機(jī)電傳動(dòng)控制(第五版)課件及其復(fù)習(xí)

1、機(jī)電傳動(dòng)控制(第五版)課件及其復(fù)習(xí)機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展 動(dòng)力源：蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力源：蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī) 機(jī)電傳動(dòng)方式：機(jī)電傳動(dòng)方式： 成組拖動(dòng)：一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)多臺(tái)設(shè)備，老方式，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)成組拖動(dòng)：一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)多臺(tái)設(shè)備，老方式，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，效率低。雜，效率低。 單電機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)設(shè)備，比成組方式進(jìn)單電機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)設(shè)備，比成組方式進(jìn)步。步。 多電機(jī)拖動(dòng)：多臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)設(shè)備，現(xiàn)代的傳動(dòng)方法。多電機(jī)拖動(dòng)：多臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)設(shè)備，現(xiàn)代的傳動(dòng)方法。第二章第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) D 單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性直徑單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性

2、直徑（m）; G 單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的重力單軸傳動(dòng)系統(tǒng)的重力（Kg）。）。 GD2 應(yīng)視為一個(gè)整體物理量。應(yīng)視為一個(gè)整體物理量。 運(yùn)動(dòng)方程式是研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的方程式，運(yùn)動(dòng)方程式是研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的方程式， 由它可描述出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及特征。由它可描述出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及特征。1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式2 2、傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)、傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：即即，為常數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)以恒速運(yùn)動(dòng)。為常數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)以恒速運(yùn)動(dòng)。 T TM M = =T TL L時(shí)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于恒速運(yùn)動(dòng)的這種狀

3、態(tài)被稱為穩(wěn)態(tài)。傳動(dòng)系統(tǒng)處于恒速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為穩(wěn)態(tài)。 即即 傳動(dòng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)。即即傳動(dòng)系統(tǒng)減速運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)減速運(yùn)動(dòng)。T TM M T TL L時(shí)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于加速或減速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)傳動(dòng)系統(tǒng)處于加速或減速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為動(dòng)態(tài)。被稱為動(dòng)態(tài)。 處于動(dòng)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中必然存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩：處于動(dòng)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中必然存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩： 它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。其轉(zhuǎn)矩平衡方程為：它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。其轉(zhuǎn)矩平衡方程為：TM = TL + Td上式表明，在任何情況下，電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是被軸上的負(fù)載上式表明，在任何情況下，電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是被軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）與動(dòng)態(tài)

4、轉(zhuǎn)矩之和所平衡。轉(zhuǎn)矩（靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩之和所平衡。 由于傳動(dòng)系統(tǒng)有多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程式由于傳動(dòng)系統(tǒng)有多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程式 中的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向就不同，因此需要約定方向中的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向就不同，因此需要約定方向 的表達(dá)規(guī)則。的表達(dá)規(guī)則。3 3、T TM M、T TL L、n n的參考方向的參考方向 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，一般因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，一般以以（或（或n n）的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒?lái)確定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。）的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒?lái)確定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。 當(dāng)當(dāng)T TM M的實(shí)際作用方向與的實(shí)際作用方向與n n的方向相同時(shí)（符號(hào)同），取與的方向

5、相同時(shí)（符號(hào)同），取與n n相相同的符號(hào)，同的符號(hào)，T TM M為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；1)T1)TM M的符號(hào)與性質(zhì)的符號(hào)與性質(zhì) 當(dāng)當(dāng)T TM M的實(shí)際作用方向與的實(shí)際作用方向與n n的方向相反時(shí)，取與的方向相反時(shí)，取與n n相反的符相反的符號(hào)，號(hào)，T TM M為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 拖動(dòng)轉(zhuǎn)距促進(jìn)運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)轉(zhuǎn)距阻礙運(yùn)動(dòng)。拖動(dòng)轉(zhuǎn)距促進(jìn)運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)轉(zhuǎn)距阻礙運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)當(dāng)T TL L的實(shí)際作用方向與的實(shí)際作用方向與n n的方向相同時(shí)（符號(hào)反），取的方向相同時(shí)（符號(hào)反），取與與n n相反的符號(hào)，相反的符號(hào)，T TL L為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；2)T2)TL L的符號(hào)與性質(zhì)的符號(hào)與性質(zhì) 當(dāng)當(dāng)T TL L

6、的實(shí)際作用方向與的實(shí)際作用方向與n n的方向相反時(shí)，取與的方向相反時(shí)，取與n n相同的符號(hào)，相同的符號(hào)，T TL L為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。4 4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性 前面討論的機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩前面討論的機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L 可能是常數(shù)，也可能是轉(zhuǎn)速的函數(shù)?？赡苁浅?shù)，也可能是轉(zhuǎn)速的函數(shù)。 我們把同一軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系稱為我們把同一軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系稱為 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性。機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載特性。 就是生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性，有時(shí)也稱為生產(chǎn)機(jī)械的就是生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性，有時(shí)也稱為生產(chǎn)機(jī)械的 機(jī)械特性

7、。機(jī)械特性。 今后均指電機(jī)軸上的負(fù)載特性。今后均指電機(jī)軸上的負(fù)載特性。 不同類型的生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中受阻的性質(zhì)是不同的，不同類型的生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中受阻的性質(zhì)是不同的， 其負(fù)載特性曲線的形狀也有所不同，大致分為：其負(fù)載特性曲線的形狀也有所不同，大致分為： 恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性、離心式通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性、恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性、離心式通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性、 直線型負(fù)載特性、恒功率型負(fù)載特性。直線型負(fù)載特性、恒功率型負(fù)載特性。2.3.1 2.3.1 恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性 這一類型負(fù)載特性的特點(diǎn)是：負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)。這一類型負(fù)載特性的特點(diǎn)是：負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)。 如圖所示。如圖所示。 依據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系

8、，恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性依據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載特性 可分為反抗性轉(zhuǎn)矩和位能性轉(zhuǎn)矩兩種?？煞譃榉纯剐赞D(zhuǎn)矩和位能性轉(zhuǎn)矩兩種。a a反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下：反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下： 由摩擦、非彈性體的壓縮、拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用所產(chǎn)生由摩擦、非彈性體的壓縮、拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用所產(chǎn)生 的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 反抗性轉(zhuǎn)矩的方向恒與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙運(yùn)動(dòng)；反抗性轉(zhuǎn)矩的方向恒與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙運(yùn)動(dòng)； 反抗性轉(zhuǎn)矩的大小恒常不變。反抗性轉(zhuǎn)矩的大小恒常不變。 根據(jù)轉(zhuǎn)矩正方向的約定可知，反抗性轉(zhuǎn)矩恒與轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)矩正方向的約定可知，反抗性轉(zhuǎn)矩恒與轉(zhuǎn)速n n 的方向相反時(shí)取正號(hào)，即

