簡(jiǎn)明電工學(xué)課件：三相異步電動(dòng)機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)7.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析7.4三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和額定值7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)7.7三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速7.8三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)7.9三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇

電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電氣設(shè)備。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)完成相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)。

電動(dòng)機(jī)按使用電能種類的不同,分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類。交流電動(dòng)機(jī)又分為異步電動(dòng)機(jī)(又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī))和同步電動(dòng)機(jī)。由于交流電源應(yīng)用廣泛,因此在生產(chǎn)、生活中主要使用交流電動(dòng)機(jī),特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn),是諸多領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。

能力要素

(1)掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理,能夠根據(jù)轉(zhuǎn)差率求解相關(guān)數(shù)值。

(2)掌握三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理,理解啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩的物理意義。

(3)能夠?qū)θ喈惒诫妱?dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算。

(4)了解啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng),能夠?qū)θ喈惒诫妱?dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法進(jìn)行選擇。

(5)能夠根據(jù)負(fù)載情況,對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行一定程度的選擇。

知識(shí)結(jié)構(gòu)

7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括以下兩個(gè)部分:靜止部分———定子;轉(zhuǎn)動(dòng)部分———轉(zhuǎn)子。定子與轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)很小的間隙,稱為氣隙。圖7.1.1所示是三相籠型異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造圖。圖7.1.1三相籠型異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造圖

1.定子

定子由機(jī)座、定子鐵芯和定子繞組等組成。

機(jī)座是用鑄鐵或鑄鋼制成的,主要用于固定和支撐定子鐵芯,中小型異步電動(dòng)機(jī)一般都采用鑄鐵機(jī)座,大容量的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分,它是由互相絕緣且內(nèi)部表面沖有槽的硅鋼片疊壓而成的,定子鐵芯硅鋼片如圖7.1.2所示。三相定子繞組嵌于鐵芯槽中,定子繞組可以通過(guò)出線盒內(nèi)的接線柱連接成星形或者三角形,如圖7.1.3所示。圖7.1.2定子鐵芯硅鋼片圖7.1.3接線柱的連接

2.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分,由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子軸(轉(zhuǎn)軸)等組成。轉(zhuǎn)子鐵芯一般采用外圓沖有槽的硅鋼片疊成,槽用于嵌放導(dǎo)條或繞組。鐵芯裝在轉(zhuǎn)子軸上,軸輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。

轉(zhuǎn)子根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子,如圖7.1.4所示。籠型轉(zhuǎn)子在鐵芯槽內(nèi)放置導(dǎo)條(銅條或鋁條),導(dǎo)條端部用短路環(huán)連成一體,形成轉(zhuǎn)子繞組。使用籠型轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)稱為籠型異步電動(dòng)機(jī),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠的特點(diǎn)。圖7.1.4轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

繞線型轉(zhuǎn)子的繞組是三相的,每相始端連接在三個(gè)獨(dú)立并且相互絕緣的集電環(huán)上,集電環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上,通過(guò)彈簧將碳質(zhì)電刷緊壓在集電環(huán)表面,啟動(dòng)電阻和調(diào)速電阻可以借助電刷和集電環(huán)與轉(zhuǎn)子繞組連接起來(lái)。使用繞線型轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)。與籠型異步電動(dòng)機(jī)不同的是,繞線型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大,但可外加電阻從而人為改變電動(dòng)機(jī)的特性。

7.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

電動(dòng)機(jī)都是通過(guò)電與磁的相互轉(zhuǎn)化和互相作用而工作的。三相異步電動(dòng)機(jī)則是利用三相電流通過(guò)三相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子繞組有效邊產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。因此,在討論三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理之前,首先要了解定子繞組在電源作用下所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯對(duì)稱放置三相繞組U1U2、V1V2,W1W2。將三相繞組接成星形,接在三相電源上,繞組中便產(chǎn)生三相對(duì)稱電流,如圖7.2.1所示。

取繞組首端(U1、V1、W1)到尾端(U2、V2、W2)的方向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?如圖7.2.2所示。“×”表示電流流入,“·”表示電流流出。圖7.2.1三相對(duì)稱電流

