機(jī)的起動、制動和調(diào)速等問題。第六章三相感應(yīng)電動機(jī)的電力拖動第75頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的機(jī)械特性第76頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三相感應(yīng)電動機(jī)的機(jī)械特性是指在一定的條件下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩Tem之間的關(guān)系,n=f(Tem)。一、固有機(jī)械特性的分析0S=1S=0HPTemP`TMTstTNSmnsAn1感應(yīng)電動機(jī)的固有機(jī)械特性曲線如右圖：1)H-P部分（轉(zhuǎn)矩由0～Tem，轉(zhuǎn)差率由0～Sm）。這一部分為電機(jī)的穩(wěn)定工作部分，特性曲線為一條直線。三相感應(yīng)電動機(jī)的固有機(jī)械特性是指感應(yīng)電動機(jī)工作在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線方式接線，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時(shí)，n與Tem的關(guān)系。第77頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月0S=1S=0HPTemP`TMTstTNSmnsAn12）P—A部分（轉(zhuǎn)矩由T～Tst，轉(zhuǎn)差率由Sm～1）。在這部分隨著轉(zhuǎn)矩的減小，轉(zhuǎn)速也減小，特性為一曲線。稱為電機(jī)的非工作部分。有幾個(gè)特殊點(diǎn)需要分析一下。（一）理想空載點(diǎn)H此時(shí)n=n1,s=0,電磁轉(zhuǎn)矩Tem=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，定子電流I1=I0。（二）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)P此時(shí)s=sm,Tem=Tm。第78頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月在特性曲線上有兩個(gè)最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，可令求得:

最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力:2、越大，越大；與無關(guān)。1、與成正比；與無關(guān)。3、和都近似與漏抗成反比一般電機(jī)的λ為:1.6～2.2，它反映了電機(jī)短時(shí)過載的極限。第79頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）起動點(diǎn)A0S=1S=0HPTemTMTstTNSmnsAn1P`此時(shí)，n=0,s=1,電磁轉(zhuǎn)矩Tm=Tst。公式為：結(jié)論：當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)1、起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；2、頻率越高，起動轉(zhuǎn)矩越小；漏抗越大，起動轉(zhuǎn)矩越?。?、繞線式電動機(jī)，轉(zhuǎn)子回路電阻越大，起動轉(zhuǎn)矩先增后減。4、起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)第80頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。（一）降低定子電壓時(shí)的人為機(jī)械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm

下降后,和均下降,但不變,和減少。

如果電機(jī)在定額負(fù)載下運(yùn)行,下降后,下降,增大,轉(zhuǎn)子電流因增大而增大,導(dǎo)致電機(jī)過載。長期欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減少使用壽命。第81頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）轉(zhuǎn)子回路中串接對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性串電阻后,、不變，增大。在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加。當(dāng)時(shí)，若再增加電阻，減小。串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。

除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對數(shù)等人為機(jī)械特性。10TstTmTems

n0n1smR2TstsmR2+Rs由以下公式可知：第82頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：將Tm和sm代入即可得到機(jī)械特性方程式。利用電磁轉(zhuǎn)矩除以最大電磁轉(zhuǎn)矩可得電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式：第83頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)三相感應(yīng)電動機(jī)的起動第84頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

起動指電動機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程.對電動機(jī)的起動性能要求二：起動電流小,起動轉(zhuǎn)矩不大。1.起動電流大的原因

起動時(shí),,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢大,使轉(zhuǎn)子電流大,根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系,定子電流必然增大.2.起動轉(zhuǎn)矩不大的原因從下述公式分析

起動時(shí),,遠(yuǎn)大于運(yùn)行時(shí)的,轉(zhuǎn)子漏抗很大,很低,盡管很大,但并不大.