9、：的方向相反時(shí)取正號(hào)，即： n n 為正方向時(shí)為正方向時(shí)T TL L 為正，特性在第一象限；為正，特性在第一象限； n n 為負(fù)方向時(shí)為負(fù)方向時(shí)T TL L 為負(fù)，特性在第三象限。為負(fù)，特性在第三象限。b b位能性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下：位能性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下： 位能性轉(zhuǎn)矩的大小恒常不變；位能性轉(zhuǎn)矩的大小恒常不變； 作用方向不變，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，即在某一方向作用方向不變，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，即在某一方向 阻礙運(yùn)動(dòng)而在另一方向促進(jìn)運(yùn)動(dòng)。阻礙運(yùn)動(dòng)而在另一方向促進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 位能性轉(zhuǎn)矩是由物體的重力或彈性體的壓縮、拉伸、位能性轉(zhuǎn)矩是由物體的重力或彈性體的壓縮、拉伸、 扭轉(zhuǎn)等作用所引起的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；扭轉(zhuǎn)等作用所引起的

10、負(fù)載轉(zhuǎn)矩；離心式通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性離心式通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性 離心式通風(fēng)型機(jī)械特性是按離心力原理工作的，離心式通風(fēng)型機(jī)械特性是按離心力原理工作的， 如離心式鼓風(fēng)機(jī)、水泵等，它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩如離心式鼓風(fēng)機(jī)、水泵等，它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L的大小的大小 與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n n的平方成正比，即：的平方成正比，即：其中：其中：C C為常數(shù)。為常數(shù)。特性曲線如圖所示。特性曲線如圖所示。直線型負(fù)載特性直線型負(fù)載特性 直線型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩直線型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L的大小與轉(zhuǎn)速的大小與轉(zhuǎn)速n n的大小的大小 成正比，即成正比，即 ：其中：其中：C C為常數(shù)。為常數(shù)。特性曲線如圖所示。特性曲線如圖所示。恒功率型負(fù)載

11、特性恒功率型負(fù)載特性 恒功率型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒功率型負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L的大小與轉(zhuǎn)速的大小與轉(zhuǎn)速n n的的 大小成反比，即大小成反比，即其中：其中：C C為常數(shù)。例如機(jī)床。為常數(shù)。例如機(jī)床。 實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載可能是單一類型的，也可以是幾種實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載可能是單一類型的，也可以是幾種 類型的復(fù)合。類型的復(fù)合。特性曲線如圖所示。特性曲線如圖所示。5 5 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體，機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體， 為了使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行合理，就要使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械為了使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行合理，就要使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 特性與生產(chǎn)機(jī)械

12、的負(fù)載特性盡量相匹配。特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性盡量相匹配。 特性配合好壞的基本要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。特性配合好壞的基本要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。1 1、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的含義包括：、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的含義包括：1) 1) 系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運(yùn)行；系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運(yùn)行；2) 2) 系統(tǒng)受某種外部干擾作用（如電壓波動(dòng)、負(fù)載系統(tǒng)受某種外部干擾作用（如電壓波動(dòng)、負(fù)載 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等）而使運(yùn)行速度發(fā)生變化，應(yīng)保證轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等）而使運(yùn)行速度發(fā)生變化，應(yīng)保證 系統(tǒng)在干擾消除后能恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行速度。系統(tǒng)在干擾消除后能恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行速度。2 2、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件1) 1) 必要

13、條件必要條件 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T TM M和負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L大小相等，大小相等， 方向相反。方向相反。 從從T Tn n 坐標(biāo)上看，就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線坐標(biāo)上看，就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線 n n = =f f( (T TM M) )和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線n n = =f f( (T TL L) ) 必須有交點(diǎn)，交點(diǎn)被稱為平衡點(diǎn)。必須有交點(diǎn)，交點(diǎn)被稱為平衡點(diǎn)。2) 2) 充分條件充分條件 系統(tǒng)受到干擾后，要具有恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的系統(tǒng)受到干擾后，要具有恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的 能力，即：能力，即： 當(dāng)干擾使速度上升時(shí)，有當(dāng)干擾使速度上升時(shí)，有

14、T TM M T TL L 。 這是穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件。這是穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件。 符合穩(wěn)定運(yùn)行條件的平衡點(diǎn)稱為穩(wěn)定平衡點(diǎn)。符合穩(wěn)定運(yùn)行條件的平衡點(diǎn)稱為穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件也可表述為：機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件也可表述為：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n= f（Tm） 與負(fù)載特性與負(fù)載特性n= f（TL）有交點(diǎn)；）有交點(diǎn)；a a、b b兩點(diǎn)是否為穩(wěn)定平兩點(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)？衡點(diǎn)？a a點(diǎn)：點(diǎn)： 當(dāng)負(fù)載突然增加后當(dāng)負(fù)載突然增加后當(dāng)負(fù)載波動(dòng)消除后當(dāng)負(fù)載波動(dòng)消除后 故故a a點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 同理同理b b點(diǎn)不是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。點(diǎn)不是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。

15、異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性機(jī)械特性交點(diǎn)交點(diǎn)a a交點(diǎn)交點(diǎn)b b0LM TT分析舉例分析舉例 若我們約定：若我們約定： I Ia a 電樞電流；電樞電流； R Ra a 電樞電阻；電樞電阻； E E 電樞電動(dòng)勢(shì)；電樞電動(dòng)勢(shì)； U U 電機(jī)端電壓；電機(jī)端電壓； U Uf f 勵(lì)磁繞組端電壓；勵(lì)磁繞組端電壓； R Rf f 勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻；勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻； I If f 勵(lì)磁繞組電流。勵(lì)磁繞組電流。 由電磁學(xué)理論很容易由電磁學(xué)理論很容易 推得：推得：直流電機(jī)機(jī)械特性直流電機(jī)機(jī)械特性一般表達(dá)式一般表達(dá)式第第3章章 直流電機(jī)的工作原理及特性直流電機(jī)的工作原理及特性1

16、 1、固有機(jī)械特性、固有機(jī)械特性 電機(jī)的機(jī)械特性有固有特性和人為特性之分。電機(jī)的機(jī)械特性有固有特性和人為特性之分。 固有特性又稱自然特性，是指在額定條件下的固有特性又稱自然特性，是指在額定條件下的 n = n = f f( (T T) )曲線。曲線。（1 1）估算電樞電阻估算電樞電阻R Ra a： 根據(jù)電機(jī)銘牌可以計(jì)算出關(guān)鍵點(diǎn)而繪出該電機(jī)根據(jù)電機(jī)銘牌可以計(jì)算出關(guān)鍵點(diǎn)而繪出該電機(jī) 在額定條件下的在額定條件下的 n = n = f f( (T T) ) 特性曲線。特性曲線。 即即根據(jù)電機(jī)銘牌計(jì)算出理想空載點(diǎn)和額定運(yùn)行點(diǎn)根據(jù)電機(jī)銘牌計(jì)算出理想空載點(diǎn)和額定運(yùn)行點(diǎn) 的坐標(biāo)，再據(jù)此近似地畫出的坐標(biāo)，再據(jù)此