當(dāng)ωt=0°時(shí),如圖7.2.2(a)所示,i1=0;i2為負(fù),電流從尾端V2流向首端V1;i3為正,電流從首端W1流向尾端W2。由右手螺旋定則可知其磁場(chǎng)環(huán)繞方向,將每相電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加,便得到三相電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)。

當(dāng)ωt=60°時(shí),定子繞組中三相電流方向與合成磁場(chǎng)方向如圖7.2.2(b)所示,這時(shí)的合成磁場(chǎng)已在空間上順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°。

當(dāng)ωt=90°時(shí),定子繞組中三相電流方向與合成磁場(chǎng)方向如圖7.2.2(c)所示,這時(shí)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了90°。由此可知,經(jīng)過(guò)一個(gè)電源周期,磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°。圖7.2.2定子繞組通三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(p=1)

2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序,即通電相序決定了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線,則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。如圖7.2.3所示,U相和V相的電源進(jìn)線進(jìn)行了調(diào)換,顯然,從圖7.2.4可以看出,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向。圖7.2.3改變相序圖7.2.4旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向

3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)是指其磁極對(duì)數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)與三相繞組的線圈個(gè)數(shù)和空間位置有關(guān)。圖7.2.2中每相繞組只有一個(gè)線圈,繞組首端在空間上相差120°,則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極,即p=1。

若將原有的三相對(duì)稱繞組的每相繞組改由兩個(gè)線圈串聯(lián),如圖7.2.5所示。將繞組放置于定子鐵芯槽內(nèi),繞組的首端在空間上相差60°,將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),即p=2,如圖7.2.6所示,當(dāng)電流相位變化60°時(shí),磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了30°,可見(jiàn)當(dāng)極對(duì)數(shù)增大一倍時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速下降一半。圖7.2.5定子繞組圖7.2.6定子繞組通三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(p=2)

4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速又稱同步轉(zhuǎn)速,用n0表示,單位為轉(zhuǎn)每分鐘(r/min)。綜上所述,在一對(duì)磁極的情況下,電流變化一個(gè)周期,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周。電流的頻率為f1,即電流每秒鐘交變了f1次,每分鐘交變了60f1次,則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為

在兩對(duì)磁極的情況下,電流交變一個(gè)周期,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)半周,比一對(duì)磁極情況下的轉(zhuǎn)速慢了一半,即

以此類推,如果磁場(chǎng)具有p對(duì)磁極,則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為

在我國(guó),工頻f1=50Hz,由式(7.2.1)可得出不同磁極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,見(jiàn)表7.2.1。

5.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

定子繞組通入三相交流電,形成轉(zhuǎn)速為n0的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割此時(shí)尚未旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在自閉合的轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受電磁力作用,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖7.2.7所示是三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖,圖中N、S表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的兩極,下面以兩根導(dǎo)條為例進(jìn)行說(shuō)明。圖7.2.7轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖

當(dāng)磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí),其磁感線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。為了分析方便,假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不動(dòng),則轉(zhuǎn)子相對(duì)“靜止磁場(chǎng)”按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。由右手定則判斷可知,N極下方的導(dǎo)條產(chǎn)生由里向外的感應(yīng)電流,S極上方的導(dǎo)條產(chǎn)生由外向里的感應(yīng)電流。該感應(yīng)電流同時(shí)受到磁場(chǎng)的作用產(chǎn)生電磁力,由左手定則判斷,N極下方導(dǎo)條受到的電磁力方向向右,而S極上方導(dǎo)條受到的電磁力方向向左,使得轉(zhuǎn)子按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),即三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。而當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向時(shí),電動(dòng)機(jī)也會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.轉(zhuǎn)差率s

由前面分析可知,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致,但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0相等,即n<n0。因?yàn)?如果二者相等,轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),則磁感線不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條,也就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流。因此,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別,這就是異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)。

用轉(zhuǎn)差率s來(lái)表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0相差的程度,即

轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)基本物理量,它可以表示電動(dòng)機(jī)不同的運(yùn)行狀態(tài)。在電動(dòng)機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0,所以轉(zhuǎn)差率s=1。假設(shè)所有阻力轉(zhuǎn)矩(包括本身摩擦)全部為零,則電動(dòng)機(jī)處于理想空載,此時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=n0,轉(zhuǎn)差率s=0。而當(dāng)s很小時(shí),表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相近,通常三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為1%~9%。

【例7.2.1】一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min,電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。

解根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知:

【專7.1】一臺(tái)正常工作的三相異步電動(dòng)機(jī),給定子繞組施加額定電壓,假設(shè)轉(zhuǎn)子卡住不轉(zhuǎn),此時(shí)電動(dòng)機(jī)將會(huì)發(fā)生什么?