由于起動電流大,定子漏阻抗壓降大,使定子感應(yīng)電動勢減小,對應(yīng)的氣隙磁通減小.由上述兩個(gè)原因使得起動轉(zhuǎn)矩不大.第85頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、三相籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)的起動（一）直接起動可以直接起動的條件：起動電流倍數(shù)直接起動也叫全壓起動，啟動時(shí)，電機(jī)定子繞組承受額定電壓。這種起動方法最簡單，也不需要復(fù)雜的起動設(shè)備，但起動電流大一般可達(dá)到額定電流的4~7倍，對電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行不利。一般只允許在小功率電機(jī)中（PN<7.5KW）使用。（二）降壓起動1、電阻降壓或電抗降壓起動降壓起動的目的是限制起動電流，通過起動設(shè)備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，再使定子繞組承受額定電壓，使電動機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定工作。第86頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月若起動電壓降為原先的，起動電流減為原先的起動轉(zhuǎn)矩為全壓時(shí)的。這種起動方法能耗較多，已被其他方法取代。第87頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2、自耦補(bǔ)償起動自耦補(bǔ)償起動利用自耦變壓器來降低定子電壓以實(shí)現(xiàn)減小啟動電流的目的。自耦補(bǔ)償起動適用于中小容量電機(jī)。若起動電壓降為原先的，起動電流減為原先的起動轉(zhuǎn)矩為全壓時(shí)的。第88頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3、Y—起動若起動電壓降為原先的，起動電流減為原先的起動轉(zhuǎn)矩為全壓時(shí)的。這種起動操作方便，設(shè)備簡單，應(yīng)用廣泛。適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接線的電動機(jī)。起動時(shí)Y接；運(yùn)行時(shí)△接。第89頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）深槽式及雙籠型電動機(jī)從籠型電機(jī)來看，采用直接起動，電流太大；采用降壓起動雖然可以減小起動電流，但起動轉(zhuǎn)矩相應(yīng)減小。為了解決這一矛盾，人們從籠型電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽形著手，利用集膚效應(yīng)來達(dá)到啟動時(shí)轉(zhuǎn)子電阻較大，正常運(yùn)行時(shí)電阻自動變小的要求。1、深槽式感應(yīng)電動機(jī)深槽式電機(jī)轉(zhuǎn)子槽形深而窄，當(dāng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中有電流通過時(shí)，磁通如圖：第90頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月可見，槽底的漏磁通要比槽口的多，越靠近槽口的比槽底的小，對電流來說，槽底電流小而槽口的大。這種效應(yīng)成為集膚效應(yīng)，也叫擠流效應(yīng)。當(dāng)起動完畢，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子電流頻率很低，轉(zhuǎn)子漏電抗很小，集膚效應(yīng)基本消失，導(dǎo)條內(nèi)電流分布均勻，電阻自動變小。第91頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2、雙籠型感應(yīng)電機(jī)雙籠型感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有兩套籠，如圖：1是上籠為起動籠，2是下籠，運(yùn)行籠。第92頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、三相繞線型感應(yīng)電動機(jī)的起動（一）轉(zhuǎn)子回路串電阻起動

在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?既能限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。

為了有較大的起動轉(zhuǎn)矩、使起動過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動電阻。第93頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

電動機(jī)由a點(diǎn)開始起動，經(jīng)b→c→d→e→f→g→h，完成起動過程。起動過程第94頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。

起動時(shí)，S2斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機(jī)通電開始起動。起動時(shí),,頻敏變阻器鐵損大,反映鐵損耗的等效電阻大,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串入一個(gè)較大電阻。隨著上升,減小,鐵損減少,等效電阻減小,相當(dāng)于逐漸切除,起動結(jié)束,S2閉合，切除頻敏變阻器，轉(zhuǎn)子電路直接短路。

第95頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)感應(yīng)電動機(jī)的電磁制動第96頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、能耗制動實(shí)現(xiàn)：制動時(shí)，S1斷開,電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時(shí)S2閉合,在定子繞組中通入直流勵磁電流。

直流勵磁電流產(chǎn)生一個(gè)恒定的磁場，因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割恒定磁場，導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢和電流。感應(yīng)電流與磁場作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，感應(yīng)電動勢和電流為零，制動過程結(jié)束。

制動過程中，轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑谵D(zhuǎn)子回路電阻上——能耗制動。第97頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月nTemA0n1C1B23

對籠型異步電動機(jī),可以增大直流勵磁電流來增大初始制動轉(zhuǎn)矩。

對繞線型異步電動機(jī),可以增大轉(zhuǎn)子回路電阻來增大初始制動轉(zhuǎn)矩。制動電阻大?。浩渲校€1、2是轉(zhuǎn)子電阻相同，曲線2的直流勵磁大于曲線1。曲線1、3是直流勵磁相同，曲線3的轉(zhuǎn)子電阻大于曲線1。第98頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、反接制動反接制動過程:處于正向電動運(yùn)行的三相繞線式異步電動機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，電動機(jī)便進(jìn)入了反接制動過程。反接制動過程中，電動機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序。如右圖所示:（一）定子兩相反接制動第99頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月由曲線我們注意到反接制動結(jié)束后一定要立即切斷電源，否則電機(jī)會反向起動。繞線式電動機(jī)在定子兩反接同時(shí),可在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)制動電阻來限制制動電流和增大制動轉(zhuǎn)矩