17、近似地畫出 n = n = f f( (T T) ) 特性曲線。特性曲線。（2 2）求求K Ke eN N：（3 3）求理想空載轉(zhuǎn)速：求理想空載轉(zhuǎn)速：（4 4）求額定轉(zhuǎn)矩：求額定轉(zhuǎn)矩：重點(diǎn)重點(diǎn) 根據(jù)（根據(jù)（0,n0,n0 0）和（）和（T Tn n,n,nN N）兩點(diǎn)就可以作出他勵(lì)電動(dòng)機(jī)）兩點(diǎn)就可以作出他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 的機(jī)械特性曲線。的機(jī)械特性曲線。 正轉(zhuǎn)時(shí)，在第一象限；正轉(zhuǎn)時(shí)，在第一象限； 反轉(zhuǎn)時(shí)，在第三象限。反轉(zhuǎn)時(shí)，在第三象限。 人為機(jī)械特性是指公式人為機(jī)械特性是指公式 中的供電電壓中的供電電壓U U 或磁通或磁通 不是額定值、電樞電路中不是額定值、電樞電路中 接有外加電阻接有外加電阻R Ra

18、dad時(shí)的機(jī)械特性。（三種）時(shí)的機(jī)械特性。（三種）2 2、人為機(jī)械特性、人為機(jī)械特性（1 1）電樞回路中串接附加電阻時(shí)的人為機(jī)械特性；電樞回路中串接附加電阻時(shí)的人為機(jī)械特性；（2 2）改變電樞電壓改變電樞電壓U U 時(shí)的人為機(jī)械特性；時(shí)的人為機(jī)械特性；（3 3）改變磁通改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性。時(shí)的人為機(jī)械特性。3 3 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)就是施電于電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)就是施電于電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 起來(lái)，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速的過(guò)程。起來(lái)，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速的過(guò)程。 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)而言，在未啟動(dòng)之前對(duì)直流電動(dòng)機(jī)而言，在未啟動(dòng)之前n n =0=0、E E

19、 =0=0， 而而R Ra a一般很小。一般很小。 所以，當(dāng)電動(dòng)機(jī)被直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時(shí)，所以，當(dāng)電動(dòng)機(jī)被直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時(shí)， 啟動(dòng)電流為：?jiǎn)?dòng)電流為： 這個(gè)電流很大，一般情況下能達(dá)到其額定電流的這個(gè)電流很大，一般情況下能達(dá)到其額定電流的 （10102020）倍。）倍。 過(guò)大的啟動(dòng)電流危害很大：過(guò)大的啟動(dòng)電流危害很大：（1 1） 對(duì)電動(dòng)機(jī)本身的影響：對(duì)電動(dòng)機(jī)本身的影響： 使電動(dòng)機(jī)在換向過(guò)程中產(chǎn)生危險(xiǎn)的火花，使電動(dòng)機(jī)在換向過(guò)程中產(chǎn)生危險(xiǎn)的火花， 燒壞整流子（換向器）；燒壞整流子（換向器）； 過(guò)大的電樞電流產(chǎn)生過(guò)大的電動(dòng)應(yīng)力，過(guò)大的電樞電流產(chǎn)生過(guò)大的電動(dòng)應(yīng)力， 可能引起繞組的損壞

20、?？赡芤鹄@組的損壞。 （2 2） 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響：對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)電流成正比例；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)電流成正比例； 巨大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的巨大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩；動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩； 過(guò)大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會(huì)在機(jī)械系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會(huì)在機(jī)械系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生 過(guò)大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使機(jī)械傳動(dòng)部件損壞。過(guò)大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使機(jī)械傳動(dòng)部件損壞。（3 3）對(duì)供電電網(wǎng)的影響：）對(duì)供電電網(wǎng)的影響： 過(guò)大的啟動(dòng)電流可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置動(dòng)作，過(guò)大的啟動(dòng)電流可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置動(dòng)作， 導(dǎo)致切斷電源，造成事故；導(dǎo)致切斷電源，造成事故； 或者引起電網(wǎng)電壓的下降，影響

21、其他負(fù)載的或者引起電網(wǎng)電壓的下降，影響其他負(fù)載的 正常運(yùn)行。正常運(yùn)行。因此，因此，直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接啟動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接啟動(dòng)的若要啟動(dòng)，必須設(shè)法限制電樞電流！若要啟動(dòng)，必須設(shè)法限制電樞電流！例如：普通的例如：普通的Z2Z2型直流電動(dòng)機(jī)，規(guī)定電樞的瞬時(shí)電流型直流電動(dòng)機(jī)，規(guī)定電樞的瞬時(shí)電流 不得大于額定電流的不得大于額定電流的1.51.52 2倍。倍。4 4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 調(diào)速（又稱速度調(diào)節(jié)）與速度變化是兩個(gè)完全調(diào)速（又稱速度調(diào)節(jié)）與速度變化是兩個(gè)完全 不同的概念。不同的概念。 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速是在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電動(dòng)機(jī)的調(diào)速是在一定的負(fù)載條

22、件下，人為地改變 電動(dòng)機(jī)的電路參數(shù)，以改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的電路參數(shù)，以改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 如圖所示：人為地改變（或如圖所示：人為地改變（或 調(diào)節(jié)）電樞回路的電阻大小調(diào)節(jié)）電樞回路的電阻大小 造成轉(zhuǎn)速下降，故這種人為造成轉(zhuǎn)速下降，故這種人為 改變某些參數(shù)而造成速度的改變某些參數(shù)而造成速度的 變化，稱調(diào)速或速度調(diào)節(jié)。變化，稱調(diào)速或速度調(diào)節(jié)。a a 改變電樞電路外串電阻改變電樞電路外串電阻R Radad 從特性方程可看出，在一從特性方程可看出，在一 定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L下，串入下，串入 不同的電阻可以得到不同不同的電阻可以得到不同 的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。 在電阻分別為在電阻分

23、別為R Ra a、R R1 1、R R2 2、 R R3 3的情況下，可以分別的情況下，可以分別 得到穩(wěn)定工作點(diǎn)得到穩(wěn)定工作點(diǎn)A A、C C、D D和和E E，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為 n nA A、n nB B、n nC C、n nD D。（。（ R Ra a R R1 1 R R2 2 U U1 1 U U2 2 U U3 3 ） 當(dāng)當(dāng) = =N N、R Rad ad =0=0、改變電樞電壓、改變電樞電壓U U 時(shí)，理想空載時(shí)，理想空載 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n0 0將隨電樞電壓將隨電樞電壓U U 的變化而變化，但轉(zhuǎn)速降的變化而變化，但轉(zhuǎn)速降 n n卻不變。卻不變。 所以，在不同的電樞電壓所以，在