【專7.2】額定頻率為50Hz的三相異步電動(dòng)機(jī),若接在60Hz的電源上,電動(dòng)機(jī)將會(huì)發(fā)生什么?

【練7.1】如圖1所示,試分析n0>n、n0<n、n0=n、n0=0、n=0、n0<0這幾種情況下,轉(zhuǎn)子繞組中的電流方向和受力方向。圖1練7.1的圖

【練7.2】一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)某生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行。當(dāng)f1=50Hz時(shí),n=2930r/min,當(dāng)f1=40Hz和60Hz時(shí),轉(zhuǎn)差率都為0.035。求旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)和這兩種頻率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

【練7.3】一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定電壓下轉(zhuǎn)速為1470r/min。在啟動(dòng)瞬間、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速一半、轉(zhuǎn)差率為0.02這三種情況下,試求:

(1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速;

(2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。

7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析

相較于變壓器,電動(dòng)機(jī)的定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的二次繞組,電動(dòng)機(jī)電磁關(guān)系與變壓器類似。結(jié)合圖6.2.4,可得三相異步電動(dòng)機(jī)的單相電路如圖7.3.1所示。R1和X1σ是定子每相繞組的電阻和漏電抗,E2s指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),R2和X2σs指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每相繞組的電阻和漏電抗。圖7.3.1電動(dòng)機(jī)每相繞組等效電路

7.3.1定子電路

由圖7.3.1與式(6.2.1)可得定子繞組電路中電壓和電流的關(guān)系:

由于定子繞組的電阻R1和漏電抗X1σ較小,因而它們兩端的電壓也較小,與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1相比,可以忽略不計(jì)。于是

進(jìn)而可得

式中,用Φ來(lái)表示通過(guò)電動(dòng)機(jī)每相繞組的磁通最大值,在數(shù)值上等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通,f1是e1的頻率。因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子的相對(duì)轉(zhuǎn)速為n0,所以有

即等于電源或定子電流的頻率。

7.3.2轉(zhuǎn)子電路

1.轉(zhuǎn)子頻率f2

三相異步電動(dòng)機(jī)的主磁通Φ以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn),則電動(dòng)機(jī)的主磁通便以(n0-n)的相對(duì)轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組,于是轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率為

2.轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2s

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

當(dāng)堵轉(zhuǎn)時(shí),n=0、s=1,則轉(zhuǎn)子每相繞組內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

由式(7.3.5)與式(7.3.6)可得

式(7.3.7)說(shuō)明,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于其堵轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)乘以轉(zhuǎn)差率s。當(dāng)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn),即s=1時(shí),轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2s=E2。

需要說(shuō)明的是,轉(zhuǎn)速為零一般包括兩種情況,一種為正常啟動(dòng)時(shí),一種為堵轉(zhuǎn)時(shí)。堵轉(zhuǎn)指由于電機(jī)負(fù)載過(guò)大、拖動(dòng)的機(jī)械故障、軸承損壞等原因引起的電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。

3.轉(zhuǎn)子漏電抗X2σs

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),每相繞組的漏電抗為

當(dāng)堵轉(zhuǎn)時(shí),n=0、s=1,則每相繞組的漏電抗為

由式(7.3.8)與式(7.3.9)可得

4.轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cosφ2和電流I2

由圖7.3.1可知,轉(zhuǎn)子繞組電路中電壓和電流的關(guān)系為

可得轉(zhuǎn)子繞組電路功率因數(shù)為

電流

將式(7.3.13)上下同時(shí)除以轉(zhuǎn)差率s,則轉(zhuǎn)子電流為

式(7.3.13)與式(7.3.14)所表示的轉(zhuǎn)子電流大小和相位都沒(méi)有發(fā)生變化,但它們表示的物理意義卻不相同。式(7.3.13)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、漏電抗表示的是轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)刻的情況,而式(7.3.14)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、漏電抗都對(duì)應(yīng)堵轉(zhuǎn)時(shí)刻的情況。由此可見(jiàn),一臺(tái)以轉(zhuǎn)差率s轉(zhuǎn)動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)可以用一臺(tái)等效的堵轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(相當(dāng)于變壓器)來(lái)代替。圖7.3.2電動(dòng)機(jī)每相繞組等效電路