,如曲線3所示。反接制動時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速n1變?yōu)?n1。＞1特點(diǎn)：其機(jī)械特性曲線為：第100頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動條件:適用于繞線式異步電動機(jī)帶位能性負(fù)載情況。實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻RB。電機(jī)工作點(diǎn)由A→B→C，n=0，制動過程開始，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，直到電動機(jī)穩(wěn)定工作在D點(diǎn)。在第四象限才是制動狀態(tài)。由于電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，n<0，所以s>1。此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動工作狀態(tài)時(shí)相同，而轉(zhuǎn)向與電動工作狀態(tài)時(shí)相反，電動機(jī)處于制動工作狀態(tài)。第101頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月所以有：機(jī)械功率為電磁功率為機(jī)械功率為負(fù)，說明電機(jī)從軸上輸入機(jī)械功率；電磁功率為正說明電機(jī)從電源輸入電功率，并由定子向轉(zhuǎn)子傳遞功率。而表明，軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成電功率后，連同定子傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一起消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上，所反接制動的能量損耗較大。第102頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月三、回饋制動若感應(yīng)電動機(jī)在電動機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，由于某種原因，在轉(zhuǎn)向不變的情況下，使轉(zhuǎn)速n大于n1，電動機(jī)便處于回饋制動狀態(tài)。從向量圖上可看出，定子電壓與定子電流的相位差大于900，此時(shí)的輸入功率為負(fù)值，電機(jī)向外發(fā)電，好似一臺發(fā)電機(jī)。因此，回饋制動也稱為：再生發(fā)電制動。第103頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械特性：此制動過程中，轉(zhuǎn)子電路串入電阻越大，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速就越高，所以回饋制動時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中不宜串入過大的電阻。Tnn1AAˊ回饋制動時(shí)的電動機(jī)的機(jī)械特性是電動工作狀態(tài)的機(jī)械特性在第二象限的延長部分。其中虛線表示繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻后回饋制動的機(jī)械特性。第104頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)感應(yīng)電動機(jī)的調(diào)速第105頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月由異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，異步電動機(jī)有下列三種基本調(diào)速方法：（1）改變定子極對數(shù)調(diào)速。（2）改變電源頻率調(diào)速。（3）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。稱為變極調(diào)速稱為變頻調(diào)速轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和串極調(diào)速第106頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月一、變極調(diào)速以4極變2極為例：U相兩個(gè)線圈，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生4極磁場：反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場：要改變電機(jī)的極數(shù)，當(dāng)然可以在定子槽內(nèi)嵌放兩套不同極數(shù)的定子三相繞組，從制造的角度看，這種方法很不經(jīng)濟(jì)。通常是利用改變定子繞組的接法來改變極數(shù)，這種電動機(jī)就被稱為多速電動機(jī)。多速電動機(jī)均采用籠型轉(zhuǎn)子，因?yàn)檫@時(shí)轉(zhuǎn)子的極數(shù)能自動地與定子極數(shù)相適應(yīng)。第107頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月多速電機(jī)定子繞組的接線方式很多，其中有兩種常用。（1）?/YY聯(lián)結(jié)方式T6T1T5T3T4T2低速時(shí)T1、T2、T3輸入，T4、T5、T6開路高速時(shí)T4、T5、T6輸入，T1、T2、T3連在一起?-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，保持每一繞組電流為,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為第108頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

可見，?-YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率近似不變，而容許輸出轉(zhuǎn)矩近似減少一半，所以這種變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負(fù)載。?/YY變極調(diào)速方法對應(yīng)的機(jī)械特性曲線：第109頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）Y/YY聯(lián)結(jié)方式T1T2T3T4T5T6低速時(shí)T1、T2、T3輸入，T4、T5、T6開路高速時(shí)T4、T5、T6輸入，T1、T2、T3連在一起T6T1T5T3T4T2Y-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，保持每一繞組電流為,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為第110頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月

可見，Y-YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。Y/YY變極調(diào)速方法對應(yīng)的機(jī)械特性曲線：

變極調(diào)速時(shí),轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化的,調(diào)速的平滑性較差,但具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性好,可用于恒功率和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。第111頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月二、變頻調(diào)速變頻調(diào)速是改變電源頻率從而使電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速的目的。（一）電壓隨頻率調(diào)節(jié)的規(guī)律當(dāng)