1、第一章 概述定義：以電動機為原動機（動力源）驅(qū)動生產(chǎn)機械系統(tǒng)總稱。目標：將電能轉(zhuǎn)換為機械能，實現(xiàn)生產(chǎn)機械開啟、停頓及速度調(diào)整，滿足各種生產(chǎn)工藝過程要求，確保生產(chǎn)過程正常進行。總復習第1頁機電傳動技術(shù)發(fā)展動力源：蒸汽機，內(nèi)燃機，電動機機電傳動方式： 成組拖動：一臺電機拖動多臺設(shè)備，老方式，傳動機構(gòu)復雜，效率低。 單電機拖動：一臺電機拖動一臺設(shè)備，比成組方式進步。 多電機拖動：多臺電機拖動一臺設(shè)備，當代傳動方法。第2頁第二章 機電傳動系統(tǒng)動力學基礎(chǔ) D 單軸傳動系統(tǒng)慣性直徑（m）; G 單軸傳動系統(tǒng)重力（Kg）。 GD2 應(yīng)視為一個整體物理量。 運動方程式是研究機電傳動系統(tǒng)最基本方程式， 由它可描

2、述出系統(tǒng)運動狀態(tài)及特征。1 機電傳動系統(tǒng)運動方程式第3頁2、傳動系統(tǒng)狀態(tài)依據(jù)運動方程式可知：運動系統(tǒng)有兩種不一樣運動狀態(tài)：即，為常數(shù)，傳動系統(tǒng)以恒速運動。 TM =TL時傳動系統(tǒng)處于恒速運動這種狀態(tài)被稱為穩(wěn)態(tài)。 即 傳動系統(tǒng)加速運動。即傳動系統(tǒng)減速運動。TM TL時傳動系統(tǒng)處于加速或減速運動這種狀態(tài)被稱為動態(tài)。第4頁 處于動態(tài)時，系統(tǒng)中必定存在一個動態(tài)轉(zhuǎn)矩： 它使系統(tǒng)運動狀態(tài)發(fā)生改變。其轉(zhuǎn)矩平衡方程為：TM = TL + Td上式表明，在任何情況下，電機所產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩總是被軸上負載轉(zhuǎn)矩（靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）與動態(tài)轉(zhuǎn)矩之和所平衡。 因為傳動系統(tǒng)有各種運動狀態(tài)，對應(yīng)運動方程式 中轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向就不一樣，所以需要

3、約定方向 表示規(guī)則。第5頁3、TM、TL、n參考方向 因為電動機和生產(chǎn)機械以共同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，普通以（或n）轉(zhuǎn)動方向為參考來確定轉(zhuǎn)矩正負。 當TM實際作用方向與n方向相同時（符號同），取與n相同符號，TM為拖動轉(zhuǎn)矩；1)TM符號與性質(zhì) 當TM實際作用方向與n方向相反時，取與n相反符號，TM為制動轉(zhuǎn)矩。 第6頁拖動轉(zhuǎn)距促進運動；制動轉(zhuǎn)距妨礙運動。 當TL實際作用方向與n方向相同時（符號反），取與n相反符號，TL為拖動轉(zhuǎn)矩；2)TL符號與性質(zhì) 當TL實際作用方向與n方向相反時，取與n相同符號，TL為制動轉(zhuǎn)矩。第7頁4 機電傳動系統(tǒng)負載特征 前面討論機電傳動系統(tǒng)運動方程中，負載轉(zhuǎn)矩TL 可能是常數(shù)

4、，也可能是轉(zhuǎn)速函數(shù)。 我們把同一軸上負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間函數(shù)關(guān)系稱為 機電傳動系統(tǒng)負載特征。 就是生產(chǎn)機械負載特征，有時也稱為生產(chǎn)機械 機械特征。 今后均指電機軸上負載特征。 不一樣類型生產(chǎn)機械在運動中受阻性質(zhì)是不一樣， 其負載特征曲線形狀也有所不一樣，大致分為： 恒轉(zhuǎn)矩型負載特征、離心式通風機型負載特征、 直線型負載特征、恒功率型負載特征。第8頁2.3.1 恒轉(zhuǎn)矩型負載特征 這一類型負載特征特點是：負載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)。 如圖所表示。 依據(jù)負載轉(zhuǎn)矩與運動方向關(guān)系，恒轉(zhuǎn)矩型負載特征 可分為反抗性轉(zhuǎn)矩和位能性轉(zhuǎn)矩兩種。a反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，其特點以下： 由摩擦、非彈性體壓縮、拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用所產(chǎn)生