24、不同的電樞電壓U U 下，下， 可得一組平行于固有機(jī)械特性可得一組平行于固有機(jī)械特性 曲線的人為機(jī)械特性曲線。曲線的人為機(jī)械特性曲線。 由于電機(jī)絕緣材料耐壓條件由于電機(jī)絕緣材料耐壓條件 的限制，這種電壓調(diào)速方法的限制，這種電壓調(diào)速方法 只能在額定電壓值以下調(diào)節(jié)。只能在額定電壓值以下調(diào)節(jié)。 是一種電機(jī)降速調(diào)速法。是一種電機(jī)降速調(diào)速法。特點(diǎn)：特點(diǎn)：例：將電機(jī)電樞供電電壓由例：將電機(jī)電樞供電電壓由U U1 1升到升到U UN N。 電壓為電壓為U U1 1時(shí)，電機(jī)工作在時(shí)，電機(jī)工作在U U1 1 特性的特性的b b點(diǎn)；此時(shí)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速點(diǎn)；此時(shí)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 為為n nb b。 當(dāng)電壓突然上升到當(dāng)電壓突然上

25、升到U UN N時(shí)，由于時(shí)，由于 機(jī)械系統(tǒng)的慣性作用，轉(zhuǎn)速機(jī)械系統(tǒng)的慣性作用，轉(zhuǎn)速n n 不變，相應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)也不變，不變，相應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)也不變， 仍分別為仍分別為n nb b和和E Eb b。 但當(dāng)不考慮電樞電路的電感時(shí)，電樞電流將由但當(dāng)不考慮電樞電路的電感時(shí)，電樞電流將由 突然上升至突然上升至 ； 電機(jī)轉(zhuǎn)矩也由電機(jī)轉(zhuǎn)矩也由 突然升至突然升至 ； 此時(shí)，電機(jī)的工作點(diǎn)雖然由此時(shí)，電機(jī)的工作點(diǎn)雖然由 b b點(diǎn)過(guò)渡到點(diǎn)過(guò)渡到g g點(diǎn)，但由于有點(diǎn)，但由于有 T Tg gTTL L，所以，系統(tǒng)開始加速。，所以，系統(tǒng)開始加速。 反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)E E也會(huì)隨著轉(zhuǎn)速也會(huì)隨著轉(zhuǎn)速n n的的 上升而增大，電樞電

26、流則逐漸減少，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也上升而增大，電樞電流則逐漸減少，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也 相應(yīng)地減少，電機(jī)的工作點(diǎn)沿相應(yīng)地減少，電機(jī)的工作點(diǎn)沿U UN N由由g g點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到a a點(diǎn)，點(diǎn)， 電機(jī)轉(zhuǎn)矩又回到電機(jī)轉(zhuǎn)矩又回到T TL L。改變電樞回路串接電阻的大小調(diào)速存在如下問(wèn)題：改變電樞回路串接電阻的大小調(diào)速存在如下問(wèn)題： 機(jī)械特性較軟，電阻愈大則特性愈軟，穩(wěn)定度愈低；機(jī)械特性較軟，電阻愈大則特性愈軟，穩(wěn)定度愈低； 在空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍不大；在空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍不大； 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難；實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難； 在調(diào)速電阻上消耗大量電能等。在調(diào)速電阻上消耗大量電能等。 正因?yàn)槿秉c(diǎn)不少，目前已很少采用，僅在有些起

27、重正因?yàn)槿秉c(diǎn)不少，目前已很少采用，僅在有些起重 機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。 當(dāng)當(dāng)U U = =U UN N、R Rad ad =0=0、而改變磁通、而改變磁通 時(shí)，時(shí)， 理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n n0 0和轉(zhuǎn)速降和轉(zhuǎn)速降n n都要隨磁通都要隨磁通 的變化的變化 而變化。而變化。 由于磁通由于磁通只能在低于其只能在低于其 額定值的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而額定值的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而 啟動(dòng)電流為常數(shù)，所以得到啟動(dòng)電流為常數(shù)，所以得到 的人為機(jī)械特性曲線如右的人為機(jī)械特性曲線如右 所示。是一種電機(jī)超速調(diào)速法。所示。是一種電機(jī)超速調(diào)速法。當(dāng)磁通過(guò)分消

28、弱后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電機(jī)電流當(dāng)磁通過(guò)分消弱后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電機(jī)電流將大大增加，從而產(chǎn)生過(guò)載現(xiàn)象。將大大增加，從而產(chǎn)生過(guò)載現(xiàn)象。 必須注意的是：必須注意的是：當(dāng)當(dāng)=0=0時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速將升到機(jī)械強(qiáng)度不允許的程度。時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速將升到機(jī)械強(qiáng)度不允許的程度。因此，直流他勵(lì)電機(jī)啟動(dòng)前必須先加勵(lì)磁電流，因此，直流他勵(lì)電機(jī)啟動(dòng)前必須先加勵(lì)磁電流，且在運(yùn)轉(zhuǎn)中決不允許勵(lì)磁電流為零。且在運(yùn)轉(zhuǎn)中決不允許勵(lì)磁電流為零。為此，直流他勵(lì)電機(jī)在使用中，一般都設(shè)有為此，直流他勵(lì)電機(jī)在使用中，一般都設(shè)有“失磁失磁”保護(hù)措施。保護(hù)措施。c c 改變電機(jī)主磁通改變電機(jī)主磁通 改變電機(jī)主磁通改變電機(jī)主磁通 的調(diào)速機(jī)械特性如圖

29、所示：的調(diào)速機(jī)械特性如圖所示： 即改變主磁通即改變主磁通 可以達(dá)到調(diào)速的目的?？梢赃_(dá)到調(diào)速的目的。 降速時(shí)沿降速時(shí)沿c-d-bc-d-b進(jìn)行，升速時(shí)沿進(jìn)行，升速時(shí)沿b-e-cb-e-c進(jìn)行。進(jìn)行。 可平滑無(wú)級(jí)調(diào)速，但只能弱磁調(diào)速，即在額定轉(zhuǎn)可平滑無(wú)級(jí)調(diào)速，但只能弱磁調(diào)速，即在額定轉(zhuǎn) 速以上調(diào)節(jié)；速以上調(diào)節(jié)； 調(diào)速特性較軟，且受電動(dòng)機(jī)換向條件等的限制；調(diào)速特性較軟，且受電動(dòng)機(jī)換向條件等的限制； 調(diào)速時(shí)維持電樞電壓調(diào)速時(shí)維持電樞電壓U U 和電樞電流和電樞電流I Ia a不變時(shí)，不變時(shí)， 電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率P P= =UIUIa a不變，屬恒功率調(diào)速。不變，屬恒功率調(diào)速。 普通他勵(lì)電

