1、 10.1 三相異步電動機機械特性的三種表達式三相異步電動機機械特性的三種表達式 10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性 10.3 三相異步電動機的各種運轉狀態三相異步電動機的各種運轉狀態 10.4 根據異步電動機的技術數據計算其參數根據異步電動機的技術數據計算其參數10.5 繞線式異步電動機調速與制動電阻計算繞線式異步電動機調速與制動電阻計算10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁 物理表達式物理表達式表明：表明：三相異步電動機的電磁轉矩是由主磁通三相異步電動機的電磁轉矩是由主磁通m m與轉與轉子電流的有功分量子電

2、流的有功分量I2 cos 2相互作用產生的。相互作用產生的。形式上，與直流電動機轉矩表達式形式上，與直流電動機轉矩表達式T=CTF FIa相似；相似；稱物理表達式，用于物理上分析異步電動機在各種運轉稱物理表達式，用于物理上分析異步電動機在各種運轉狀態下，轉矩狀態下，轉矩T與磁通與磁通F Fm及轉子電流有功分量之間的關及轉子電流有功分量之間的關系較方便。系較方便。221cosFICTmT21111WTkNpmC 轉矩系數轉矩系數10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁由異步電動機的近似等效電路得由異步電動機的近似等效電路得2212122/XXRsRUIFsR

3、ImTS2221221221221/XXsRRsRUmTSF1IFU1X1R2R2X2I21Rss說明：電磁轉矩與電源參數（說明：電磁轉矩與電源參數（、f1）、結構）、結構參數（參數（R、X、m1、p）和運行參數（）和運行參數（s）有關。）有關。2 電磁轉矩的參數表達式電磁轉矩的參數表達式 10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁221221221/XXsRRsRUmTSFSSnnns/ )()(Tfn 602SSnnSTnOmaxTmss10stT10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁臨界轉差率：臨界轉差率：221

4、212XXRRsm最大轉矩：最大轉矩： 將將sm代入代入T = f（s）得：）得：F22121121max2XXRRUmTS0d/dsT通常通常211XXR212XXRsm)(22121maxXXUmTSF10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁212XXRsm)(22121maxXXUmTSF小結小結1)當電動機參數及電源頻率不變時，當電動機參數及電源頻率不變時，Tmax與與U2成正比，成正比，sm保持不變，與保持不變，與U無關；無關；2)當電源頻率及電壓不變時，當電源頻率及電壓不變時， sm與與Tmax近似與近似與X1X2成成反比；頻率越高，最大電磁轉

5、矩和臨界轉差率越小；反比；頻率越高，最大電磁轉矩和臨界轉差率越小；3) Tmax與與R2無關，無關，sm則與則與R2成正比。成正比。10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁過載倍數過載倍數 Tmax 是電動機可能產生的最大轉矩。是電動機可能產生的最大轉矩。如果如果TzTmax，電動機將停轉，為保證電動機不會因短，電動機將停轉，為保證電動機不會因短時過載而停轉，電動機必須有一定的過載倍數時過載而停轉，電動機必須有一定的過載倍數KTNmax/TTKT一般電動機的一般電動機的KT1.83.0，起重設備的電動機的，起重設備的電動機的KT可可達達3.5；10.1 三

6、相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁起動轉矩起動轉矩除除Tmax外異步電動機還有一個重要的參數，即起動轉矩。外異步電動機還有一個重要的參數，即起動轉矩。起動時，起動時，s=1（n=0）代入）代入T = f（s），得），得221221221stXXRRRUmTSF結論：當其它參數一定時結論：當其它參數一定時(1) (1) 起動轉矩與電源電壓平方成正比；起動轉矩與電源電壓平方成正比；(2)(2)頻率越高，起動轉矩越小；漏抗越大，起動轉矩越小；頻率越高，起動轉矩越小；漏抗越大，起動轉矩越小；(3)(3)繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。繞線式電動機，轉子

