1、 1 三相異步電動機的基本結構與工作原理三相異步電動機的基本結構與工作原理 2 三相異步電動機的等效電路及工作特性三相異步電動機的等效電路及工作特性 3 三相異步電動機的功率和轉矩三相異步電動機的功率和轉矩 交流電機交流電機電機分類及特點外殼外殼定子定子轉子轉子1） 異步電機基本結構異步電機基本結構1 三相異步電機的基本結構與工作原理三相異步電機的基本結構與工作原理a. 定子結構 定子由鐵心和繞組組成。鐵心由硅鋼片加工成一定的形狀，然后疊壓成為鐵心的。繞組按照一定的尺寸繞制而成，并按照一定的規律嵌放在鐵心槽中。1）異步電機基本結構）異步電機基本結構 定子定子定子鐵心的硅鋼片定子鐵心的硅鋼片b.

2、 轉子結構 轉子由鐵心和繞組組成。鐵心也是由硅鋼片加工成一定的形狀，然后疊壓成為鐵心的。繞組主要分鼠籠式和線繞式。(a) 直條形式 (b) 斜條形式1）異步電機基本結構）異步電機基本結構轉子鐵心、轉子繞組、轉軸、風扇等。轉子鐵心、轉子繞組、轉軸、風扇等。轉子鐵心沖片轉子鐵心沖片轉子：轉子：籠型繞組籠型繞組銅條籠銅條籠型轉子型轉子鑄鋁籠鑄鋁籠型轉子型轉子按定子繞組供電電源相數按定子繞組供電電源相數按轉子繞組的結構按轉子繞組的結構單相異步電動機單相異步電動機三相異步電動機三相異步電動機兩相異步電動機兩相異步電動機異步電機異步電機鼠籠式異步電動機鼠籠式異步電動機繞線式異步電動機繞線式異步電動機結構簡

3、單，堅固，成本低，結構簡單，堅固，成本低，運行性能不如繞線式運行性能不如繞線式通過外串電阻改善電機通過外串電阻改善電機的起動、調速等性能的起動、調速等性能 2）異步電動機主要用途與分類）異步電動機主要用途與分類 3）異步電動機定子繞組聯接方式）異步電動機定子繞組聯接方式 定子接線盒定子接線盒U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2U1 V1 W1W2 U2 V 2星星形形(Y)聯聯結結3 U1 V1 W1W2 U2 V 2三三角角形形()聯聯結結3 三相異步電動機三相異步電動機型型 號號 Y132S6功功 率率 3 kW 頻頻 率率 50Hz電電 壓壓 380 V 電電

4、 流流 7.2 A 聯聯 結結 Y轉轉 速速 960r/min 功率因數功率因數 0.76 絕緣等級絕緣等級 B3p = 6軸上輸出額軸上輸出額定機械功率定機械功率線電壓線電壓線電流線電流4）異步電動機銘牌數據）異步電動機銘牌數據電磁力定律：左手定則電磁感應定律：右手定則電磁力定律和電磁感應定律5）異步電機工作原理）異步電機工作原理Fa. 工作原理n0neiNSF磁極旋轉：導線切割磁力線產生感應電動勢（右手定則）。e電磁力定律：載流導線在磁場中受電磁力（左手定則）。i 結論：結論： 1. 1. 線圈跟著磁鐵轉線圈跟著磁鐵轉兩者轉動方向一致；兩者轉動方向一致； 2. 2. 線圈比磁場轉得慢線圈比

5、磁場轉得慢 。0nn5）異步電機工作原理）異步電機工作原理電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流如果如果0nn 0nn5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 兩相電機的旋轉磁場兩相對稱電流sin(90 )fmiItsincmiItSNSNSNSN0n5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 兩相電機的旋轉磁場方向兩相對稱電流sin(90 )cmiItsinfmiItSNSNSNSN0n5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l

