第四章交流電動(dòng)機(jī)馮曉-劉仲怒-

目錄§4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理§4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路§4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和電磁轉(zhuǎn)矩§4.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性§4.5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性§4.6三相異步機(jī)的使用§4.7單相異步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)：電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能發(fā)電機(jī)：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能電動(dòng)機(jī)的作用優(yōu)點(diǎn)使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械可：（1）簡(jiǎn)化生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)（2）提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量（3）能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制（4）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱（1）基本結(jié)構(gòu)（2）工作原理（3）機(jī)械特性（4）起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的基本原理（5）應(yīng)用場(chǎng)合和正確使用主要內(nèi)容一、

三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造鼠籠式繞線式轉(zhuǎn)子定子（固定部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）分為兩個(gè)基本部分：

構(gòu)成：由機(jī)座、鐵心和定子繞組組成

定子機(jī)座是用鑄鐵或鑄剛制成，鐵心由互相絕緣的硅鋼片疊成，內(nèi)圓周表面沖有槽，用以放置對(duì)稱(chēng)三相繞組；對(duì)稱(chēng)三相繞組有的聯(lián)接成星形、有的聯(lián)接成三角形

作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

機(jī)座定子繞組銘牌數(shù)據(jù)出線端子定子鐵心定子繞組鼠籠式電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠、使用方便轉(zhuǎn)子

構(gòu)成：由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成

鐵心也用硅鋼片疊成，表面沖有槽，裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載；因繞組不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。作用：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。鼠籠式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸承轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子

鐵心繞組轉(zhuǎn)軸二、

三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理演示實(shí)驗(yàn)（右手定則）（左手定則）B:磁感應(yīng)強(qiáng)度v:切割速度l:導(dǎo)線長(zhǎng)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力

1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致異步

2.

線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢結(jié)論一）

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

在三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心中放有三相對(duì)稱(chēng)繞組，在該三相對(duì)稱(chēng)繞組中通入三相對(duì)稱(chēng)交流電流，就可產(chǎn)生一“旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)”代替演示實(shí)驗(yàn)中的磁鐵AXYCBZAXBYCZ合成磁場(chǎng)方向：向下參考方向：繞組始端到末端的方向AXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場(chǎng)方向

可見(jiàn)，當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向

當(dāng)通入定子繞組的三相電流的相序?yàn)锳-B-C時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與這個(gè)順序是一致的，可見(jiàn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與定子繞組中的電流相序有關(guān)。旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序。改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的方法：換接其中兩相3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)AXBYCZ

此種接法下，繞組的始端之間相差120度空間角，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。AXYCBZ旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)即：P=1C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)，繞組的始端之間相差60度空間角，形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。即：P=24.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速AXYCBZAXYCBZAXYCBZ

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于磁場(chǎng)的極數(shù)，在一對(duì)極的情況下，當(dāng)電流交變一次時(shí)，磁場(chǎng)恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一周。N0=60f（轉(zhuǎn)/分）

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有兩對(duì)極時(shí)，當(dāng)電流從ωt=0°到ωt=60°經(jīng)歷了60°時(shí)，磁場(chǎng)在空間僅旋轉(zhuǎn)了30°。比P=1時(shí)轉(zhuǎn)速慢了一半，即：N0=60f/2（轉(zhuǎn)/分）

所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0決定于電流頻率f1和磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P，可推出：極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速5.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電流提示：如果二）

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

在電動(dòng)機(jī)定子繞組中通入三相對(duì)稱(chēng)交流電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。

在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。異步電機(jī)運(yùn)行中:電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）三）

轉(zhuǎn)差率例1：三相異步電動(dòng)機(jī)p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：1.型號(hào)

Y132M－4轉(zhuǎn)差率三、

銘牌數(shù)據(jù)2.轉(zhuǎn)速:電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)

p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分Y：三相異步電動(dòng)機(jī)132：機(jī)座中心高（132mm）M：機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)，M-中機(jī)座；S-短機(jī)座，L-長(zhǎng)機(jī)座。返回3.接法：Y/