7、回路電阻越大，起動轉矩先增后減。ststNTKT (4)(4)起動轉矩倍數起動轉矩倍數10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁對鼠籠式異步電動機，則不可通過轉子回路串電阻來對鼠籠式異步電動機，則不可通過轉子回路串電阻來增加電動機的增加電動機的TST；l當當TSTTz時，電動機才能起動，在額定負載下，只有時，電動機才能起動，在額定負載下，只有KST1的籠型異步電動機才能額定負載起動。的籠型異步電動機才能額定負載起動。 三相異步電動機的機械特性曲線可分為兩個區域：三相異步電動機的機械特性曲線可分為兩個區域： (1)穩定運行區域；穩定運行區域； (2)不穩定運行

8、區域。不穩定運行區域。10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁穩定運行區域：穩定運行區域： 在此區域內，在此區域內， ， 。此時，。此時，機械特性向下傾斜，無論是對于恒轉矩負載還是對于風機、機械特性向下傾斜，無論是對于恒轉矩負載還是對于風機、泵類負載，電力拖動系統可以穩定運行；泵類負載，電力拖動系統可以穩定運行；mss 0SmSnnsn)1 (不穩定運行區域：不穩定運行區域： 在此區域內，在此區域內， ， 。對于恒。對于恒轉矩負載，系統將無法穩定運行；而對于風機、泵類負載，轉矩負載，系統將無法穩定運行；而對于風機、泵類負載，盡管系統可以穩定運行，但由于轉速

9、太低，轉差率較大，盡管系統可以穩定運行，但由于轉速太低，轉差率較大，轉子銅耗較大，三相異步電動機將無法長期運行。轉子銅耗較大，三相異步電動機將無法長期運行。1 ssm)1 (0mSsnnnSTnOmaxTmss10stT穩定運行區域：穩定運行區域：不穩定運行區域：不穩定運行區域：10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性返回目錄頁返回目錄頁ssssTTmm/2maxNmmNssssTT/2maxNNmaxTKTT)1(2NTTmKKss 由于由于 sN sm，上式取號。，上式取號。 3 電磁轉矩的實用表達式電磁轉矩的實用表達式 T = +2Tmax sms ssm由由 = 1

10、s sm TmaxT( )2TmaxT10.1 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性解方程，可得各種運行情況下解方程，可得各種運行情況下的轉差率與臨界轉差率的關系的轉差率與臨界轉差率的關系 根據根據 s 和和 sm 的相對大小，取的相對大小，取“”或取或取“”。 返回目錄頁返回目錄頁額定負載時，額定負載時，s一般很小，有一般很小，有s/sm TZ。 Ist線路允許值。線路允許值。 起動轉矩倍數起動轉矩倍數 Kst = TstTN 起動電流倍數起動電流倍數 KI = IstIN返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性 Y 系列

11、三相異步電動機系列三相異步電動機Kst = 1.6 2.2，KI = 5.5 7.0 臨界轉速臨界轉速 (3) 臨界狀態（臨界狀態（M 點）點）nSnTOM 對應對應 s = sm，T = T max的狀態。的狀態。nmTmax 臨界狀態明了電動機的臨界狀態明了電動機的 短時過載能力。短時過載能力。 過載倍數過載倍數KT =TmaxTN Y 系列三相異步電動機系列三相異步電動機 KT = 2 2.2 臨界轉差率臨界轉差率s sm sm = sN (KT KT21 ) 【例例 10.2 】 一臺一臺Y225M2 型三相異步電型三相異步電動機，若動機，若 TZ = 200 Nm，試問能否帶此負載：

12、，試問能否帶此負載：(1) 長期長期運行；運行；(2) 短時短時運行；運行；(3) 直接起動（設直接起動（設 Ist 在允許范圍內）在允許范圍內）。解：解： 查電工手冊得知該電機的查電工手冊得知該電機的 PN = 45 kW，nN = 2 970 r/min，KT = 2.2， Kst = 2.0。 (1) 電動機的額定轉矩電動機的額定轉矩 602 TN =PNnN6023.14 = = 145 Nm451032 970由于由于 TNTZ ，故不能帶此負載，故不能帶此負載長期長期運行。運行。返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性(2)

13、 電動機的最大轉矩電動機的最大轉矩 Tmax = KT TN = 2.2145 Nm = 319 Nm由于由于 TmaxTZ ，故可以帶此負載，故可以帶此負載短時短時運行。運行。 (3) 電動機的起動轉矩電動機的起動轉矩 Tst = Kst TN = 2.0145 Nm = 290 Nm由于由于 TstTZ ，且超過，且超過 1.1 倍倍 TZ ，故可以帶此負，故可以帶此負載載直接起動直接起動。返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性2.