30、動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不得超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的普通他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不得超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的 1.2 1.2倍，所以，調(diào)速范圍不大。倍，所以，調(diào)速范圍不大。 所以，它往往和調(diào)壓調(diào)速配合使用，即在額定轉(zhuǎn)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。速下用降壓調(diào)速；在額定轉(zhuǎn)速之上用弱磁調(diào)速。特點(diǎn)：特點(diǎn)：5 5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性1 1、制動(dòng)與啟動(dòng)的定義：、制動(dòng)與啟動(dòng)的定義： 啟動(dòng)：施電于電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)機(jī)速度啟動(dòng)：施電于電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)機(jī)速度從靜止加速到從靜止加速到 某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)脫離電網(wǎng)，或使電動(dòng)

31、機(jī)轉(zhuǎn)速制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)脫離電網(wǎng)，或使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是或是 限制位能負(fù)載下降速度限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。的一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 注意：電動(dòng)的制動(dòng)與自然停車是兩個(gè)不同的概念。注意：電動(dòng)的制動(dòng)與自然停車是兩個(gè)不同的概念。a a 反饋制動(dòng)反饋制動(dòng) 電機(jī)正常接線時(shí)，在外部電機(jī)正常接線時(shí)，在外部 條件作用下，電機(jī)的實(shí)際條件作用下，電機(jī)的實(shí)際 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n大于其理想空載轉(zhuǎn)速大于其理想空載轉(zhuǎn)速 n n0 0，此時(shí)，電機(jī)即運(yùn)行于，此時(shí)，電機(jī)即運(yùn)行于 反饋制動(dòng)狀態(tài)。反饋制動(dòng)狀態(tài)。例：例：電車，走平路時(shí)，其電機(jī)工作在電車，走平路時(shí)，其電機(jī)工作在 電動(dòng)狀態(tài)下

32、，電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)狀態(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩T T 克服克服 摩擦性負(fù)載轉(zhuǎn)矩摩擦性負(fù)載轉(zhuǎn)矩T Tr r，即，即T=TT=Tr r， 以轉(zhuǎn)速以轉(zhuǎn)速n na a穩(wěn)定在工作點(diǎn)穩(wěn)定在工作點(diǎn)a a。b b 反接制動(dòng)反接制動(dòng) 當(dāng)他勵(lì)電機(jī)的電樞電壓當(dāng)他勵(lì)電機(jī)的電樞電壓U U或電樞電動(dòng)勢(shì)或電樞電動(dòng)勢(shì)E E中的任一個(gè)中的任一個(gè) 在外部條件作用下改變了方向時(shí)，電機(jī)將運(yùn)行于在外部條件作用下改變了方向時(shí)，電機(jī)將運(yùn)行于 反接制動(dòng)狀態(tài)。反接制動(dòng)狀態(tài)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）電動(dòng)機(jī)的外加電樞電壓）電動(dòng)機(jī)的外加電樞電壓U U 與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E 的方向的方向 在外界的作用下由相反變?yōu)橄嗤辉谕饨绲淖饔孟掠上喾醋優(yōu)橄嗤? 2）電動(dòng)

33、機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩）電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T TM M與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n n的方向相反。的方向相反。在反接制動(dòng)中，把在反接制動(dòng)中，把改變電樞電壓改變電樞電壓U U 的方向的方向所產(chǎn)生的反接制所產(chǎn)生的反接制動(dòng)稱為電源反接制動(dòng)；動(dòng)稱為電源反接制動(dòng)；而把而把改變電樞電動(dòng)勢(shì)改變電樞電動(dòng)勢(shì)E E的方向的方向所產(chǎn)生的反接制動(dòng)稱為所產(chǎn)生的反接制動(dòng)稱為倒拉反接制動(dòng)。倒拉反接制動(dòng)。 （1).1).電源反接制動(dòng)電源反接制動(dòng) 設(shè)電動(dòng)機(jī)外加電樞電壓的參考方向?yàn)閳D中所示。設(shè)電動(dòng)機(jī)外加電樞電壓的參考方向?yàn)閳D中所示。 當(dāng)電壓的實(shí)際方向與參考方向相同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的當(dāng)電壓的實(shí)際方向與參考方向相同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的 機(jī)械特性為：機(jī)械特性為： 其特性曲線

34、如圖（其特性曲線如圖（b b）中的曲線）中的曲線1 1所示（正向）。所示（正向）。(2).(2).倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng) 設(shè)電機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)，以設(shè)電機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)，以n na a轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)， 提升重物。若用在電樞電路中串入附加限流電阻提升重物。若用在電樞電路中串入附加限流電阻 R Radad 的方法下放重物，這時(shí)，電機(jī)將由固有特性的方法下放重物，這時(shí)，電機(jī)將由固有特性 曲線曲線1 1的的a a點(diǎn)過(guò)渡到人為特性曲線點(diǎn)過(guò)渡到人為特性曲線2 2的的c c點(diǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩 T T 遠(yuǎn)小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T TL L。 因此，電機(jī)因此，電機(jī) 轉(zhuǎn)速將沿著轉(zhuǎn)速將沿著

35、曲線曲線2 2下降。下降。 到到d d點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)， 電機(jī)轉(zhuǎn)速為電機(jī)轉(zhuǎn)速為0 0， 重物停止上升。重物停止上升。C C 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，若把外施電樞電壓電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，若把外施電樞電壓U U突然突然 降為降為0 0，同時(shí)用一個(gè)附加電阻，同時(shí)用一個(gè)附加電阻R Radad短接電樞兩端，即短接電樞兩端，即 得到能耗制動(dòng)狀態(tài)。得到能耗制動(dòng)狀態(tài)。 此時(shí)電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能和熱能。此時(shí)電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能和熱能。 此時(shí)的機(jī)械特性曲線為圖中的曲線此時(shí)的機(jī)械特性曲線為圖中的曲線2 2。1 1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度 在交流電動(dòng)

36、機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)定子的旋轉(zhuǎn)速度在交流電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)定子的旋轉(zhuǎn)速度 被稱為同步速度，用被稱為同步速度，用n n0 0表示。表示。 以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，具有一對(duì)磁極（磁極對(duì)數(shù)以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，具有一對(duì)磁極（磁極對(duì)數(shù) 用用p p 表示）即表示）即p=p=1 1。 電流變化經(jīng)過(guò)一個(gè)周期（變化電流變化經(jīng)過(guò)一個(gè)周期（變化360360電角度），旋轉(zhuǎn)電角度），旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了360360機(jī)械角度），機(jī)械角度）， 若電流的頻率為若電流的頻率為f f，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘將旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘將旋轉(zhuǎn)6060f f 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)， 即：即：第第4 4章章 交流電動(dòng)機(jī)的工