5、 負載轉(zhuǎn)矩。 反抗性轉(zhuǎn)矩方向恒與運動方向相反，妨礙運動； 反抗性轉(zhuǎn)矩大小恒常不變。第9頁 依據(jù)轉(zhuǎn)矩正方向約定可知，反抗性轉(zhuǎn)矩恒與轉(zhuǎn)速n 方向相反時取正號，即： n 為正方向時TL 為正，特征在第一象限； n 為負方向時TL 為負，特征在第三象限。第10頁b位能性轉(zhuǎn)矩，其特點以下： 位能性轉(zhuǎn)矩大小恒常不變； 作用方向不變，與運動方向無關(guān)，即在某一方向 妨礙運動而在另一方向促進運動。 位能性轉(zhuǎn)矩是由物體重力或彈性體壓縮、拉伸、 扭轉(zhuǎn)等作用所引發(fā)負載轉(zhuǎn)矩；第11頁離心式通風機型負載特征 離心式通風型機械特征是按離心力原理工作， 如離心式鼓風機、水泵等，它們負載轉(zhuǎn)矩TL大小 與轉(zhuǎn)速n平方成正比，即：其

6、中：C為常數(shù)。特征曲線如圖所表示。第12頁直線型負載特征 直線型負載負載轉(zhuǎn)矩TL大小與轉(zhuǎn)速n大小 成正比，即 ：其中：C為常數(shù)。特征曲線如圖所表示。第13頁恒功率型負載特征 恒功率型負載負載轉(zhuǎn)矩TL大小與轉(zhuǎn)速n 大小成反比，即其中：C為常數(shù)。比如機床。 實際應(yīng)用中，負載可能是單一類型，也能夠是幾個 類型復合。特征曲線如圖所表示。第14頁5 機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件 機電傳動系統(tǒng)中，電動機與生產(chǎn)機械連成一體， 為了使整個系統(tǒng)運行合理，就要使電動機機械 特征與生產(chǎn)機械負載特征盡可能相匹配。 特征配合好壞基本要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。1、機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行含義包含：1) 系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運行；2)

7、系統(tǒng)受某種外部干擾作用（如電壓波動、負載 轉(zhuǎn)矩波動等）而使運行速度發(fā)生改變，應(yīng)確保 系統(tǒng)在干擾消除后能恢復到原來運行速度。第15頁2、機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件1) 必要條件 電動機輸出轉(zhuǎn)矩TM和負載轉(zhuǎn)矩TL大小相等， 方向相反。 從Tn 坐標上看，就是電動機機械特征曲線 n =f(TM)和生產(chǎn)機械機械特征曲線n =f(TL) 必須有交點，交點被稱為平衡點。第16頁2) 充分條件 系統(tǒng)受到干擾后，要含有恢復到原平衡狀態(tài) 能力，即： 當干擾使速度上升時，有 TMTL 。 這是穩(wěn)定運行充分條件。 符合穩(wěn)定運行條件平衡點稱為穩(wěn)定平衡點。第17頁 機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行充分必要條件也可表述為：電動機機械特征n=

8、f（Tm） 與負載特征n= f（TL）有交點；第18頁a、b兩點是否為穩(wěn)定平衡點？a點： 當負載突然增加后當負載波動消除后 故a點為系統(tǒng)穩(wěn)定平衡點。 同理b點不是穩(wěn)定平衡點。 異步電動機機械特征生產(chǎn)機械機械特征交點a交點b分析舉例第19頁 若我們約定： Ia 電樞電流； Ra 電樞電阻； E 電樞電動勢； U 電機端電壓； Uf 勵磁繞組端電壓； Rf 勵磁調(diào)整電阻； If 勵磁繞組電流。 由電磁學理論很輕易 推得：直流電機機械特征普通表示式第3章直流電機工作原理及特征第20頁1、固有機械特征 電機機械特征有固有特征和人為特征之分。 固有特征又稱自然特征，是指在額定條件下 n = f(T)曲線