6、 兩相電機的轉速與極數對關系兩相對稱電流sin(90 )fmiItsincmiItSNSNSNSN0n1p 5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 兩相電機的轉速與極數對關系分）轉/( 600pfn 極對數和轉速的關系NNNN2p NNNN5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 三相電機的旋轉磁場三相對稱電流sinsin120sin120AmBmCmiItiItiItAiBiCimItAYCBZ0n()電流出()電流入X5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 三相電機的旋轉磁場三相對稱電流sinsin120sin120AmBmC

7、miItiItiItAiBiCimIt 180tXBZ0nAYCA120tXYCBZ0n 60tAXYCBZ0n60SNSNSN0tAXYCBZNS0n5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生三相對稱電流sinsin120sin120AmCmBmiItiItiItAiCiBimIt0tXBZ0nAYCA60tXYCBZ0n120tAXYCBZ0n60SNSNSN180tAXYCBZNSl 三相電機的旋轉磁場轉向0n5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 三相電機的旋轉磁場轉向AiBiCimItAiCiBimIt旋轉方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋

8、轉方向：換接其中兩相。0n0nAXBYCZAiBici5）異步電機工作原理）異步電機工作原理b. 旋轉磁場的產生l 三相電機的轉速與極數對關系BiAXBYCZAiCi1pAXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiCiBiAXXANSSNZCZCBYBY2pAiBiCimIt分）轉/( 600pfn 極對數和轉速的關系5）異步電機工作原理）異步電機工作原理三相異步電動機的同步轉速三相異步電動機的同步轉速分）轉 /( 600pfn2p180分）轉/( 50011p360分）轉/( 0003極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速)50(Hzf 0n3p120分）轉/( 00015）異步電機工

9、作原理）異步電機工作原理V2 V1一、旋轉磁場一、旋轉磁場1. 旋轉磁場的產生旋轉磁場的產生三相三相 (多相多相) 電流電流 三相三相 (多相多相) 繞組繞組 旋轉磁場。旋轉磁場。三相繞組：三相繞組： W2 W1U1 U2 5）異步電機工作原理）異步電機工作原理U1 V1 W1U2 V2 W2橫截面橫截面U1U2V1V2W2W1流出流出流入流入U V WU1U2V1V2W2W1i1 = Imsinti2 = Imsin(t120O)i3 = Imsin(t +120O)tOImi1 i2 i3t = 0O 時時i1 = 0，i2 0， i3 0NSU1U2V1V2W2W1t = 0時時i1 =

10、 0，i2 0， i30NSU1U2V1V2W2W1NSt = 120o 時時i10，i2 = 0，i3 0U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSNSt = 240o 時時i1 0，i20，i3 = 0t = 360o 時時i1= 0，i2 0，i30i 變化一周變化一周旋轉磁場轉一圈旋轉磁場轉一圈i 每秒鐘變化每秒鐘變化 50 周周旋轉磁場轉旋轉磁場轉 50 圈圈旋轉磁場轉旋轉磁場轉 3000 圈圈i 每分鐘變化每分鐘變化 (5060) 周周n1 = 3000 = 60 f1 (r / min)2. 旋轉磁場的轉速旋轉磁場的轉速 n1 同步轉速同步轉速U1U2V1V2W2W1U

11、1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相繞組由一個線圈組成每相繞組由一個線圈組成每相繞組由兩個線圈串聯組成每相繞組由兩個線圈串聯組成U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3t = 0o 時時i1 = 0，i2 0， i3 0NSNSU1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3t = 120o 時時i1 0 ，i2 =0 ， i3 0NSNSt = 360o 時時i1 = 0，i2 0， i3 0U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NSNSt = 240o 時時i1 0，i20，i3 = 0U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NSNS 磁極對數磁極對

12、數 p p = 2 電流變化一周電流變化一周 旋轉磁場轉旋轉磁場轉半半圈圈 n1 = 1500 當磁極對數當磁極對數 p = 3 時時 n1 = 100060 f12=60 f13=60 f1pn1 = f = 50 Hz 時：時： 1 2 3 4 5 6 3000 1500 1000 750 600 500pn1/(r/min) 3. 旋轉磁場的轉向旋轉磁場的轉向 ( n1 的轉向的轉向) U (i1) V(i2) W(i3) 怎樣改變怎樣改變 n1的方向的方向 ? V(i1) U(i2) W(i3)U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NSNSU1U2V1V2W2W1NS工作原理