37、作原理及特性交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性 依次類推，當(dāng)有依次類推，當(dāng)有p p對(duì)磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為：對(duì)磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為： 所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的頻率成正比所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的頻率成正比 而與磁級(jí)對(duì)數(shù)成反比。而與磁級(jí)對(duì)數(shù)成反比。 但但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n 恒小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。恒小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。 所以，稱為異步電機(jī)。所以，稱為異步電機(jī)。 所以，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)才會(huì)永遠(yuǎn)有切割磁力線的所以，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)才會(huì)永遠(yuǎn)有切割磁力線的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)，才有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，才會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，才有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，才會(huì)產(chǎn)生 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

38、的主要因素。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的主要因素。 我們把轉(zhuǎn)速差我們把轉(zhuǎn)速差( (n n0 0- -n n) )與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速n n0 0的比值稱為異步的比值稱為異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用S S表示，即：表示，即： 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S S是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的主要參數(shù)。是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的主要參數(shù)。 通常，通常，異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)，n n 接近接近n n0 0， 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S S 很小，一般為很小，一般為0.0150.0150.0600.060。2 2、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)差率 定子每相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：定子每相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： 它也是正弦量，其

39、有效值為：它也是正弦量，其有效值為： 式中，式中，f f1 1為為e e1 1的頻率。的頻率。 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和定子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和定子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為n n0 0， 所以有所以有 它等于定子電流的頻率，即它等于定子電流的頻率，即 。 定子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢(shì)：定子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢(shì)：3 3、定子電路的分析、定子電路的分析 加在定子每相繞組上的電壓分為三個(gè)分量，即：加在定子每相繞組上的電壓分為三個(gè)分量，即： 如用復(fù)數(shù)表示，則為：如用復(fù)數(shù)表示，則為： 式中，式中， 和和 為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗，為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗， 由于由于R R1 1和和X X1

40、1較小，其上電壓降與電動(dòng)勢(shì)較小，其上電壓降與電動(dòng)勢(shì)E E1 1比較起來(lái)，比較起來(lái)， ?？珊雎?，于是：?？珊雎?，于是：4 4、轉(zhuǎn)子電路的分析、轉(zhuǎn)子電路的分析 在討論電機(jī)轉(zhuǎn)矩之前，必須弄清轉(zhuǎn)子電路中的各項(xiàng)在討論電機(jī)轉(zhuǎn)矩之前，必須弄清轉(zhuǎn)子電路中的各項(xiàng) 物理量：電動(dòng)勢(shì)物理量：電動(dòng)勢(shì)e2 2、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電流i2 2、轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子電流頻率f2 2、 轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)coscos2 2、轉(zhuǎn)子繞組的感抗、轉(zhuǎn)子繞組的感抗X X2 2。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子每相繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)為：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子每相繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)為： 其有效值為其有效值為 ： 式中，式中，f f2 2為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)

41、為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)e e2 2或轉(zhuǎn)子電流或轉(zhuǎn)子電流i i2 2相對(duì)于旋轉(zhuǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的頻率。磁場(chǎng)的頻率。 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為 n n0 0- -n n。 在在 n n =0 =0 ，即，即S S =1=1時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為：時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為：為轉(zhuǎn)子最大電動(dòng)勢(shì)。為轉(zhuǎn)子最大電動(dòng)勢(shì)。 可見(jiàn)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)可見(jiàn)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E E2 2 與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率S S 有關(guān)。有關(guān)。 和定子電流一樣，轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生漏磁通，從而和定子電流一樣，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(dòng)勢(shì)。在轉(zhuǎn)子每相繞組中還要產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢(shì)。 因此，對(duì)于轉(zhuǎn)子每相電路，有因此，對(duì)

42、于轉(zhuǎn)子每相電路，有 ： 如用復(fù)數(shù)表示，則為如用復(fù)數(shù)表示，則為 ：式中，式中，R R2 2和和X X2 2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗 。 在在n n =0 =0 ，即，即S S =1 =1 時(shí)，轉(zhuǎn)子感抗為：時(shí)，轉(zhuǎn)子感抗為：為轉(zhuǎn)子最大感抗。為轉(zhuǎn)子最大感抗?？梢?jiàn)轉(zhuǎn)子感抗可見(jiàn)轉(zhuǎn)子感抗E E2 2 與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率S S 有關(guān)。有關(guān)。 轉(zhuǎn)子每相電路的電流為：轉(zhuǎn)子每相電路的電流為： 可見(jiàn)轉(zhuǎn)子電流可見(jiàn)轉(zhuǎn)子電流I I2 2 也與轉(zhuǎn)差率也與轉(zhuǎn)差率S S 有關(guān)。當(dāng)有關(guān)。當(dāng)S S 增大，增大， 即轉(zhuǎn)速即轉(zhuǎn)速n n 降低時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)轉(zhuǎn)速 增

43、加，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁力線切割的速度提高，于是增加，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁力線切割的速度提高，于是 E E2 2 增加，增加，I I2 2 也增加。也增加。 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I I2 2 隨轉(zhuǎn)差率隨轉(zhuǎn)差率S S 的變化關(guān)系如圖的變化關(guān)系如圖5.205.20所示。所示。 當(dāng)當(dāng)S S =0=0，即，即n n0 0-n =0-n =0，I I2 2 =0=0； 當(dāng)當(dāng)S S 很小時(shí)，很小時(shí)， ， ， 即與即與S S近似地成正比；近似地成正比； 當(dāng)當(dāng)S S 接近于接近于1 1時(shí)，時(shí)， ， 為常數(shù)。為常數(shù)。 由于轉(zhuǎn)子有漏磁通由于轉(zhuǎn)子有漏磁通L2L2，相應(yīng)的感抗為，相應(yīng)的感抗為X X2 2。 因此，因此，I I2 2比比E

44、 E2 2滯后滯后2角，角， 因而轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：因而轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為： 它也與轉(zhuǎn)差率它也與轉(zhuǎn)差率S S有關(guān)。有關(guān)。 當(dāng)當(dāng)S S很小時(shí)，很小時(shí)， ； 當(dāng)當(dāng)S S增大時(shí)，增大時(shí)，X2X2也增大，于是也增大，于是coscos 2 減小；減??； 當(dāng)當(dāng)S S接近于接近于1 1時(shí)，時(shí)，coscos 2 R2/X20?？梢?jiàn)電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率、感抗及功率因數(shù)都可見(jiàn)電動(dòng)勢(shì)、電流、頻率、感抗及功率因數(shù)都與轉(zhuǎn)速有關(guān)。與轉(zhuǎn)速有關(guān)。5 5、三相異步電機(jī)的固有機(jī)械特性、三相異步電機(jī)的固有機(jī)械特性 三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通 與轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電流I2 2 相