14、三相異步電動機的人為機械特性三相異步電動機的人為機械特性人為地改變電動機的任一個參數（如人為地改變電動機的任一個參數（如U、f1、p、定子回路電阻或電抗、轉子回路電阻或電抗）定子回路電阻或電抗、轉子回路電阻或電抗）的的機械特性稱為人為機械特性。機械特性稱為人為機械特性。 降低定子端電壓的人為特性；降低定子端電壓的人為特性； 改變轉子回路的電阻的人為特性；改變轉子回路的電阻的人為特性； 改變定、轉子回路電抗的人為特性；改變定、轉子回路電抗的人為特性； 改變極數后的人為特性；改變極數后的人為特性； 改變輸入頻率的人為特性；改變輸入頻率的人為特性；返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與

15、人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性(1) 降低定子電壓時的人為特性降低定子電壓時的人為特性212XXRsm)(22121maxXXUmTSF221221221XXRRRUmTSstFpfnS160TmaxU2；TstU2；nS和和sm與電壓無關。與電壓無關。返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性sU1U1U10snsm10nSsU1TTZTm1 R2S sT = I22 降低降低 U1 轉速穩定后轉速穩定后 T = TZ s s nn I2I2 1 1s1sI22 =I221sNI2N2 =1sI22如電動機原在額定狀如電

16、動機原在額定狀態下運行，降壓后：態下運行，降壓后：I2 I2N 返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性(2) 轉子回路串對稱電阻時的人為特性轉子回路串對稱電阻時的人為特性212XXRsm)(22121maxXXUmTSF221221221XXRRRUmTSstFpfnS160返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性 根據根據 sm = R2 / (X1+X2) ，Tmax與與 R2 無關。無關。R2 R2R2 X1+X2R2 X1+X2R2 =X1+X2Tmaxsm1sm=1s

17、m1R2R2R2 TsO0n0R2 R2 R2 當當 R2 X1+X2 時，時，sm1， R2 Tst 。 當當 R2 = X1+X2 時，時， sm = 1，Tst = Tmax。 當當 R2 X1+X2 時，時， sm1，R2 Tst 。 返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性分析分析 當轉子電阻當轉子電阻R2 增大時，同步轉速增大時，同步轉速nS和臨界轉和臨界轉矩矩Tmax不變，但臨界轉差率不變，但臨界轉差率sm變大，起動轉矩變大，起動轉矩Tst隨隨轉子電阻轉子電阻R2 增大而增大，直至增大而增大，直至Tst=Tmax 。 當轉

18、子電阻當轉子電阻R2 再增大時，起動轉矩再增大時，起動轉矩Tst反而減反而減小。轉子串入對稱三相電阻的方法應用于繞線式異小。轉子串入對稱三相電阻的方法應用于繞線式異步電動機的起動和調速。步電動機的起動和調速。返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性（3）定子回路串聯對稱電抗）定子回路串聯對稱電抗時的人為機械特性時的人為機械特性pfnS160 由上面公式可知，由上面公式可知，X1增大時，增大時，nS不變，不變，Tmax 、sm、Tst隨隨X1的增大而減小。的增大而減小。221212XXRRsmF22121121max2XXRRUmTS22

19、1221221XXRRRUmTSstF返回目錄頁返回目錄頁10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性nSnTOXst=0Xstsmsm 定子回路串聯對稱電抗用于籠型異步電動機降壓起動，定子回路串聯對稱電抗用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流以限制電動機啟動電流。10.2 三相異步電動機的固有與人為機械特性三相異步電動機的固有與人為機械特性定子回路串聯對稱電阻，定子回路串聯對稱電阻，R1增大時，增大時，nS不變，不變，Tmax 、sm、Tst隨隨R1的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。l定子回路串聯對稱電