13、工作原理對稱三相繞組對稱三相繞組通入對稱三相電流通入對稱三相電流旋轉磁場旋轉磁場( (磁場能量磁場能量) )磁場線切割磁場線切割轉子繞組轉子繞組轉子繞組中轉子繞組中產生產生 e e 和和 i i轉子繞組在磁場中轉子繞組在磁場中受到電磁力的作用受到電磁力的作用轉子旋轉起來轉子旋轉起來機械負載機械負載旋轉起來旋轉起來三相交流電能三相交流電能感應感應電磁電磁轉矩轉矩輸出機械能量輸出機械能量NSn1n11. 電磁轉矩的產生電磁轉矩的產生nM33M332. 轉子旋轉的方向轉子旋轉的方向與旋轉磁場的轉向相同。與旋轉磁場的轉向相同。正轉正轉反轉反轉怎樣改變轉子的轉向怎樣改變轉子的轉向?nn起動時：起動時：n

14、 = 0, n = n1轉差率轉差率 : 起動時起動時: 額定運行時額定運行時: 3. 轉子轉速轉子轉速 n 轉子電磁感應最強轉子電磁感應最強nn轉子電磁感應消失轉子電磁感應消失轉子電磁感應減弱轉子電磁感應減弱nn = n1電磁轉矩電磁轉矩 T = 0n n1 nn = 0，s = 1sN = 0.01 0.09s =n1nn1100% 理想空載時理想空載時: n = n1，s = 0 正常運行時正常運行時: 0nn1， 1s0異步！異步！ 起動時：起動時： n = 0，n = n1 ，I2 = I2max ，f2 = f1 。 起動過程中起動過程中: nnI2 (I1) f2。 穩定運行時：

15、穩定運行時： n = n1n 很小很小 f2 = s f1 很低。很低。4. 轉子電路電量的變化轉子電路電量的變化5. 電磁轉矩電磁轉矩 Te的大小的大小 T ，I2cos 2T = CTm I2cos 2轉子電磁感應最強轉子電磁感應最強2 三相異步電動機的等效電路及三相異步電動機的等效電路及工作特性工作特性 異步電動機與變壓器電磁作用過程相同，異步電動機與變壓器電磁作用過程相同，可采用變壓器的分析方法進行分析。可采用變壓器的分析方法進行分析。 變壓器變壓器 與異步電動機電磁作用過程對比與異步電動機電磁作用過程對比 變壓器變壓器異步電動機異步電動機一次繞組、二次繞組一次繞組、二次繞組定子、轉子

16、定子、轉子一次通電、二次感應一次通電、二次感應定子通電、轉子感應定子通電、轉子感應合成磁動勢合成磁動勢合成合成旋轉旋轉磁動勢磁動勢交變主磁通交變主磁通通過繞組的磁通交變通過繞組的磁通交變安培定則，也叫右手螺旋定則，是表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則。通電直導線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環繞方向；通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。 求：求：1、啟動電流（Ist）2、額定轉速下電流（IN）21220222)(UsXRs

17、RKT21 UT1maxdUTT 轉矩轉矩和定子電壓的關系和定子電壓的關系1U0Tn0(0)snnTd2 三相異步電動機工作特性三相異步電動機工作特性21220222)(UsXRsRKT 轉矩轉矩和轉子電阻的關系和轉子電阻的關系0ST202XRSm22 RR n0TmsmsdTdT 2R2RmmssddTT 2 三相異步電動機工作特性三相異步電動機工作特性 轉矩轉矩和轉子電阻的關系和轉子電阻的關系2 三相異步電動機工作特性三相異步電動機工作特性2 三相異步電動機工作特性三相異步電動機工作特性硬特性：負載變化時，轉速變化不大，運行特性好。軟特性：負載增加轉速下降較快，但起動轉矩大，起動特性好。