45、互作用而產(chǎn)生的。相互作用而產(chǎn)生的。 其計(jì)算公式為：其計(jì)算公式為： 該計(jì)算公式的另一表達(dá)式為：該計(jì)算公式的另一表達(dá)式為： 其中，其中，Kt與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)； I2轉(zhuǎn)子電流；轉(zhuǎn)子電流； 每極磁通；每極磁通； 2I2比比E2滯后角；滯后角； R2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻；轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻； U1定子繞組相電壓；定子繞組相電壓；U電源電壓；電源電壓； X20電機(jī)不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子每相繞組的感抗；電機(jī)不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子每相繞組的感抗； K與電機(jī)結(jié)構(gòu)、電源頻率有關(guān)的常數(shù)。與電機(jī)結(jié)構(gòu)、電源頻率有關(guān)的常數(shù)。 從特性曲線上可以看出，其上有從特性曲線上可以看出，其上有 四個(gè)特殊點(diǎn)可以決定特性曲線的四個(gè)特殊點(diǎn)

46、可以決定特性曲線的 基本形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行基本形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)是：性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)是：(1) T=0(1) T=0，n=nn=n0 0(S=0)(S=0)時(shí)，時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于理想空載工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)處于理想空載工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速。即同步轉(zhuǎn)速。(2) T=T(2) T=TN N，n=nn=nN N(S=S(S=SN N) )時(shí)，時(shí)，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于額定工作點(diǎn)。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于額定工作點(diǎn)。其額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率為其額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率為 ：式中：式中：PN電機(jī)的額定功率；電機(jī)的額定功率；nN電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，一般

47、電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，一般nN=(0.940.958)N0；SN電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，一般電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，一般SN=0.060.015；TN電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。(3) T=T(3) T=Tstst，n=0(S=1)n=0(S=1)時(shí)，時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)工作點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)工作點(diǎn)。將將S=1 1代入轉(zhuǎn)矩公式中，可得：代入轉(zhuǎn)矩公式中，可得：可見(jiàn)，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可見(jiàn)，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與與U、 R2及及X20有關(guān)。有關(guān)。 當(dāng)施加在定子每相繞組上的電壓降低當(dāng)施加在定子每相繞組上的電壓降低 時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯減小；時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯減??； 當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻適當(dāng)增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大；當(dāng)轉(zhuǎn)子

48、電阻適當(dāng)增大時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大； 若增大轉(zhuǎn)子電抗則會(huì)使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為減小。若增大轉(zhuǎn)子電抗則會(huì)使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為減小。 通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩TN 之比之比 st=Tst/TN 作為衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力的一個(gè)作為衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力的一個(gè) 重要數(shù)據(jù)。一般：重要數(shù)據(jù)。一般：(4) T=T(4) T=Tmaxmax，n=nn=nm m(S=S(S=Sm m) )時(shí)，時(shí)，電機(jī)處于臨界工作點(diǎn)。電機(jī)處于臨界工作點(diǎn)。欲求轉(zhuǎn)矩的最大值，可令欲求轉(zhuǎn)矩的最大值，可令得臨界轉(zhuǎn)差率：得臨界轉(zhuǎn)差率：再將再將Sm代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得：代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得：

49、上式表明，上式表明，T Tmaxmax對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感。對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感。電源電壓過(guò)低會(huì)引起輸出轉(zhuǎn)矩明顯下降，電源電壓過(guò)低會(huì)引起輸出轉(zhuǎn)矩明顯下降，甚至低于負(fù)載轉(zhuǎn)矩而造成電機(jī)停轉(zhuǎn)。甚至低于負(fù)載轉(zhuǎn)矩而造成電機(jī)停轉(zhuǎn)。 通常把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩通常把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩 之比之比 稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力系數(shù)。稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力系數(shù)。 它表征了電動(dòng)機(jī)能夠承受沖擊負(fù)載的能力大小，它表征了電動(dòng)機(jī)能夠承受沖擊負(fù)載的能力大小， 是電動(dòng)機(jī)的又一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)。是電動(dòng)機(jī)的又一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)。 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)： 線繞式異步電動(dòng)機(jī)：線繞式異步電動(dòng)機(jī)：（1 1

50、）降低電動(dòng)機(jī)電源電壓時(shí)的人為特性）降低電動(dòng)機(jī)電源電壓時(shí)的人為特性n0不變；不變；Sm不變；不變；Tmax隨著電壓的減小而大大地減??；隨著電壓的減小而大大地減?。籘st隨著電壓的減小而大大地減小。隨著電壓的減小而大大地減小。改變電源電壓后的人為特性如圖改變電源電壓后的人為特性如圖圖所示。圖所示。6 6、人為特性、人為特性（2 2）定子電路接入電阻或電抗時(shí)的人為特性）定子電路接入電阻或電抗時(shí)的人為特性 在電動(dòng)機(jī)定子電路中外串電阻或電抗后，電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)定子電路中外串電阻或電抗后，電動(dòng)機(jī) 端電壓為電源電壓減去定子外串電阻上或電抗上的端電壓為電源電壓減去定子外串電阻上或電抗上的 壓降，致使定子繞組相電

51、壓降低壓降，致使定子繞組相電壓降低, ,這種情況下的人為這種情況下的人為 機(jī)械特性與降低電源電壓時(shí)的相似，如圖所示。機(jī)械特性與降低電源電壓時(shí)的相似，如圖所示。（3 3）改變定子電源頻率時(shí)的人為特性）改變定子電源頻率時(shí)的人為特性一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持為恒值，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持為恒值，為此在改變頻率的同時(shí)，電源為此在改變頻率的同時(shí)，電源電壓也要作相應(yīng)的變化，使電壓也要作相應(yīng)的變化，使U/f =C，這在實(shí)質(zhì)上是使電機(jī)，這在實(shí)質(zhì)上是使電機(jī)氣隙磁通保持不變。氣隙磁通保持不變。因此，改變電源頻率因此，改變電源頻率后的機(jī)械特性后的機(jī)械特性如圖所示。如圖所示

52、。n0不變；不變；Tmax不變；不變；Sm隨著串接電阻的增加而增大。隨著串接電阻的增加而增大。此時(shí)的人為特性將是一根比固有特性較軟的一條曲線，此時(shí)的人為特性將是一根比固有特性較軟的一條曲線，如圖如圖 (b) (b)所示。所示。（4 4）轉(zhuǎn)子電路串電阻時(shí)的人為特性）轉(zhuǎn)子電路串電阻時(shí)的人為特性 要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)加速平滑，以減小要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)加速平滑，以減小 對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。 啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 啟動(dòng)過(guò)程中的功率損耗越小越好。啟動(dòng)過(guò)程中的功率損耗越小越好。 其中，其中，“足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大