接法

Y接法：W2U2V2U1V1W1V1W1U1U2V2W2指定子三相繞組的接法接線盒

接法：U2U1W2V1V2U1W2U2V1V2W1W1W2U2V2V1W1U1返回4.電壓：

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％。例：380/220Y/

是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用

接法。指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)定子繞組上的線電壓值.當(dāng)電壓高于額定值時(shí)，磁通將增大。即：返回電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響當(dāng)電壓低于額定值時(shí)，引起轉(zhuǎn)速下降，電流增加。返回5.額定電流：如：

表示三角接形法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時(shí)線、相電流均為6.48A。6.功率與效率：

指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率值（

），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：

其中

=72－93％指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)定子繞組的線電流。為電動(dòng)機(jī)的效率返回

額定負(fù)載時(shí)一般為0.7-0.9，空載時(shí)功率因數(shù)很低約為0.2-0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。

使用中應(yīng)選擇合適容量的電動(dòng)機(jī)，防止“大馬”拉“小車(chē)”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos

1)：P2PNcos

1返回8.

絕緣等級(jí)

絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來(lái)分級(jí)的。

極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。

絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)極限溫度AEBFH返回§4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路一、折算異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的聯(lián)系，只有磁路上的聯(lián)系，不便于實(shí)際工作的計(jì)算，所以必須像變壓器那樣進(jìn)行等效電路的分析。為了能將轉(zhuǎn)子電路與定子電路作直接的電的連接，等效要在不改變定子繞組的物理量（定子的電動(dòng)勢(shì)、電流、及功率因數(shù)等）而且轉(zhuǎn)子對(duì)定子的影響不變的原則下進(jìn)行，即將轉(zhuǎn)子電路折算到定子側(cè)時(shí)要保持折算前后F2不變以保證磁動(dòng)勢(shì)平衡不變和折算前后各功率不變。為了找到異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，除了進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組的折合外，還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)子頻率的折算。1．頻率折算將頻率為f2的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電路折算為與定子頻率f1相同的等效靜止轉(zhuǎn)子電路，稱(chēng)為頻率折算，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)s＝1，f2＝f1。因此，只要將實(shí)際上轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子電路折算為靜止不動(dòng)的等效轉(zhuǎn)子電路，便可達(dá)到頻率折算的目的。為此將下式實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電流的分子分母同除以轉(zhuǎn)差率s得

以上兩式的電流數(shù)值仍是相等的，但是兩式的物理意義不同。第一式中實(shí)際轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2，第二式中為等效靜止的轉(zhuǎn)子所具有的電流，其頻率為f1。前者為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況，后者為轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)的等效情況。由于頻率折算前后轉(zhuǎn)子電流的數(shù)值未變，所以磁動(dòng)勢(shì)的大小不變。同時(shí)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速是同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，所以頻率折算保證了電磁效應(yīng)的不變。由式中可看出頻率折算前后轉(zhuǎn)子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子電流的大小、相位不變，除了改變與頻率有關(guān)的參數(shù)以外，只要用等效轉(zhuǎn)子的電阻R2/s代替實(shí)際轉(zhuǎn)子中的電阻R2即可。R2/s可分解為R2與(1-s)R2/s之和。式中(1-s)R2/s為異步電動(dòng)機(jī)的等效負(fù)載電阻，等效負(fù)載電阻上消耗的電功率為I22R2