7.4三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性

1.電磁轉(zhuǎn)矩

2.機(jī)械特性曲線

由轉(zhuǎn)矩公式(7.4.3)可得轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系,圖7.4.1所示為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線,代入轉(zhuǎn)差率計(jì)算公式可得到表征轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速關(guān)系的機(jī)械特性,三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線如圖7.4.2所示。圖7.4.1轉(zhuǎn)矩特性曲線圖7.4.2機(jī)械特性曲線

(1)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=0、s=1,則其電磁轉(zhuǎn)矩稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。將s=1代入式(7.4.3)即可得出

由式(7.4.4)可見(jiàn),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓及轉(zhuǎn)子電阻等有關(guān)。當(dāng)電源電壓下降時(shí),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)減小。當(dāng)適當(dāng)增大轉(zhuǎn)子電阻時(shí),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增大。當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于負(fù)載所需要的轉(zhuǎn)矩TL時(shí),電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。Tst較大時(shí),電動(dòng)機(jī)能重載啟動(dòng);Tst較小時(shí),電動(dòng)機(jī)只能輕載,甚至空載啟動(dòng)。因此,通常用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和額定轉(zhuǎn)矩TN的比值來(lái)表征異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)能力,稱為啟動(dòng)系數(shù),用Ks表示,即

(2)額定轉(zhuǎn)矩TN。

額定轉(zhuǎn)矩是指電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。它對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)差率,分別用nN和sN表示。為保證電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)必須在n0到Tmax所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)之間的下降區(qū)域內(nèi),且該轉(zhuǎn)矩小于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst以便能帶負(fù)載啟動(dòng)。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)有載運(yùn)行時(shí),只有電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩才處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)負(fù)載為T(mén)L時(shí),電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載所需要的轉(zhuǎn)矩相等,電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速n1穩(wěn)定運(yùn)行于a點(diǎn),當(dāng)負(fù)載由TL變?yōu)門(mén)'L時(shí),電動(dòng)機(jī)在a點(diǎn)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T'L,出現(xiàn)拉不動(dòng)的情況,轉(zhuǎn)速會(huì)下降,工作點(diǎn)會(huì)沿著機(jī)械特性曲線下移直到b點(diǎn),電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩T'L再次相等,并以轉(zhuǎn)速n2穩(wěn)定運(yùn)行,如圖7.4.3所示。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整,這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其他動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)(如:柴油機(jī)所帶負(fù)載增加時(shí),必須由操作者加大油門(mén)才能帶動(dòng)新的負(fù)載)。圖7.4.3負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化

由上可知,要使電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,必須滿足如下兩點(diǎn):一是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線是一條下降的曲線(斜率為負(fù));二是電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載所需要的轉(zhuǎn)矩相等。在忽略空載阻轉(zhuǎn)矩的情況下,為保持勻速運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T必須與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等,功率采用kW為單位,則

額定轉(zhuǎn)矩也可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率和額定轉(zhuǎn)速應(yīng)用式(7.4.6)求得。

例如,某Y132M4型普通機(jī)床的主軸電機(jī)額定功率為7.5kW,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為

(3)最大轉(zhuǎn)矩Tmax。

電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩也稱臨界轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率用sm表示,由式(7.4.3)可得

由上可知:異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比,與轉(zhuǎn)子電阻R2的數(shù)值無(wú)關(guān),但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比。

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩時(shí),電動(dòng)機(jī)就帶不動(dòng)負(fù)載了,發(fā)生所謂悶車(chē)現(xiàn)象。悶車(chē)后,電動(dòng)機(jī)的電流迅速增大,以至于電動(dòng)機(jī)過(guò)熱,如果長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱,將會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒壞,如果時(shí)間較短,電動(dòng)機(jī)不至于立即過(guò)熱,可以短時(shí)間運(yùn)行。因此,最大轉(zhuǎn)矩也表示電動(dòng)機(jī)短時(shí)容許的過(guò)載能力。電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩TN比Tmax要小,二者之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù),用KM表示,即