9、。（1）估算電樞電阻Ra： 依據(jù)電機銘牌能夠計算出關(guān)鍵點而繪出該電機 在額定條件下 n = f(T) 特征曲線。 即依據(jù)電機銘牌計算出理想空載點和額定運行點 坐標，再據(jù)此近似地畫出 n = f(T) 特征曲線。第21頁（2）求KeN：（3）求理想空載轉(zhuǎn)速：（4）求額定轉(zhuǎn)矩：重點第22頁 依據(jù)（0,n0）和（Tn,nN）兩點就能夠作出他勵電動機 機械特征曲線。 正轉(zhuǎn)時，在第一象限； 反轉(zhuǎn)時，在第三象限。第23頁 人為機械特征是指公式 中供電電壓U 或磁通 不是額定值、電樞電路中 接有外加電阻Rad時機械特征。（三種）2、人為機械特征（1）電樞回路中串接附加電阻時人為機械特征；（2）改變電樞電壓U

10、 時人為機械特征；（3）改變磁通時人為機械特征。第24頁3 直流他勵電動機開啟特征 開啟電動機就是施電于電動機，使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 起來，到達要求轉(zhuǎn)速過程。 對直流電動機而言，在未開啟之前n =0、E =0， 而Ra普通很小。 所以，當電動機被直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時， 開啟電流為： 這個電流很大，普通情況下能到達其額定電流 （1020）倍。第25頁 過大開啟電流危害很大：（1） 對電動機本身影響： 使電動機在換向過程中產(chǎn)生危險火花， 燒壞整流子（換向器）； 過大電樞電流產(chǎn)生過大電動應(yīng)力， 可能引發(fā)繞組損壞。 第26頁（2） 對機械系統(tǒng)影響： 開啟轉(zhuǎn)矩與開啟電流成正百分比； 巨大開啟轉(zhuǎn)矩在運

11、動系統(tǒng)中產(chǎn)生很大 動態(tài)轉(zhuǎn)矩； 過大動態(tài)轉(zhuǎn)矩會在機械系統(tǒng)和傳動機構(gòu)中產(chǎn)生 過大動態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使機械傳動部件損壞。第27頁（3）對供電電網(wǎng)影響： 過大開啟電流可能會造成保護裝置動作， 造成切斷電源，造成事故； 或者引發(fā)電網(wǎng)電壓下降，影響其它負載 正常運行。所以，直流電動機是不允許直接開啟若要開啟，必須設(shè)法限制電樞電流！比如：普通Z2型直流電動機，要求電樞瞬時電流 不得大于額定電流1.52倍。第28頁4 直流他勵電動機調(diào)速特征 調(diào)速（又稱速度調(diào)整）與速度改變是兩個完全 不一樣概念。 電動機調(diào)速是在一定負載條件下，人為地改變 電動機電路參數(shù)，以改變電動機穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 如圖所表示：人為地改變（或 調(diào)整）電

12、樞回路電阻大小 造成轉(zhuǎn)速下降，故這種人為 改變一些參數(shù)而造成速度 改變，稱調(diào)速或速度調(diào)整。第29頁a 改變電樞電路外串電阻Rad 從特征方程可看出，在一 定負載轉(zhuǎn)矩TL下，串入 不一樣電阻能夠得到不一樣 轉(zhuǎn)速。 在電阻分別為Ra、R1、R2、 R3情況下，能夠分別 得到穩(wěn)定工作點A、C、D和E，對應(yīng)轉(zhuǎn)速為 nA、nB、nC、nD。（ RaR1R2U1U2U3 ）第32頁 當 =N、Rad =0、改變電樞電壓U 時，理想空載 轉(zhuǎn)速n0將隨電樞電壓U 改變而改變，但轉(zhuǎn)速降 n卻不變。 所以，在不一樣電樞電壓U 下， 可得一組平行于固有機械特征 曲線人為機械特征曲線。 因為電機絕緣材料耐壓條件 限制