20、阻亦可用于籠型異步電動機降壓起動，以定子回路串聯對稱電阻亦可用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流限制電動機啟動電流。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁10.3 三相異步電動機各種運轉狀態三相異步電動機各種運轉狀態1. 電動運轉狀態電動運轉狀態nSnTMTnMTnO正向電動反向電動三相異步電動機有兩大運轉狀態：電動狀態與制動狀態。三相異步電動機有兩大運轉狀態：電動狀態與制動狀態。特點：特點： 1）電動機轉矩方向與轉速方）電動機轉矩方向與轉速方向相同。向相同。 2）機械特性在第一、三象限）機械特性在第一、三象限內。內。 3）電動機從

21、電網吸收電能，）電動機從電網吸收電能，轉化為機械能帶動負載。轉化為機械能帶動負載。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁2. 制動運轉狀態制動運轉狀態與直流電動機相同，異步電動機可工作于回饋制動，反與直流電動機相同，異步電動機可工作于回饋制動，反接制動及能耗制動三種制動狀態。其共同特點是電動機接制動及能耗制動三種制動狀態。其共同特點是電動機轉矩與轉速的方向相反，以實現制動。此時，電動機由轉矩與轉速的方向相反，以實現制動。此時，電動機由軸上吸收機械能，并轉換為電能。軸上吸收機械能，并轉換為電能。l 機械特性位于第二象限和第四象限。機械特性位于第二

22、象限和第四象限。與直流電動機相同，異步電動機可工作于回饋制動，反與直流電動機相同，異步電動機可工作于回饋制動，反接制動及能耗制動三種制動狀態。其共同特點是電動機接制動及能耗制動三種制動狀態。其共同特點是電動機轉矩與轉速的方向相反，以實現制動。此時，電動機由轉矩與轉速的方向相反，以實現制動。此時，電動機由軸上吸收機械能，并轉換為電能。軸上吸收機械能，并轉換為電能。nTMTMTnOn第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁1). 回饋制動回饋制動 實現：實現：電動機轉子在外力作用下，使電動機轉子在外力作用下，使| n | | nS |，s0。電機處于

23、發電機狀態。電機處于發電機狀態。(1) 正向回饋制動原理正向回饋制動原理 當異步電動機由于某種原因，使得當異步電動機由于某種原因，使得nnS時，轉差率時，轉差率s0,則轉子感應電動勢則轉子感應電動勢sE2反向。反向。轉子電流的有功分量為：轉子電流的有功分量為：222cosIIa2222222222222222/XsRsREXsRsRXsRE第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁轉子電流的無功分量為：轉子電流的無功分量為：222sinIIr2222222222222222/XsRXEXsRXXsRE上兩式說明：當上兩式說明：當snS，從電網吸收無

24、功功率建立磁場，向電網輸，從電網吸收無功功率建立磁場，向電網輸送有功功率，經濟。送有功功率，經濟。應用：應用： 電機拖動位能性負載電機拖動位能性負載(如繞線式異步機如繞線式異步機)下放重物。下放重物。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁 【例例 10.3】一臺三相繞線型異步電動機，已知一臺三相繞線型異步電動機，已知 PN = 20 kW，nN = 1420 r/min， U2N =187 V， I2N = 68.5 A，KT = 2.3，拖動拖動 TZ = 100 Nm 的位能性負載。的位能性負載。現欲采用回饋制動下放該重物，在轉子電路中串聯

25、現欲采用回饋制動下放該重物，在轉子電路中串聯電阻電阻 R = 0.0159 。試試求：求：(1) 切換后的瞬間（切換后的瞬間（B點）的制動轉矩；點）的制動轉矩； (2) 在在 D 點下放重物點下放重物時的轉速。時的轉速。解：欲采用回饋制動下放該重物，定子兩相應反接解：欲采用回饋制動下放該重物，定子兩相應反接。0533. 0150014201500SNSNnnns第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁0841. 05 .6831870533. 03222NNNIUsRN.m57.1341420102055. 955. 93NNNnPTN.m5 .