改變轉(zhuǎn)子電阻則改變了最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。由式(7.4.8)可以看出,在不同轉(zhuǎn)子電阻情況下,電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩大小相等,但最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率sm隨轉(zhuǎn)子電阻的增大而增大,從而改變轉(zhuǎn)速。而繞線式異步電動(dòng)機(jī)可通過(guò)改變轉(zhuǎn)子回路電阻這種方法改善啟動(dòng)性能和調(diào)速性能。不同轉(zhuǎn)子電阻下的機(jī)械特性如圖7.4.4所示。圖7.4.4不同轉(zhuǎn)子電阻下的機(jī)械特性

改變電源電壓則改變了最大轉(zhuǎn)矩,在電動(dòng)機(jī)未到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)候,可以通過(guò)增加電源電壓提高最大轉(zhuǎn)矩,從而提升電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力,也可以通過(guò)改變電源電壓進(jìn)行調(diào)速。不同電源電壓下的機(jī)械特性如圖7.4.5所示。

圖7.4.5不同電源電壓下的機(jī)械特性

【專7.3】三相異步電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)附近運(yùn)行時(shí),當(dāng)電動(dòng)機(jī):(1)負(fù)載增大;(2)電壓升高;(3)頻率升高時(shí),試說(shuō)明轉(zhuǎn)速如何變化。

【練7.4】某三相異步電動(dòng)機(jī),Ks=1.3,當(dāng)電源電壓下降至額定電壓的70%時(shí),電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載為額定負(fù)載的一半。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)。

【練7.5】某三相異步電動(dòng)機(jī),UN=380V,nN=1430r/m,PN=3kW,Ks=1.2。求:(1)Tst和TN;(2)額定負(fù)載情況下,若U=0.8UN,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電動(dòng)機(jī)能否滿載啟動(dòng)。

【練7.6】某三相異步電動(dòng)機(jī),PN=45kW,nN=2970r/min,KM=2.2,Ks=2.0。若TL=200N·m,當(dāng)電動(dòng)機(jī):(1)長(zhǎng)期運(yùn)行;(2)短時(shí)運(yùn)行;(3)直接啟動(dòng)時(shí),試問(wèn)能否帶此負(fù)載。

7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和額定值

電動(dòng)機(jī)的外殼上都有鋁質(zhì)材料的銘牌,上面標(biāo)注有該電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和主要參數(shù)?，F(xiàn)以Y3132M4型電動(dòng)機(jī)為例,來(lái)說(shuō)明銘牌數(shù)據(jù)含義。

(1)型號(hào)。

型號(hào)表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù),如下所示:

(2)額定轉(zhuǎn)速nN。

電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速,單位為r/min。

(3)額定電壓UN。

電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí),加在定子繞組上的線電壓稱為額定電壓,單位為V。一般規(guī)定,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí),電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。

(4)額定電流IN。

電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí),通入定子繞組中的線電流稱為額定電流,單位為A。

(5)額定頻率fN。

電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí),定子繞組所加電源的頻率稱為額定頻率,單位為Hz。

(6)功率因數(shù)cosφN。

電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí),定子電流主要產(chǎn)生主磁通,功率因數(shù)很低,只有0.2~0.3。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶有負(fù)載時(shí)輸出機(jī)械功率,電流中的有功分量增大,功率因數(shù)增加較快。在額定負(fù)載時(shí),功率因數(shù)較高,約為0.7~0.9。

(7)額定功率PN。

電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率稱為額定功率PN。而輸入的功率用P1表示,有

效率ηN指額定功率與輸入功率的比值,則

(8)連接。

電動(dòng)機(jī)三相定子繞組的連接方式如圖7.1.3所示,通常在出線盒里進(jìn)行連接。

7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)接入三相電源,電動(dòng)機(jī)從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速上升直至穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程稱為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中,要考慮以下兩個(gè)問(wèn)題:一是啟動(dòng)電流Ist,二是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)靜止的轉(zhuǎn)子存在很大的轉(zhuǎn)速,磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的速度快,這時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中將會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,定子電流也會(huì)相應(yīng)增大。隨著轉(zhuǎn)速上升,轉(zhuǎn)速差減小,啟動(dòng)電流也會(huì)逐步減小到正常值。一般中小型籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流(定子)是額定電流的4~7倍。同時(shí),過(guò)大的啟動(dòng)電流在短時(shí)間內(nèi)會(huì)在輸電線路上造成較大的電壓降落,影響鄰近負(fù)載的正常工作。