13、，這種電壓調(diào)速方法 只能在額定電壓值以下調(diào)整。 是一個電機降速調(diào)速法。特點：第33頁例：將電機電樞供電電壓由U1升到UN。 電壓為U1時，電機工作在U1 特征b點；此時，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 為nb。 當電壓突然上升到UN時，因為 機械系統(tǒng)慣性作用，轉(zhuǎn)速n 不變，對應(yīng)反電動勢也不變， 仍分別為nb和Eb。 但當不考慮電樞電路電感時，電樞電流將由 突然上升至 ；第34頁 電機轉(zhuǎn)矩也由 突然升至 ； 此時，電機工作點即使由 b點過渡到g點，但因為有 TgTL，所以，系統(tǒng)開始加速。 反電動勢E也會伴隨轉(zhuǎn)速n 上升而增大，電樞電流則逐步降低，電機轉(zhuǎn)矩也 對應(yīng)地降低，電機工作點沿UN由g點移動到a點， 電機轉(zhuǎn)矩又回

14、到TL。第35頁改變電樞回路串接電阻大小調(diào)速存在以下問題： 機械特征較軟，電阻愈大則特征愈軟，穩(wěn)定度愈低； 在空載或輕載時，調(diào)速范圍不大； 實現(xiàn)無級調(diào)速困難； 在調(diào)速電阻上消耗大量電能等。 正因為缺點不少，當前已極少采取，僅在有些起重 機、卷揚機等低速運轉(zhuǎn)時間不長傳動系統(tǒng)中采取。第36頁 當U =UN、Rad =0、而改變磁通 時， 理想空載轉(zhuǎn)速n0和轉(zhuǎn)速降n都要隨磁通 改變 而改變。 因為磁通只能在低于其 額定值范圍內(nèi)調(diào)整，而 開啟電流為常數(shù)，所以得到 人為機械特征曲線如右 所表示。是一個電機超速調(diào)速法。當磁經(jīng)過分消弱后，假如負載轉(zhuǎn)矩不變，電機電流將大大增加，從而產(chǎn)生過載現(xiàn)象。 必須注意是：

15、當=0時，電機轉(zhuǎn)速將升到機械強度不允許程度。所以，直流他勵電機開啟前必須先加勵磁電流，且在運轉(zhuǎn)中決不允許勵磁電流為零。為此，直流他勵電機在使用中，普通都設(shè)有“失磁”保護辦法。c 改變電機主磁通第37頁 改變電機主磁通 調(diào)速機械特征如圖所表示： 即改變主磁通 能夠到達調(diào)速目標。 降速時沿c-d-b進行，升速時沿b-e-c進行。第38頁 可平滑無級調(diào)速，但只能弱磁調(diào)速，即在額定轉(zhuǎn) 速以上調(diào)整； 調(diào)速特征較軟，且受電動機換向條件等限制； 調(diào)速時維持電樞電壓U 和電樞電流Ia不變時， 電動機輸出功率P=UIa不變，屬恒功率調(diào)速。 普通他勵電動機最高轉(zhuǎn)速不得超出額定轉(zhuǎn)速 1.2倍，所以，調(diào)速范圍不大。

16、所以，它往往和調(diào)壓調(diào)速配合使用，即在額定轉(zhuǎn) 速下用降壓調(diào)速；在額定轉(zhuǎn)速之上用弱磁調(diào)速。特點：第39頁5 直流他勵電動機制動特征1、制動與開啟定義： 開啟：施電于電動機使電動機速度從靜止加速到 某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一個運動狀態(tài)。 制動：電動機脫離電網(wǎng)，或使電動機轉(zhuǎn)速 從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停頓或是 限制位能負載下降速度一個運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 注意：電動制動與自然停車是兩個不一樣概念。第40頁a 反饋制動 電機正常接線時，在外部 條件作用下，電機實際 轉(zhuǎn)速n大于其理想空載轉(zhuǎn)速 n0，此時，電機即運行于 反饋制動狀態(tài)。例：電車，走平路時，其電機工作在 電動狀態(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩T 克服 摩擦性負載轉(zhuǎn)矩Tr，即T=Tr，