18、0 不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。第三節 直流（DC）與交流（AC）伺服電動機及驅動 機械特性的軟硬 硬特性 （R2小)軟特性（R2大）0Tn2 三相異步電動機工作特性三相異步電動機工作特性E1I1R1 jX1 jX2 R2E2sI2sf1f2+U1m1、 kw1N1 m2、 kw2N2二、二、 頻率折算頻率折算I2s=sE2R2 + jsX2 =E2+ jX2 R2 s= I2等效電路等效電路 實際旋轉的轉子實際旋轉的轉子 等效靜止的轉子等效靜止的轉子 F F2的轉速的轉速 F F2的大小的大小F F2的空間位置的空間位置 頻率歸算的物理含義：頻

19、率歸算的物理含義： 用一個靜止的、電阻為用一個靜止的、電阻為 R2 /s 的等效轉子去代的等效轉子去代替電阻為替電阻為 R2 的實際旋轉的轉子，等效轉子與實的實際旋轉的轉子，等效轉子與實際轉子具有同樣的轉子磁通勢際轉子具有同樣的轉子磁通勢 F F2 。 0.9 m2kw2N2 I2s2p0.9 m2kw2N2 I22p n0 n0 取決于電流的相位。取決于電流的相位。 i2s 與與 i2 的相位相同。的相位相同。 頻率歸算后，定子的所有物理量不變，頻率歸算后，定子的所有物理量不變， 定子傳送到轉子的功率也不變。定子傳送到轉子的功率也不變。R2s= R2 +1 ssR2轉子所產生的機械功率相對應

20、的等效電阻轉子所產生的機械功率相對應的等效電阻 1ssm2R2 I22總機械功率：總機械功率：+U1E1I1R1 jX1f1E21s sR2I2f1m1、 kw1N1 m2、 kw2N2jX2 R2三、三、 繞組折算繞組折算 用一個相數和有效匝數與定子繞組相同的轉用一個相數和有效匝數與定子繞組相同的轉子繞組去等效代替實際的轉子繞組。子繞組去等效代替實際的轉子繞組。 等效代替：保證電磁效應和所有物理量保持等效代替：保證電磁效應和所有物理量保持不變。不變。(1) 電動勢的折算：電動勢的折算： 折算前：折算前：E2 = 4.44 f1 kw2N2m 折算后：折算后：E2 = E1 = 4.44 f1

21、 kw1N1m 定、轉子的電動勢之比：定、轉子的電動勢之比：=kw1N1kw2N2E2E2ke =E1E2=(2) 電流的折算：電流的折算：折算前：折算前：折算后：折算后：F2 =0.9 m2kw2N2 I22pF2 =0.9 m1kw1N1 I22p= F2E2 = E1 = ke E2 電流比：電流比：=m1kw1N1m2kw2N2I2I2ki =0.9 m2kw2N2 I22p=0.9 m1kw1N1 I22pI2kiI2 =(3) 阻抗的折算：阻抗的折算：折算前：折算前：Z2=+ jX2R2s= E2I2折算后：折算后：Z2 =+ jX2R2 s= E2I2阻抗比：阻抗比：|Z2|Z2

22、 |kZ =E2 I2E2 I2= ke ki Z2 = kZ Z2 R2 = kZ R2X2 = kZ X2 第第 4 章章 異步電機的基本理論異步電機的基本理論U1 =E1 + (R1 + jX1 ) I1=(Rm + jXm ) Im異步電機的基本方程式異步電機的基本方程式E2 = (+ jX2 ) I2R2 sE2 = E1 =Zm Im I1 + I2 = Im第第 4 章章 異步電機的基本理論異步電機的基本理論四、異步電機的等效電路四、異步電機的等效電路R1 jX1 E1 = E2I11s sR2I2jX2 R2ImRmXm+U1E1 = E2I11s sR2I2ImRmR1Xm