剛啟動(dòng)時(shí),雖然轉(zhuǎn)子電流比較大,但是轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)cosφ2很低,因此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大,它與額定轉(zhuǎn)矩之比約為1~2。

由上可知,異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的主要缺點(diǎn)是啟動(dòng)電流過(guò)大。為了減小啟動(dòng)電流,必須采用適當(dāng)?shù)膯?dòng)方法。

7.6.1直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)就是用開(kāi)關(guān)把電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上,如圖7.6.1所示。這種啟動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需輔助設(shè)備,缺點(diǎn)是啟動(dòng)電流較大。

直接啟動(dòng)受電網(wǎng)配電變壓器的容量限制,過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)使電網(wǎng)電壓下降,影響接在同一電網(wǎng)的其他電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

一般功率小于7.5kW的異步電動(dòng)機(jī)允許直接啟動(dòng),對(duì)于更大容量的電動(dòng)機(jī)能否直接啟動(dòng),取決于配電變壓器的容量以及各地電網(wǎng)管理部門(mén)的規(guī)定。圖7.6.1直接啟動(dòng)

7.6.2降壓?jiǎn)?dòng)

如果電網(wǎng)的配電變壓器容量不夠大,不能滿足電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng),則可采取降低電壓的方法啟動(dòng),簡(jiǎn)稱降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)可以減小啟動(dòng)電流,但也減小了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。以下是幾種常用的降壓?jiǎn)?dòng)方法。

1.星三角降壓?jiǎn)?dòng)

星－三角降壓?jiǎn)?dòng)的接線如圖7.6.2(a)所示。在啟動(dòng)時(shí)先將開(kāi)關(guān)Q1、Q3閉合,Q2斷開(kāi),此刻繞組是如圖7.6.2(b)所示的星形聯(lián)結(jié),定子每相繞組的電壓為,其中UN為電網(wǎng)的額定線電壓。待轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí),將Q3斷開(kāi),Q2閉合,定子繞組轉(zhuǎn)換為如圖7.6.2(c)所示的三角形聯(lián)結(jié),定子每相繞組承受電壓UN,啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。圖7.6.2星三角降壓?jiǎn)?dòng)

從表7.6.1可以看出,采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)方式,啟動(dòng)時(shí)定子每相繞組上的電壓為正常工作電壓的。比較兩種連接方式的電流,有

即采用星形聯(lián)結(jié)時(shí),電網(wǎng)供給的啟動(dòng)電流僅為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的。

2.自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)

自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的原理如圖7.6.3所示。在啟動(dòng)時(shí)先將開(kāi)關(guān)Q1、Q2閉合,Q3斷開(kāi),接入自耦變壓器。啟動(dòng)完成后將開(kāi)關(guān)Q2斷開(kāi),Q3閉合,切除自耦變壓器。設(shè)自耦變壓器的變比為k,啟動(dòng)時(shí),加在電動(dòng)機(jī)定子繞組輸入端電壓U'為電源電壓UN的圖7.6.3自耦變壓器降

【例7.6.1】一臺(tái)Y225M6型的三相異步電動(dòng)機(jī),定子繞組三角形聯(lián)結(jié),其額定數(shù)據(jù)為:PN=30kW,nN=980r/min,UN=380V,ηN=91.5%,cosφN=0.84,Ist/IN=7,Tst/TN=1.9,Tmax/TN=2.2,求:

(1)額定電流IN;

(2)額定轉(zhuǎn)差率sN;

(3)額定轉(zhuǎn)矩TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN;

(4)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為515.2Nm,試問(wèn)在U=UN和U'=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng);

(5)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)時(shí),求啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí),電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)?