17、 以轉(zhuǎn)速na穩(wěn)定在工作點a。第41頁b 反接制動 當他勵電機電樞電壓U或電樞電動勢E中任一個 在外部條件作用下改變了方向時，電機將運行于 反接制動狀態(tài)。特點：1）電動機外加電樞電壓U 與感應(yīng)電動勢E 方向 在外界作用下由相反變?yōu)橄嗤?）電動機輸出轉(zhuǎn)矩TM與轉(zhuǎn)速n方向相反。在反接制動中，把改變電樞電壓U 方向所產(chǎn)生反接制動稱為電源反接制動；而把改變電樞電動勢E方向所產(chǎn)生反接制動稱為倒拉反接制動。 第42頁（1).電源反接制動 設(shè)電動機外加電樞電壓參考方向為圖中所表示。 當電壓實際方向與參考方向相同時，電動機 機械特征為： 其特征曲線如圖（b）中曲線1所表示（正向）。第43頁(2).倒拉反接制動

18、 設(shè)電機處于正向電動狀態(tài)，以na轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)， 提升重物。若用在電樞電路中串入附加限流電阻 Rad 方法下放重物，這時，電機將由固有特征 曲線1a點過渡到人為特征曲線2c點，電機轉(zhuǎn)矩 T 遠小于負載轉(zhuǎn)矩TL。 所以，電機 轉(zhuǎn)速將沿著 曲線2下降。 到d點時， 電機轉(zhuǎn)速為0， 重物停頓上升。第44頁C 能耗制動 電機在電動狀態(tài)運行時，若把外施電樞電壓U突然 降為0，同時用一個附加電阻Rad短接電樞兩端，即 得到能耗制動狀態(tài)。 此時電機成為發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能和熱能。 此時機械特征曲線為圖中曲線2。第45頁1、旋轉(zhuǎn)磁場極數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度 在交流電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場相對定子旋轉(zhuǎn)速度 被稱為同時速度，

19、用n0表示。 以上討論旋轉(zhuǎn)磁場，含有一對磁極（磁極對數(shù) 用p 表示）即p=1。 電流改變經(jīng)過一個周期（改變360電角度），旋轉(zhuǎn) 磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了360機械角度）， 若電流頻率為f，旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘將旋轉(zhuǎn)60f 轉(zhuǎn)， 即：第4章 交流電動機工作原理及特征第46頁 依次類推，當有p對磁極時，其轉(zhuǎn)速為： 所以，旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)速度與電流頻率成正比 而與磁級對數(shù)成反比。第47頁 但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n 恒小于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（同時轉(zhuǎn)速）。 所以，稱為異步電機。 所以，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場才會永遠有切割磁力線 相對運動，才有感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，才會產(chǎn)生 驅(qū)動轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)主要原因。 我們把轉(zhuǎn)速差(n0-n)與

20、同時轉(zhuǎn)速n0比值稱為異步 電動機轉(zhuǎn)差率，用S表示，即： 轉(zhuǎn)差率S是分析異步電動機運行特征主要參數(shù)。 通常，異步電動機在額定負載時，n 靠近n0， 轉(zhuǎn)差率S 很小，普通為0.0150.060。2、轉(zhuǎn)差率第48頁 定子每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為： 它也是正弦量，其有效值為： 式中，f1為e1頻率。 因為旋轉(zhuǎn)磁場和定子間相對轉(zhuǎn)速為n0， 所以有 它等于定子電流頻率，即 。 定子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動勢：3、定子電路分析第49頁 加在定子每相繞組上電壓分為三個分量，即： 如用復數(shù)表示，則為： 式中， 和 為定子每相繞組電阻和漏磁感抗， 因為R1和X1較小，其上電壓降與電動勢E1比較起來， 常可忽略