26、30957.1343 . 2maxNTTKT233. 0)13 . 23 . 2(0533. 0)1(22TTNmKKss時的轉速：在固有特性上工作，N.m100ZTT387.0011005 .309(1005 .309233. 01)(22maxmax）TTTTssm第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁min/1442)0387. 01 ()1 (rnsnS滿足題意要求的機械特性滿足題意要求的機械特性:BA AC0D12nSn-nSnAnDTBTZTsmB-TmaxTmaxsm第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行

27、狀態返回目錄頁返回目錄頁(1) nB = nA = 1442 r/min nS nB nSsB = 1 500 1 442 1 500= = 1.96 smB = sm R2R R2= 0.233 = 0.277 0.1 0.0841TB = +2TM smBsB sBsmB = =85.77 Nm+2309.5 0.277 1.96 1.960.277 第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁(2) 轉子串聯電阻轉子串聯電阻 R 時，時，Tmax 不變，不變，sm(R2R) nD = ( 1sD ) nS = ( 10.046 ) (1 500

28、) r/min = 1 569 r/min=0.277 1 =0.046 ( )2309.5100309.5100( )2sD =smB 1 TmaxTZTmaxTZ第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁2). 反接制動反接制動(1) 定子兩相反接的反接制動定子兩相反接的反接制動 迅速停車迅速停車3 M33 M3R制制動動前前的的電電路路制制動動時時的的電電路路 制動原理制動原理實現實現：將電動機電源兩相反接。：將電動機電源兩相反接。TZ制動前：正向電動狀態。制動前：正向電動狀態。 制動時：定子相序改變，制動時：定子相序改變， nS 變向。變向

29、。OnT1 nS2nS Bs = nS n nS= nSn nS即即：s 1 (第二象限第二象限)。同時同時：sE2、I2 反向，反向，T 反向。反向。ACA 點點 B 點點(T0，制動開始，制動開始)慣性慣性 n C 點點(n = 0，T 0)， 制動結束。制動結束。返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態MTZnTT0MTZTnT0取決于取決于 R 的大小。的大小。 制動效果制動效果AOnT1nSnS 制動時的功率制動時的功率 Pe = m1I22 R2R s0 pCu2 = m1(R2R ) I22 = PeP = Pe|P|0 P = (

30、1s ) Pe 三相電能三相電能 電磁功率電磁功率Pe轉子轉子機械功率機械功率Pm定子定子轉子轉子電阻電阻消耗消耗掉掉返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態 定子兩相反接的反接制動優點：定子兩相反接的反接制動優點： 制動效果強，制動速度快。制動效果強，制動速度快。 定子兩相反接的反接制動缺點：定子兩相反接的反接制動缺點：能量損耗大，制動準確度差。能量損耗大，制動準確度差。 制動過程分析制動過程分析 對于反抗性恒轉矩負載對于反抗性恒轉矩負載 當制動到當制動到n

31、=0時，即時，即C點，若點，若|T| |TZ| ，則電動機將反向啟，則電動機將反向啟動。最后穩定運行于動。最后穩定運行于D點，電動機工作于反向電動狀態。點，電動機工作于反向電動狀態。 返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態TZTZOnT1 nS2nS BACD 所以反接制動特別適合所以反接制動特別適合于要求頻繁正、反轉的生產于要求頻繁正、反轉的生產機械，以便迅速改變旋轉方機械，以便迅速改變旋轉方向，提高生產率。如果采用向，提高生產率。如果采用定子兩相反接制動只是為了定子兩相反接制動只是為了停車，那么當制動到停車，那么當制動到n=0前，前，必須切

32、斷電動機的電源，否必須切斷電動機的電源，否則會出現則會出現|T| |TZ|，使電動，使電動機反轉。機反轉。 MTZnTT0MTZTnT0MTZTnT0返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態對于恒轉矩位能性負載對于恒轉矩位能性負載 制動前：正向電動狀態。制動前：正向電動狀態。 制動時：定子相序改變，制動時：定子相序改變， nS 變向。變向。s = nS n nS= nSn nS即即：s 1 (第二象限第二象限)。同時同時：E2s、I2 反向，反向，T 反向。反向。A 點點 B 點點(T0，制動開始，制動開始)慣性慣性 n C 點點(n = 0，T