53、的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩”和和“啟動(dòng)電流越小啟動(dòng)電流越小 越好越好”是衡量電機(jī)啟動(dòng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)。是衡量電機(jī)啟動(dòng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)。7 7、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 異步電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)特性為：異步電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)特性為：異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處于異步電動(dòng)機(jī)在接入電網(wǎng)啟動(dòng)的瞬時(shí)，由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以最快的相對(duì)速度（即靜止?fàn)顟B(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以最快的相對(duì)速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出很大的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的很大的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流，一般可達(dá)額定

54、電流的定子電流，一般可達(dá)額定電流的5 57 7倍。倍。a. 定子電流大，定子電流大，Ist=(57)IN。b. 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，Tst=(0.81.5)TN。啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí)S=1=1，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)，轉(zhuǎn)子功率因數(shù) 很低，很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 卻不大。卻不大。8 8、鼠籠式啟動(dòng)、鼠籠式啟動(dòng) 一般在有獨(dú)立變壓器供電（即變壓器供動(dòng)力用電）一般在有獨(dú)立變壓器供電（即變壓器供動(dòng)力用電） 的情況下，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率小于的情況下，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率小于 變壓器容量的變壓器容量的20%20%時(shí)允許直接啟動(dòng)；時(shí)允許直接啟動(dòng)； 若電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量若

55、電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量 的的30%30%時(shí)也允許直接啟動(dòng)；時(shí)也允許直接啟動(dòng)； 如果沒(méi)有獨(dú)立的變壓器供電（即與照明共用電源）如果沒(méi)有獨(dú)立的變壓器供電（即與照明共用電源） 的情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)較頻繁，則常按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)的情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)較頻繁，則常按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái) 估算，滿足下列關(guān)系則可直接啟動(dòng)：估算，滿足下列關(guān)系則可直接啟動(dòng)：1.1.直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)2 2、電阻或電抗器降壓?jiǎn)?dòng)、電阻或電抗器降壓?jiǎn)?dòng) 其接線原理如圖所示。其接線原理如圖所示。 啟動(dòng)時(shí)，接觸器啟動(dòng)時(shí)，接觸器KM1斷開，斷開，KM 閉合，將啟動(dòng)電阻閉合，將啟動(dòng)電阻Rst串入定子串入定子 電路，使啟動(dòng)電流減?。浑娐罚箚?/p>

56、動(dòng)電流減小； 待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將KM1閉合，閉合， Rst被短接，電動(dòng)機(jī)接上全部電壓而趨于穩(wěn)定運(yùn)行。被短接，電動(dòng)機(jī)接上全部電壓而趨于穩(wěn)定運(yùn)行。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的平方關(guān)系啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的平方關(guān)系 下降，故它只適用于空載或輕載下降，故它只適用于空載或輕載 啟動(dòng)的場(chǎng)合；啟動(dòng)的場(chǎng)合； 不經(jīng)濟(jì)，在啟動(dòng)過(guò)程中，電阻器不經(jīng)濟(jì)，在啟動(dòng)過(guò)程中，電阻器 上消耗能量大，不適用于經(jīng)常上消耗能量大，不適用于經(jīng)常 啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，若采用電抗器代替啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，若采用電抗器代替 電阻器，則所需設(shè)備費(fèi)較貴，且體積大。電阻器，則所需設(shè)備費(fèi)較貴，且體積大。3 3、Y-Y- 降

57、壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng) 啟動(dòng)時(shí)，接觸器觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)，接觸器觸點(diǎn)KM和和KM1 1 閉合，閉合，KM2斷開，將定子繞組斷開，將定子繞組 接成接成Y Y； 待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后再將KM1 斷開，斷開，KM2閉合，定子繞組接成閉合，定子繞組接成 ， 電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。 設(shè)設(shè)U1為電源線電壓，為電源線電壓，IstY及及Ist 為定子繞組分別接成為定子繞組分別接成 星形及三角形的啟動(dòng)電流（線電流），星形及三角形的啟動(dòng)電流（線電流），Z為電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī) 在啟動(dòng)時(shí)每相繞組的等效阻抗。則有：在啟動(dòng)時(shí)每相繞組的等效阻抗。則有：所以所以 即定子繞組接

58、成星形時(shí)的啟動(dòng)電流只有接成三角形即定子繞組接成星形時(shí)的啟動(dòng)電流只有接成三角形 時(shí)的啟動(dòng)電流的時(shí)的啟動(dòng)電流的1/31/3。 同樣，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也只有接成三角形時(shí)的同樣，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也只有接成三角形時(shí)的1/31/3。 Y-Y- 降壓?jiǎn)?dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是：降壓?jiǎn)?dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是： 設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)電流??；設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)電流?。?Y-Y- 降壓?jiǎn)?dòng)方法的缺點(diǎn)是：降壓?jiǎn)?dòng)方法的缺點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩小，且啟動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)，只啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且啟動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)，只適用于空載或輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合；適用于空載或輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合；并只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接線為并只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接線為 的異步電的異

59、步電動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)。 由于這種方法應(yīng)用廣泛，我國(guó)規(guī)定由于這種方法應(yīng)用廣泛，我國(guó)規(guī)定4KW及其以上的及其以上的 三相異步的額定電壓為三相異步的額定電壓為380380V，連接方法為，連接方法為 ， 當(dāng)電源線電壓為當(dāng)電源線電壓為380380V時(shí)，它們就可用時(shí)，它們就可用Y-Y- 降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)。9 9、線繞式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法、線繞式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電流大，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電流大， 因此不能滿足某些生產(chǎn)機(jī)械需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和因此不能滿足某些生產(chǎn)機(jī)械需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和 低啟動(dòng)電流的要求。低啟動(dòng)電流的要求。 線繞式異步電動(dòng)機(jī)由于能在轉(zhuǎn)子電路中串電阻

60、，線繞式異步電動(dòng)機(jī)由于能在轉(zhuǎn)子電路中串電阻， 因此具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流，因此具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流， 即具有較好的啟動(dòng)特性。即具有較好的啟動(dòng)特性。 在轉(zhuǎn)子電路中串電阻的啟動(dòng)方法常用的有兩種：在轉(zhuǎn)子電路中串電阻的啟動(dòng)方法常用的有兩種： 逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法和頻敏變阻器啟動(dòng)法。逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法和頻敏變阻器啟動(dòng)法。逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法 采用逐極切除啟動(dòng)電阻的方法，其目的和啟動(dòng)采用逐極切除啟動(dòng)電阻的方法，其目的和啟動(dòng) 過(guò)程與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)采用逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻的過(guò)程與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)采用逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻的 方法相似，主要是為了使整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中電機(jī)能方法相似，主要是