21、，于是：第50頁4、轉(zhuǎn)子電路分析 在討論電機轉(zhuǎn)矩之前，必須搞清轉(zhuǎn)子電路中各項 物理量：電動勢e2、轉(zhuǎn)子電流i2、轉(zhuǎn)子電流頻率f2、 轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)cos2、轉(zhuǎn)子繞組感抗X2。 旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子每相繞組中感應(yīng)出電動勢為： 其有效值為 ： 式中，f2為轉(zhuǎn)子電動勢e2或轉(zhuǎn)子電流i2相對于旋轉(zhuǎn) 磁場頻率。第51頁 因為旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子間相對轉(zhuǎn)速為 n0-n。 在 n =0 ，即S =1時，轉(zhuǎn)子電動勢為：為轉(zhuǎn)子最大電動勢。 可見轉(zhuǎn)子電動勢E2 與轉(zhuǎn)差率S 相關(guān)。第52頁 和定子電流一樣，轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生漏磁通，從而 在轉(zhuǎn)子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動勢。 所以，對于轉(zhuǎn)子每相電路，有 ： 如用復數(shù)表示，則為

22、：式中，R2和X2轉(zhuǎn)子每相繞組電阻和漏磁感抗 。第53頁 在n =0 ，即S =1 時，轉(zhuǎn)子感抗為：為轉(zhuǎn)子最大感抗。可見轉(zhuǎn)子感抗E2 與轉(zhuǎn)差率S 相關(guān)。 轉(zhuǎn)子每相電路電流為： 可見轉(zhuǎn)子電流I2 也與轉(zhuǎn)差率S 相關(guān)。當S 增大， 即轉(zhuǎn)速n 降低時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間相對轉(zhuǎn)速 增加，轉(zhuǎn)子導體被磁力線切割速度提升，于是 E2 增加，I2 也增加。第54頁 轉(zhuǎn)子電流I2 隨轉(zhuǎn)差率S 改變關(guān)系如圖5.20所表示。 當S =0，即n0-n =0，I2 =0； 當S 很小時， ， ， 即與S近似地成正比； 當S 靠近于1時， ， 為常數(shù)。第55頁 因為轉(zhuǎn)子有漏磁通L2，對應(yīng)感抗為X2。 所以，I2比E2滯后2

23、角， 因而轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)為： 它也與轉(zhuǎn)差率S相關(guān)。 當S很小時， ； 當S增大時，X2也增大，于是cos 2 減小； 當S靠近于1時，cos 2 R2/X20。可見電動勢、電流、頻率、感抗及功率因數(shù)都與轉(zhuǎn)速相關(guān)。第56頁5、三相異步電機固有機械特征 三相異步電機轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通 與轉(zhuǎn)子電流I2 相互作用而產(chǎn)生。 其計算公式為： 該計算公式另一表示式為： 其中，Kt與電機結(jié)構(gòu)相關(guān)常數(shù)； I2轉(zhuǎn)子電流； 每極磁通； 2I2比E2滯后角； R2轉(zhuǎn)子每相繞組電阻； U1定子繞組相電壓；U電源電壓； X20電機不動時轉(zhuǎn)子每相繞組感抗； K與電機結(jié)構(gòu)、電源頻率相關(guān)常數(shù)。第57頁 從特征曲線上能夠

24、看出，其上有 四個特殊點能夠決定特征曲線 基本形狀和異步電動機運行 性能，這四個特殊點是：(1) T=0，n=n0(S=0)時，電動機處于理想空載工作點，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速即同時轉(zhuǎn)速。第58頁(2) T=TN，n=nN(S=SN)時，這時，電動機處于額定工作點。其額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率為 ：式中：PN電機額定功率；nN電機額定轉(zhuǎn)速，普通nN=(0.940.958)N0；SN電機額定轉(zhuǎn)差率，普通SN=0.060.015；TN電機額定轉(zhuǎn)矩。第59頁(3) T=Tst，n=0(S=1)時，電動機處于開啟工作點。將S=1代入轉(zhuǎn)矩公式中，可得：可見，異步電動機開啟轉(zhuǎn)矩Tst與U、 R2及X20相