23、X1 +U1R1 jX1 R2 jX2 相量圖相量圖E1 = E2I2 2R2 sI2 jX2I2I2I0I1E1 R1I1jX1I1U1 設：設：E1 = E2 = E1 0o第第 4 章章 異步電機的基本理論異步電機的基本理論1. 極數極數 轉子極數轉子極數 = 定子極數定子極數 因為：轉子中的電動勢和電流是感應出來的。因為：轉子中的電動勢和電流是感應出來的。 六、籠型繞組的相數和極數六、籠型繞組的相數和極數NSn0nNSSNNSSN NSp1 = p2 = p 如果兩者不相等，如果兩者不相等， 則轉子轉不起來。則轉子轉不起來。2. 相數相數 籠型轉子是對稱多相繞組。籠型轉子是對稱多相繞組

24、。(1) 轉子槽數能被極對數整除時：轉子槽數能被極對數整除時：m2 =Q2p 每對極下的每一根導條就構每對極下的每一根導條就構成一相；成一相； 各對極下占相同位置的導條各對極下占相同位置的導條可看作是屬于一相的并聯導條，可看作是屬于一相的并聯導條，即每相有即每相有 p 根導條并聯。根導條并聯。 m2 = 6(2) 轉子槽數不能被極對數整除時：轉子槽數不能被極對數整除時： m2 = Q2 即每一根導條就構成一相。即每一根導條就構成一相。SSNN3. 匝數匝數 N2=12（一根導條相當于半匝）（一根導條相當于半匝）kW213 三相異步電動機的功率和轉矩三相異步電動機的功率和轉矩 I1 R1 U1

25、X1 Xm Rm Im R2 X2 I2 R2 1-s s PCu1 PFe PCu2 Pm Pe 3.1、三相異步電動機的功率、三相異步電動機的功率 1. 輸入功率輸入功率P1 P1 = 3 U1I1cos 12. 定子銅損耗定子銅損耗 PCu1 PCu1 = m1R1I12 = 3R1I123. 鐵損耗鐵損耗 PFe（轉子鐵損耗忽略不計）（轉子鐵損耗忽略不計） PFe = m1RmIm2 = 3RmIm24. 電磁功率電磁功率PePe = P1PCu1PFePe = m2 E2 I2cos 2 = m1 E2 I2 cos 2R2 s= m1 I221ss= m1 R2I2 2 + m1

26、R2I2 2 5. 轉子銅損耗轉子銅損耗 PCu2 PCu2 = m2 R2 I22 = m1 R2 I2 2 = s Pe8. 輸出功率輸出功率 P2 P2 = PmP0 = PePCu2P0 = P1PCu1PFePCu2P06. 總機械功率總機械功率 PmPm = PePCu2 1ss Pm = m1 R2I22 = (1s ) Pe7. 空載損耗空載損耗 P0 P0 = Pfw + PadP1PCu1+PFePePCu2P0P2Pm機械損耗機械損耗附加損耗附加損耗3.2、三相異步電動機的轉、三相異步電動機的轉矩矩Pm = P2+ P0Te = T2 + T0 1. 電磁轉矩電磁轉矩 T

27、Te = PmPe0 = T = 9.55 PmnPen1 = 9.55 2. 空載轉矩空載轉矩 T0T0 = P0P0n = 9.55 3. 輸出轉矩輸出轉矩 T2T2 = P2P2n = 9.55 e1222e1122W2m22Tm2222coscoscosPm E ITfpmpN kICI 3.33.3、電磁轉矩的物理表達式、電磁轉矩的物理表達式 由電磁功率導出由電磁功率導出 電磁轉矩的物理表達式電磁轉矩的物理表達式 eTm22cosTCICT 異步電動機的轉矩常數異步電動機的轉矩常數 3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 物理表達式物理表達式CTJ異步電

28、動機的轉矩系數；2111wTJkWpmCm異步電動機每極磁通；I2轉子電流折算值；222222XsREIcos2轉子功率因數折算值；2222222222222cos)/(/cosXsRRXsRsR22cosICTmTJ3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 物理表達式物理表達式2222222222222cos)/(/cosXsRRXsRsR在后面的講課中通用2200/ )(nnns2222222222222cos)/(/cosXsRRXsRsR)(cos2 fn3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 物理表達式物理表達式222222X