33、 0)， 制動結束。制動結束。TZ1 OnTnS2nS BACMTZnTMTZTnT0T0返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態到到 C 點時，在制動轉矩點時，在制動轉矩和負載轉矩的共同作用和負載轉矩的共同作用下，下，M 將反向起動、加將反向起動、加速，速，T與與n都為負，反向都為負，反向電動。電動。TZ1 OnTnS2nS BACFnF 到到n=nS時，雖然時，雖然T=0，但，但在負載轉矩的作用下，電在負載轉矩的作用下，電動機繼續反向加速，電磁動機繼續反向加速，電磁轉矩改變方向，為正，與轉矩改變方向，為正，與電動機旋轉方向相反，制電動機旋轉方

34、向相反，制動，直到動，直到F點，穩定運行點，穩定運行,因因|n|nS|，回饋制動。，回饋制動。MTZnTT0MTZTnT0E返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態特性總結特性總結 當電機拖動恒轉矩負載時，在電動機電磁轉矩和負當電機拖動恒轉矩負載時，在電動機電磁轉矩和負載轉矩的共同作用下，迫使電動機很快減速到載轉矩的共同作用下，迫使電動機很快減速到C點，點，n=0，制動結束。，制動結束。 BC段為電源反接制動的制動特性，要想停車，需在段為電源反接制動的制動特性，要想停車，需在n=0前拉閘，否則，若電機拖動反抗性負載，而且前拉閘，否則，若電機拖動反

35、抗性負載，而且C點點的電動機電磁轉矩的電動機電磁轉矩T大于負載轉矩，則反向起動到大于負載轉矩，則反向起動到D點點穩定運行。穩定運行。CD段為反向電動狀態特性。若電動機拖動段為反向電動狀態特性。若電動機拖動位能性負載，則要從反向電動狀態繼續加速到位能性負載，則要從反向電動狀態繼續加速到-n1 (E)點，點，再到反向回饋制動狀態的再到反向回饋制動狀態的F點穩定運行。點穩定運行。(2) 轉速反向的反接制動轉速反向的反接制動下放重物下放重物On T 1nSBCTZAD 實現方法與制動原理實現方法與制動原理帶位能性負載，帶位能性負載，定子相序不變，定子相序不變，繞線轉子電路串聯繞線轉子電路串聯適當大的適

36、當大的對對稱電阻稱電阻 R（對應機械特性的起（對應機械特性的起動轉矩小于負載轉矩）。動轉矩小于負載轉矩）。A 點點 B 點點(TBTZ)， 慣性慣性 n C 點點 ( n = 0，TCTZ ) 在在TZ 作用下作用下M 反向起動反向起動D 點點( nD0，TD = TZ ) 制動運制動運 行狀態行狀態 制動效果制動效果 改變改變 R 的大小，的大小，改變特性改變特性 2 的斜率，的斜率， 改變改變 nD 。返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態2MTZnTT0MTZnTT0 制動時的功率制動時的功率s =nSnnS第四象限第四象限：1 (n0)

37、Pe = m1I22R2R s 0 pCu2 = m1(R2R ) I22 = PeP = Pe|P|0 P = (1s ) Pe 定子輸入電功率定子輸入電功率 軸上輸入機械功率軸上輸入機械功率 （位能負載的位能）（位能負載的位能） 電功率與機械功率均電功率與機械功率均 消耗在轉子電路中。消耗在轉子電路中。返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態 特點和應用特點和應用特點：特點： s 1 ，運行過程中能量消耗多，改變轉，運行過程中能量消耗多，改變轉子串聯電阻，

38、可變速度。子串聯電阻，可變速度。應用：應用： 適用于位能性負載下放重物適用于位能性負載下放重物。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁 例例10.4 一臺繞線式異步電動機，一臺繞線式異步電動機，PN=60kW,nN=577r/min, I1N=133A，I2N=160A，E2N=253V，KT=2.9，N=89%，cosN=0.77，求：，求：（1）當電動機以轉速）當電動機以轉速300r/min提升提升TZ=0.8TN的重物時，的重物時，轉子回路應串入多大電阻？轉子回路應串入多大電阻？（2）當電動機以轉速）當電動機以轉速300r/min下放下放