(1-s)/s，這部分損耗在實(shí)際電路中并不存在，它實(shí)質(zhì)上是表征了異步電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，頻率折算后的定、轉(zhuǎn)子電路如圖4.14所示。圖4.14轉(zhuǎn)子繞組頻率折算后的異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路2．繞組折算進(jìn)行頻率折算以后，雖然已將旋轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)化為等效的靜止電路，但還不能把定、轉(zhuǎn)子電路連接起來(lái)，因?yàn)閮蓚€(gè)電路的電動(dòng)勢(shì)還不相等。和變壓器的繞組折算一樣，異步電動(dòng)機(jī)繞組折算也就是人為地用一個(gè)相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子繞組一樣的繞組代替相數(shù)為m2，每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組系數(shù)為而經(jīng)過(guò)頻率折算的轉(zhuǎn)子繞組。但仍然要保證折算前后轉(zhuǎn)子對(duì)定子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)子總的視在功率、銅耗及轉(zhuǎn)子漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能均保持不變。轉(zhuǎn)子折算值上均加“'”表示。（1）電流的折算由保持轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)不變的原則，即折算后的轉(zhuǎn)子電流有效值為

式中稱(chēng)為電流比。（2）電動(dòng)勢(shì)的折算由于定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在繞組折算前后都不變，故氣隙中的主磁通也不變，繞組折算前后的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)分別為（3）阻抗的折算由折算前后轉(zhuǎn)子銅耗不變的原則有同理由繞組折算前后轉(zhuǎn)子電路的無(wú)功功率不變可導(dǎo)出二、等效電路根據(jù)折算前后各物理量的關(guān)系，可以作出折算后的T型等效電路，如圖4.15所示。圖4.15三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等效電路由T型等效電路可得異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的基本方程式為（1）當(dāng)空載運(yùn)行時(shí),，由圖可見(jiàn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開(kāi)路。（2）轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí),，相當(dāng)于變壓器二次側(cè)短路情況。因此在異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)初始接上電源時(shí)，就相當(dāng)于短路狀態(tài)，會(huì)使電動(dòng)機(jī)電流很大，這在電機(jī)實(shí)驗(yàn)及使用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)多加注意。例2：三相異步電動(dòng)機(jī)，p=2，n=1440r/min，轉(zhuǎn)子R2=0.02，X20=0.08，E20=20V，f1=50Hz。啟動(dòng)時(shí)I2（st）額定轉(zhuǎn)速下的I2（N）s=1§4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和電磁轉(zhuǎn)矩一、功率平衡方程式異步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系可用T型等效電路圖來(lái)分析。異步電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)行時(shí)，T型等效電路中每個(gè)電阻上均產(chǎn)生一定損耗，如：定子電阻R1產(chǎn)生定子銅損耗勵(lì)磁電阻Rm產(chǎn)生定子鐵損耗（忽略）轉(zhuǎn)子電阻產(chǎn)生轉(zhuǎn)子銅損耗從而可得三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率關(guān)系如下。電源輸入電功率除去定子銅損耗和鐵損耗便是定子傳遞給轉(zhuǎn)子回路的電磁功率，即電磁功率又等于等效電路轉(zhuǎn)子回路全部電阻上的損耗，即電磁功率除去轉(zhuǎn)子繞組上的損耗，就是等效負(fù)載電阻上的損耗，這部分等效損耗實(shí)際上是傳輸給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械功率，用PMEC表示。它是轉(zhuǎn)子繞組中電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)共同作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的功率

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，還存在由于軸承等摩擦產(chǎn)生的機(jī)械損耗pmec及附加損耗pad。大型電機(jī)中pad約為0.5%PN，小型電機(jī)的pad=（1～3）%PN。

轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率PMEC減去機(jī)械損耗pmec和附加損耗pad才是轉(zhuǎn)軸上實(shí)際輸出的功率，用P2表示。

可見(jiàn)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，從電源輸入電功率P1到轉(zhuǎn)軸上輸出機(jī)械功率的全過(guò)程為功率關(guān)系可用圖4.16來(lái)表示。從以上功率關(guān)系定量分析看出，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電磁功率Pem、轉(zhuǎn)子損耗pCu2和機(jī)械功率PMEC三者之間的定量關(guān)系是Pem：PCu2：PMEC=1：s：(1-s)