29、sREI00/ )(nnns)(2Ifn22cosICTmTJ)(Tfn 3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 物理表達式物理表達式)(cos2 fn)(2Ifn)(Tfn 3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 物理表達式物理表達式反映了不同轉速時T與m及轉子電流之間的關系；在物理上，三個量的方向必須遵循左手定則，三個互相垂直；形式上，與直流電動機轉矩表達式T=CTIa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狀態下，轉矩T與磁通m及轉子電流有功分量之間的關系較方便。22cosICTmTJ3.43.4、異步電動機機械特

30、性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式物理表達式反映了不同轉速時T與m及轉子電流之間的關系，不能直接反映異步電動機轉矩與電動機參數（如定子相電壓Ux，s，R1，R2，X1，X2，定子相數m1，轉子同步機械角速度0等）。2111wTJkWpmC22cosICTmTJmwkWfE11122pf /21022201cosIEmT3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式22201cosIEmT222ZIE222/cosZsRsRImT22201sRImPT22210TPT 3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特

31、性的表達式 參數表達式參數表達式由異步電動機的近似等效電路得0TPT )1 ()1 (0ssPTT2PT2212122/XXRsRUIxsRImT222012212212201/XXsRRsRUmTx3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式2212212201/XXsRRsRUmTx00/ )(nnns)(Tfn 60200n3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式臨界轉差率221212XXRRsm最大轉矩sm代入T = f（s）得：2212112012XXRRUmTxm0d/dsT3.43.4

32、、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式通常211XXR212XXRsm)(221021XXUmTxm小結小結1)當電動機參數及電源頻率不變時，Tm與Ux2成正比，sm保持不變，與Ux無關；2)當電源頻率及電壓不變時， sm與Tm近似與X1X2成反比；3) Tm與R2 無關，sm則與R2 成正比。轉矩轉矩轉差率特性曲線轉差率特性曲線T最大轉矩和臨界轉差率最大轉矩和臨界轉差率RRsXXRXXm pUm pUTf XXfRRXX22m2212112221111m2211211112()4 ()4 () 上式是對 ，求得Tm和Sm0dsdT最大轉矩和臨界轉差率最

33、大轉矩和臨界轉差率RRsXXRXXm pUm pUTf XXfRRXX22m2212112221111m2211211112()4 ()4 () 21XX返回111111111Tq3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式起動轉矩起動轉矩除Tm 外，異步電動機還有一個重要的參數，即起動轉矩。起動時，s=1（n=0）代入T = f（s），得對繞線式異步電動機可通過轉子回路串電阻（加大R2），可增加電動機的TST；2212212201XXRRRUmTxst3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式起動轉

34、矩起動轉矩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TST；起動轉矩倍數為：KST=TST/TN；當TSTTz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。2212212201XXRRRUmTxst3.43.4、異步電動機機械特性的表達式、異步電動機機械特性的表達式 參數表達式參數表達式過載倍數過載倍數Tm 是電動機可能產生得最大轉矩。如果TzTm，電動機將停轉，為保證電動機不會因短時過載而停轉，電動機必須有一定得過載倍數KTN/TTKmT一般電動機的KT1.83.0，起重設備的電動機的KT可達3.5；異步電動機的工作穩定性 穩定運行必須滿足穩

35、定運行必須滿足Tem=TL，且能抗干，且能抗干擾。擾。 判斷電力拖動系統穩定工作點的條件：判斷電力拖動系統穩定工作點的條件：1）電動機的機械特性與負載機械特性的交點；）電動機的機械特性與負載機械特性的交點；2）在交點處必須滿足）在交點處必須滿足:dndTdndTLem4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.1固有機械特性固有機械特性固有機械特性是指異步電動機工作在額定電壓及額定頻率下，電動機按規定的接線方法接線，定子及轉子電路中不外接電阻（電抗或電容）時所獲得的機械特性曲線。三相異步電動機在電壓、頻率均為額定值不變，定、轉子回路不串入任何電路元三相異步電動機在電