25、關(guān)。第60頁 當施加在定子每相繞組上電壓降低 時，開啟轉(zhuǎn)矩會顯著減小； 當轉(zhuǎn)子電阻適當增大時，開啟轉(zhuǎn)矩會增大； 若增大轉(zhuǎn)子電抗則會使開啟轉(zhuǎn)矩大為減小。 通常把在固有機械特征上開啟轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩TN 之比st=Tst/TN 作為衡量異步電動機開啟能力一個 主要數(shù)據(jù)。普通：第61頁(4) T=Tmax，n=nm(S=Sm)時，電機處于臨界工作點。欲求轉(zhuǎn)矩最大值，可令得臨界轉(zhuǎn)差率：再將Sm代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得：上式表明，Tmax對電壓波動很敏感。電源電壓過低會引發(fā)輸出轉(zhuǎn)矩顯著下降，甚至低于負載轉(zhuǎn)矩而造成電機停轉(zhuǎn)。第62頁 通常把在固有機械特征上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩 之比 稱為電動機過載能力

26、系數(shù)。 它表征了電動機能夠承受沖擊負載能力大小， 是電動機又一個主要運行參數(shù)。 鼠籠式異步電動機： 線繞式異步電動機：第63頁（1）降低電動機電源電壓時人為特征n0不變；Sm不變；Tmax伴隨電壓減小而大大地減小；Tst伴隨電壓減小而大大地減小。改變電源電壓后人為特征如圖圖所表示。6、人為特征第64頁（2）定子電路接入電阻或電抗時人為特征 在電動機定子電路中外串電阻或電抗后，電動機 端電壓為電源電壓減去定子外串電阻上或電抗上 壓降，致使定子繞組相電壓降低,這種情況下人為 機械特征與降低電源電壓時相同，如圖所表示。第65頁（3）改變定子電源頻率時人為特征普通變頻調(diào)速采取恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩

27、保持為恒值，為此在改變頻率同時，電源電壓也要作對應(yīng)改變，使U/f =C，這在實質(zhì)上是使電機氣隙磁通保持不變。所以，改變電源頻率后機械特征如圖所表示。第66頁n0不變；Tmax不變；Sm伴隨串接電阻增加而增大。此時人為特征將是一根比固有特征較軟一條曲線，如圖 (b)所表示。（4）轉(zhuǎn)子電路串電阻時人為特征第67頁 要求開啟平滑，即要求開啟時加速平滑，以減小 對生產(chǎn)機械沖擊。 開啟設(shè)備安全可靠，力爭結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 開啟過程中功率損耗越小越好。 其中，“足夠大開啟轉(zhuǎn)矩”和“開啟電流越小 越好”是衡量電機開啟性能主要技術(shù)指標。7、三相異步電動機開啟特征第68頁 異步電動機本身開啟特征為：異步電動機

28、在接入電網(wǎng)開啟瞬時，因為轉(zhuǎn)子處于靜止狀態(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場以最快相對速度（即同時轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出很大轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流，從而引發(fā)很大定子電流，普通可達額定電流57倍。a. 定子電流大，Ist=(57)IN。第69頁b. 開啟轉(zhuǎn)矩小，Tst=(0.81.5)TN。開啟時S=1，轉(zhuǎn)子功率因數(shù) 很低，因而開啟轉(zhuǎn)矩 卻不大。第70頁8、鼠籠式開啟 普通在有獨立變壓器供電（即變壓器供動力用電） 情況下，若電動機開啟頻繁時，電動機功率小于 變壓器容量20%時允許直接開啟； 若電動機不經(jīng)常開啟，電動機功率小于變壓器容量 30%時也允許直接開啟； 假如沒有獨立變壓器供電（即與照明共用電源）

29、 情況下，電動機開啟較頻繁，則常按經(jīng)驗公式來 估算，滿足以下關(guān)系則可直接開啟：1.直接開啟第71頁2、電阻或電抗器降壓開啟 其接線原理如圖所表示。 開啟時，接觸器KM1斷開，KM 閉合，將開啟電阻Rst串入定子 電路，使開啟電流減小； 待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將KM1閉合， Rst被短接，電動機接上全部電壓而趨于穩(wěn)定運行。第72頁 缺點： 開啟轉(zhuǎn)矩隨定子電壓平方關(guān)系 下降，故它只適合用于空載或輕載 開啟場所； 不經(jīng)濟，在開啟過程中，電阻器 上消耗能量大，不適合用于經(jīng)常 開啟電動機，若采取電抗器代替 電阻器，則所需設(shè)備費較貴，且體積大。第73頁3、Y-降壓開啟 開啟時，接觸器觸點KM和KM1 閉