也可寫(xiě)成下列關(guān)系式

上式表明，當(dāng)電磁功率一定，轉(zhuǎn)差率s越小，轉(zhuǎn)子銅損耗越小，機(jī)械功率越大，效率越高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若s增大，轉(zhuǎn)子銅耗也增大，電機(jī)易發(fā)熱，效率降低。圖4.16異步電動(dòng)機(jī)功率流程圖二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式機(jī)械功率PMEC除以軸的角速度

就是電磁轉(zhuǎn)矩，即電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率關(guān)系為

式中

1為同步角速度（用機(jī)械角速度表示）由輸出功率的計(jì)算式兩邊同時(shí)除以角速度可得出

式中T0——空載轉(zhuǎn)矩，T2——輸出轉(zhuǎn)矩在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，?？珊雎訲0，則有式中TL——負(fù)載轉(zhuǎn)矩。三、電磁轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)即其中：代入可得§4.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子的電壓及頻率為額定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、功率因數(shù)cosφ1、電磁轉(zhuǎn)矩Tem、效率

等與輸出功率P2的關(guān)系曲線。上述關(guān)系曲線可以通過(guò)直接給異步電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載測(cè)得，也可以利用等效電路參數(shù)計(jì)算得出。圖4.17為三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線。圖4.17異步電動(dòng)機(jī)的工作特性一、轉(zhuǎn)速特性n=f(P2)三相異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n接近于同步轉(zhuǎn)速n0。隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速n要略微降低，這時(shí)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)增大，從而使轉(zhuǎn)子電流I2s增大，以產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩。因此，隨著P2的增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n下降，轉(zhuǎn)差率s增大，轉(zhuǎn)速特性呈“硬”特性。二、轉(zhuǎn)矩特性Tem=f(P2)空載時(shí)P2=0，電磁轉(zhuǎn)矩Tem等于空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T0。已知T2=9.55P2/n，隨著P2的增加，如n基本不變，則T2為過(guò)原點(diǎn)的直線?？紤]到P2增加時(shí)，n稍有降低，故T2=f(P2)隨著P2增加略向上偏離直線。在Tem=T0+T2式中。T0之值很小，而且認(rèn)為它是與P2無(wú)關(guān)的常數(shù)。所以Tem=f(P2)

將平行上移T0數(shù)值，如圖4.17所示。三、定子電流特性I1=f(P2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流近似為零，定子電流等于勵(lì)磁電流I0。隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速下降（s增大），轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流也增大。當(dāng)P2>PN時(shí)，由于此時(shí)降低，I1增長(zhǎng)更快些。四、功率因數(shù)特性cos

1=f(P2)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)中吸取無(wú)功功率，其功率因數(shù)總是小于1。電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，定子電流基本上只有勵(lì)磁電流，功率因數(shù)很低，一般不超過(guò)0.2。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，定子電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高。接近額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)也達(dá)到最大。超過(guò)額定負(fù)載時(shí)，由于轉(zhuǎn)速降低較多，轉(zhuǎn)差率增大，使轉(zhuǎn)子電流與電動(dòng)勢(shì)之間的相位角

2增大，轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)下降較多，引起定子電流中的無(wú)功電流分量也增大，因而電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)趨于下降五、效率特性

=fP(2)根據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)空載時(shí)P2=0，η=0，隨著輸出功率的增加，效率

也增加。在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，因主磁通變化很小，所以鐵損耗變化不大，機(jī)械損耗變化也很小，合起來(lái)稱(chēng)不變損耗。定、轉(zhuǎn)子銅損耗與電流平方成正比，隨負(fù)載變化，稱(chēng)可變損耗。當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率達(dá)最大。對(duì)于中、小型異步電動(dòng)機(jī)，大約時(shí)，效率最高。如果負(fù)載繼續(xù)增大，效率反而降低。由此可見(jiàn)，效率曲線和功率因數(shù)曲線都是在額定負(fù)載附近達(dá)到最高，因此選用電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，應(yīng)注意使其與負(fù)載相匹配。如果選得過(guò)小，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行影響壽命；如果選得過(guò)大，則功率因數(shù)和效率都很低，浪費(fèi)能源。一、