36、壓、頻率均為額定值不變，定、轉子回路不串入任何電路元件時的機械特性稱為件時的機械特性稱為固有機械特性固有機械特性。（1）在）在 0s1，即，即 n1n0 的范圍內，特的范圍內，特性在第性在第象限，電磁轉矩象限，電磁轉矩 T 和轉速和轉速 n 都為都為正，從正方向規定判斷，正，從正方向規定判斷，T 與與 n 同方向。電同方向。電動機工作在這范圍內是動機工作在這范圍內是電動狀態電動狀態。（2）在）在 s0范圍內，范圍內，n n1 ，特性在第，特性在第象限，電磁轉矩為負值，是制動性轉矩，象限，電磁轉矩為負值，是制動性轉矩，電磁功率也是負值，是電磁功率也是負值，是發電狀態發電狀態，機械特，機械特性在性

37、在 s0 和和 s0 兩個范圍內近似對稱。兩個范圍內近似對稱。（3）在）在 s 1范圍內，范圍內，n0，特性在第，特性在第象象限，限，T 0，也是一種，也是一種制動狀態制動狀態。B點為額定運行點；點為額定運行點；A點為理想空載運行點；點為理想空載運行點；C點點是電磁轉矩最大點；是電磁轉矩最大點；D點點 為起動點。為起動點。 4.1固有機械特性固有機械特性(1). (1). 起動點起動點D n=0(s=1);T=Te(TsD n=0(s=1);T=Te(Ts為為起動轉矩起動轉矩) )起動電流起動電流I I1q1q = = （4-74-7）I I1e1e(2).(2).額定工作點額定工作點B n=

38、nB n=ne e(s=s(s=se e);I1 = );I1 = I I1e1e(3).(3).同步速點同步速點A n=nA n=n0 0(s=0); I(s=0); I1 1 = I = I0 0，I I2 2=0 A=0 A點是電動狀態與回饋制動狀點是電動狀態與回饋制動狀態的轉折點態的轉折點2212212201)()(xxrrrUmTxS 4.1固有機械特性固有機械特性 (4).最大轉矩點最大轉矩點 （a）.電動狀態最大轉矩點電動狀態最大轉矩點C T=Tm;S=Sm 上述兩式中帶正號時上述兩式中帶正號時 ，m1定子相數定子相數 （b）.回饋制動最大轉矩點回饋制動最大轉矩點 T=Tm；S=

39、Sm均均為負值。上述兩式為負號。為負值。上述兩式為負號。221211201221212)(2)(xxrrUmTxxrrsxmmmmmmTTSS在回饋制動是異步電機過載能力較電動時大，只有忽略r1時兩者才相等 4.1固有機械特性固有機械特性4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人為機械特性異步電動機的電磁轉矩T的數值是由某一轉速n（或s）下的電源電壓Ux，電流頻率f1，定子極對數p，定子和轉子回路的電阻及電抗決定。人為地改變相關參數，就可得到不同的人為機械特性。4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人

40、為機械特性降低降低 Ux時的人為機械特性時的人為機械特性可知221212XXRRsm2212112012XXRRUmTxm2212212201XXRRRUmTxst由下式當降低Ux時，Tm，Tst與Ux2成正比，sm與Ux無關。4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人為機械特性降低降低 Ux時的人為機械特性時的人為機械特性下圖所示為Ux=0.8UN及Ux=0.5UN時的人為機械特性。4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人為機械特性降低降低 Ux對電動機運行的影響對電動機運行的影響Ux降低時，轉速不

41、變，I1和I2將下降，T下降，電動機開始減速，s增大，sE2增大，T回升，直至T=Tz =TN ，達到新的平衡；sRImT22201xxNNsIsI/2222Ux降低后電動機電流將大于額定值，電動機如長時連續運行，最終溫升將超過允許值，導致電動機壽命縮短，甚至燒壞。4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人為機械特性轉子回路串聯對稱電阻轉子回路串聯對稱電阻時的人為機械特性時的人為機械特性由下式221212XXRRsm2212112012XXRRUmTxm2212212201XXRRRUmTxstR2增大時，n0， Tm不變，sm增大，Tst一開始增大，當增大到Tst=Tm后Tst開始減小。可知4 4、異步電動機固有與人為機械特性、異步電動機固有與人為機械特性 4.2人為機械特性人為機械特性轉