30、合，KM2斷開，將定子繞組 接成Y； 待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將KM1 斷開，KM2閉合，定子繞組接成， 電機開啟過程完成，轉(zhuǎn)入正常運行。第74頁 設(shè)U1為電源線電壓，IstY及Ist為定子繞組分別接成 星形及三角形開啟電流（線電流），Z為電動機 在開啟時每相繞組等效阻抗。則有：所以 即定子繞組接成星形時開啟電流只有接成三角形 時開啟電流1/3。 一樣，開啟轉(zhuǎn)矩也只有接成三角形時1/3。第75頁 Y-降壓開啟方法優(yōu)點是： 設(shè)備簡單、經(jīng)濟、開啟電流小； Y-降壓開啟方法缺點是：開啟轉(zhuǎn)矩小，且開啟電壓不能按實際需要調(diào)整，只適合用于空載或輕載開啟場所；并只適合用于正常運行時定子繞組接線為異步電動機。

31、 因為這種方法應(yīng)用廣泛，我國要求4KW及其以上 三相異步額定電壓為380V，連接方法為， 當電源線電壓為380V時，它們就可用Y-降壓開啟。第76頁9、線繞式異步電動機開啟方法 鼠籠式異步電動機開啟轉(zhuǎn)矩小，開啟電流大， 所以不能滿足一些生產(chǎn)機械需要高開啟轉(zhuǎn)矩和 低開啟電流要求。 線繞式異步電動機因為能在轉(zhuǎn)子電路中串電阻， 所以含有較大開啟轉(zhuǎn)矩和較小開啟電流， 即含有很好開啟特征。 在轉(zhuǎn)子電路中串電阻開啟方法慣用有兩種： 逐層切除開啟電阻法和頻敏變阻器開啟法。第77頁逐層切除開啟電阻法 采取逐極切除開啟電阻方法，其目標和開啟 過程與他勵直流電動機采取逐層切除開啟電阻 方法相同，主要是為了使整個開

32、啟過程中電機能 保持較大加速轉(zhuǎn)矩。開啟過程如圖所表示：第78頁10、三相異步電動機調(diào)速特征 由公式知， 在一定負載下，欲得到不一樣轉(zhuǎn)速 n，能夠改變： 極對數(shù) P、轉(zhuǎn)差率 S 和電源頻率 f 來取得。第79頁交流調(diào)速分類交流調(diào)速變極對數(shù)調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變頻調(diào)速改變鼠籠式異步電機定子 繞組極對數(shù)。調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速串極調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速改變定子電源頻率。改變定子電壓。線繞式異步電機轉(zhuǎn)子 電路串電阻。線繞式異步電機轉(zhuǎn)子電路串電動勢。滑差電機調(diào)速。第80頁 變極對數(shù)調(diào)速是有級； 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速不用調(diào)整同時轉(zhuǎn)速，低速時，電阻 能耗大，效率低； 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速中，只有串級調(diào)速轉(zhuǎn)差功率才得以 利用，效率較高； 變頻調(diào)速需要調(diào)整同時轉(zhuǎn)速，從高速到低速都能 保持很小轉(zhuǎn)差率，效率高，調(diào)速范圍大，精度高， 是一個較理想交流電機調(diào)速方法。第81頁改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 屬于改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法有： 調(diào)壓調(diào)速； 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速； 串級調(diào)速； 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。第82頁1、調(diào)壓調(diào)速1）異步電機調(diào)壓特征電壓改變后，Tmax改變，而n0和Sm不變。對于恒轉(zhuǎn)矩TL，與不一樣電壓下電機機械特征曲線相交，得到a、b、c三點。三點所決定轉(zhuǎn)速差異不大，說明其調(diào)速范圍很小