機(jī)械特性曲線

由轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：10n0Tn一定的電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻之下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線§4.5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1、額定轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。（牛頓?米）n0TnnN

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(chēng)為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段n0nT

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)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。）電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力直至新的平衡。此過(guò)程中，時(shí)，電源提供的功率自動(dòng)增加。硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。

硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）

不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電動(dòng)機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電動(dòng)機(jī)。機(jī)械特性的軟硬

如果電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。2、最大轉(zhuǎn)矩Tmax

：電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0Tn求解過(guò)載系數(shù)：三相異步機(jī)（1）三相異步機(jī)的和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。

工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使（2）注意電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱原因3、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。則例3：三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=10kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動(dòng)能力Tst/TN=1.2，過(guò)載系數(shù)=1.8。（1）額定轉(zhuǎn)矩TN（2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst（3）最大轉(zhuǎn)矩Tmax結(jié)論：和電壓的關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同繞線式電動(dòng)機(jī)外接電阻不同

令：得：和轉(zhuǎn)子電阻關(guān)系4.6

三相異步機(jī)的使用（1）起動(dòng)電流

：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5-7倍。原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。定子電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1.起動(dòng)性能返回B

大電流使電網(wǎng)電壓降低

A

頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累影響：（2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

起動(dòng)時(shí)，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但因轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)很低，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不是很大的，與額定轉(zhuǎn)矩之比為1.0-2.2。

如果起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)小，就不能滿載起動(dòng)，應(yīng)設(shè)法提高；如果起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大，會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，應(yīng)設(shè)法減小。電機(jī)過(guò)熱影響其他負(fù)載工作返回2.三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)

20-30千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)

在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流，鼠籠式電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有Y－

換接起動(dòng)和自耦降壓起動(dòng)。

方法簡(jiǎn)單，但起動(dòng)電流較大，影響電網(wǎng)上其他負(fù)載正常工作。返回Y－

起動(dòng)

正常運(yùn)行AZBYXC

起動(dòng)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為返回（2）Y－

起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電動(dòng)機(jī)。Y－

起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流減小的同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小了。所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合返回RRR繞線式轉(zhuǎn)子（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（繞線式電動(dòng)機(jī)）。起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將R短路。返回轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：適于轉(zhuǎn)子為繞線式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1）

（2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍛壓機(jī)、起重機(jī)等。返回方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

二、三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源返回

1.反接制動(dòng)

停車(chē)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的三根線中的任意兩根的一端對(duì)調(diào)位置，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)原來(lái)的旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動(dòng)的作用。三、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大。即切割磁力線的速度很大，造成轉(zhuǎn)子電流增大，引起定子電流增大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻注意措施簡(jiǎn)單、效果好但能量消耗大返回2.

能耗制動(dòng)：

停車(chē)時(shí)，斷開(kāi)交流電源，接至直流電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)直流電流的大小一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.5-1倍制動(dòng)能量消耗小制動(dòng)平穩(wěn)，但需要直流電源M3~+-運(yùn)行制動(dòng)n

F轉(zhuǎn)子返回

3.發(fā)電反饋制動(dòng)：

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩也是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。n

Fno當(dāng)起重機(jī)快速下放重物時(shí)當(dāng)多速電動(dòng)機(jī)從高速調(diào)到低速的過(guò)程中電動(dòng)機(jī)已轉(zhuǎn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將重物的位能轉(zhuǎn)換為電能而反饋到電網(wǎng)里去，所以稱(chēng)為發(fā)電反饋制動(dòng)返回四、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1.改變極對(duì)數(shù)有級(jí)調(diào)速。2.

改變轉(zhuǎn)差率

無(wú)級(jí)調(diào)速調(diào)速方法：適用于繞線式電動(dòng)機(jī)方法：在繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入調(diào)速電阻