3.轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)

繞線型異步電動(dòng)機(jī)還可以采用轉(zhuǎn)子回路串電阻的啟動(dòng)方式,只要在轉(zhuǎn)子電路中接入大小合適的啟動(dòng)電阻R,就可以達(dá)到減小啟動(dòng)電流的目的,如圖7.6.4所示。隨著轉(zhuǎn)子電阻的不斷增大,從式(7.4.4)可以看出,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不斷地提高。采用這種方法既減小了啟動(dòng)電流,又增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,因而,它常應(yīng)用于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上,如起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等。

7.7三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

根據(jù)生產(chǎn)要求,需要人為改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,這樣的過(guò)程稱為調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式如下:

1.變頻調(diào)速

我國(guó)電力部門(mén)提供的都是50Hz的工頻交流電,要改變交流電的頻率就需通過(guò)整流器先將頻率為50Hz的三相交流電變換為直流電,再由逆變器轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的三相交流電,供給電動(dòng)機(jī),如圖7.7.1所示。當(dāng)頻率f1連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí),可使電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性平滑,因此屬于無(wú)極調(diào)速。圖7.7.1變頻調(diào)速裝置

2.變極調(diào)速

磁極對(duì)數(shù)增大一倍,則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速下降一半,而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也約下降一半,因此可以通過(guò)改變磁極對(duì)數(shù)得到不同轉(zhuǎn)速。

圖7.7.2所示為定子繞組的兩種接法。把U相繞組分成兩部分,線圈U1U2和U1'U2'。圖7.2.2(a)是兩個(gè)線圈串聯(lián),得到p=2。圖7.2.2(b)是兩個(gè)線圈反并聯(lián)(首尾相連),得到p=1。

在換極時(shí),電動(dòng)機(jī)中的線圈安裝位置并不需要變動(dòng),只需要將線圈的接線端引出,在電動(dòng)機(jī)的外部改變定子繞組的接法,就可以得到兩種不同的極對(duì)數(shù),從而得到兩種不同的轉(zhuǎn)速。由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化,因此屬于有極調(diào)速。圖7.7.2改變磁極對(duì)數(shù)p的調(diào)速方法

3.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是一種無(wú)極調(diào)速方法,主要有改變電源電壓調(diào)速和繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速兩種方式。

7.8三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

在生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常需要采取一些措施來(lái)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速盡快下降或者停轉(zhuǎn),這樣的過(guò)程稱為制動(dòng)。制動(dòng)既可采用機(jī)械制動(dòng),也可采用電磁制動(dòng)。電磁制動(dòng)主要是產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,以達(dá)到減速的目的,它具有轉(zhuǎn)矩大、操作方便的特點(diǎn),應(yīng)用十分廣泛。電磁制動(dòng)的方法主要包括能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種。

1.能耗制動(dòng)

能耗制動(dòng)方式是在斷開(kāi)三相電源的同時(shí),給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流,如圖7.8.1所示,直流電流形成的固定不動(dòng)的磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用,轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流,進(jìn)而切割靜止磁場(chǎng)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩),使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng),如圖7.8.2所示。由于這種方法是通過(guò)消耗轉(zhuǎn)子的動(dòng)能(轉(zhuǎn)換為電能)來(lái)進(jìn)行制動(dòng)的,故稱為能耗制動(dòng)。圖7.8.1能耗制動(dòng)接線圖圖7.8.2轉(zhuǎn)子示意圖

2.反接制動(dòng)

由7.2.2節(jié)可知,當(dāng)改變定子繞組的通電相序時(shí),可使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向,如圖7.8.3所示。由于轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,仍會(huì)保持原有運(yùn)動(dòng)方向,產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因而起到制動(dòng)作用,如圖7.8.4所示。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)迅速切斷電源,否則電動(dòng)機(jī)將反向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于這種方法是將電源相序改變,通過(guò)反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的,故稱為反接制動(dòng)。圖7.8.3反接制動(dòng)連接圖圖7.8.4轉(zhuǎn)子示意圖

3.回饋制動(dòng)

如圖7.8.5所示,在外界作用下,如起重機(jī)快速放下重物時(shí),由于有重力勢(shì)能的存在,將使重物下降的速度增加,致使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子繞組將以轉(zhuǎn)速的相對(duì)速度(n-n0)切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。此刻電動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài),將重物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電