39、TZ=0.8TN的重物時，的重物時，轉子回路應串入多大電阻？轉子回路應串入多大電阻？（3）當電動機以額定轉速穩定運行時，突然將定子電源）當電動機以額定轉速穩定運行時，突然將定子電源兩相反接，要求反接瞬間制動轉矩不超過兩相反接，要求反接瞬間制動轉矩不超過2TN，轉子回路，轉子回路應串入多大電阻？應串入多大電阻？（4）在（）在（3）的情況下，如負載轉矩）的情況下，如負載轉矩TZ=0.8TN，要求下放，要求下放速度為速度為660r/min，轉子電路應串入多大電阻？，轉子電路應串入多大電阻？請畫出對應以上各種情況的機械特性。請畫出對應以上各種情況的機械特性。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三

40、相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁mNnPTNNN.9935776095509550038. 0600577600SSNnnns035. 01603253038. 03222NNNIEsR)1(2TTNmKKss）1.929 . 2(038. 02140.207.00 或或（因小于（因小于sN，舍去），舍去）解：解：第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁5 . 06003006001SSnnns12maxmax11ZZmTTTTss18 . 09 . 28 . 09 . 25 . 02NNNNTTTT55. 307. 0或或（因小于（

41、因小于s1,舍去）舍去）（1）當電動機以轉速）當電動機以轉速300r/min提升提升TZ=0.8TN的重物時的重物時第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁在轉子回路串入的電阻為在轉子回路串入的電阻為55. 0035. 01214. 055. 31211RssRmm5 . 1600300(6002）SSnnns（2）當電動機以轉速）當電動機以轉速300r/min下放下放TZ=0.8TN的重物時的重物時12maxmax22ZZmTTTTss第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁18 . 09 . 2

42、8 . 09 . 25 . 12NNNNTTTT66.1021. 0或 (因小于因小于s2，舍去，舍去)。在轉子回路串入的電阻為在轉子回路串入的電阻為71. 1035. 01214. 066.101222RssRmm第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁 （3）在）在nN=577r/min時，突然將定子電源兩相反接時，突然將定子電源兩相反接96. 16005776003SSnnns當反接瞬間制動轉矩不超過當反接瞬間制動轉矩不超過2TN時時12maxmax33ZZmTTTTss129 . 229 . 296. 12NNNNTTTT9 . 478.

43、 0 和和第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁 77. 0035. 01214. 09 . 4123131RssRmm09. 0035. 01214. 078. 0123232RssRmm在轉子回路串入的電阻為在轉子回路串入的電阻為（4）以）以660r/min的速度，下放的速度，下放TZ=0.8TN的重物時的重物時1 . 0600)660(6004SSnnns第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁12maxmax44ZZmTTTTss 18 . 09 . 28 . 09 . 21 . 02NN

44、NNTTTT71. 0014.0 和 因小于因小于sm，舍去），舍去）在轉子回路串入的電阻為在轉子回路串入的電阻為081. 0035. 01214. 071. 01244RssRmm第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁 對應以上各種情況的機械特性對應以上各種情況的機械特性 （2）D（4）CEB-nSnOAT（1）nBnNnSnEnDTN-0.8TN0.8TN（3）（3）第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁M33S13). 能耗制動能耗制動(1) 制動原理制動原理 制動前制動前 S1 合上，合上，S2 斷開，斷開， M 為電動狀態。為電動狀態。 制動時制動時 S1 斷開，斷開，S2 合上。合上。 定子定子: U I1 轉子轉子: n E2 I2 M 為制動狀態。為制動狀態。nUS2 RI1FFT實現實現：電機定子：電機定子繞組繞組脫離交流電網脫離交流電網的同時，通入直流勵磁電流。的同時，通入直流勵磁電流。第第 10.3 三相異步電動機各種運行狀態三相異步電動機各種運行狀態返回目錄頁返回目錄頁OnT特點：特點： 因因T 與與 n 方向相反，方向相反，nT 曲線在第二、四象限。曲線在第二、四象限。 因因 n = 0 時，時， T = 0， nT 曲