1、第4章 交流電動機的工作原理及特性第第4 4章章 交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性 交流電機分：異步電動機異步電動機:三相三相 單相單相 同步電動機同步電動機: 異步電動機異步電動機：結構簡單、便宜結構簡單、便宜, ,是應用最多的一是應用最多的一種電動機種電動機 同步電動機同步電動機：特性絕對硬特性絕對硬,可以作為發電可以作為發電機使用機使用第4章 交流電動機的工作原理及特性 4.1三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的結構和工作原理 4.2異步電動機的額定參數異步電動機的額定參數 4.3三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性 4.4三相異步電

2、動啟動特性三相異步電動啟動特性 4.5 三相異步電動機的調速方法與特性三相異步電動機的調速方法與特性 4.6 三相異步電動機的制動特性三相異步電動機的制動特性 4.7單相異步電動機單相異步電動機 4.8 同步電動機同步電動機第第4 4章章 交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性 本章要求：本章要求：1 1、了解三相異步電動機的基本構造和轉動原了解三相異步電動機的基本構造和轉動原 理。理。2 2、理解三相異步電動機的轉矩與機械特性，理解三相異步電動機的轉矩與機械特性， 理解異步電動機的啟動、調速、制動特理解異步電動機的啟動、調速、制動特性，性， 掌握啟動、調速、制動的基本方法掌握啟

3、動、調速、制動的基本方法。3 3、理解三相異步電動機銘牌數據的意義。理解三相異步電動機銘牌數據的意義。4.1三相異步電動機的結構和工作原理 三相異步電動機主要由定子和轉子這兩大基本部分三相異步電動機主要由定子和轉子這兩大基本部分組成，在定子和轉子之間具有一定的氣隙。組成，在定子和轉子之間具有一定的氣隙。 1 1軸承；軸承；2 2前端蓋；前端蓋；3 3轉軸；轉軸；4 4接線盒；接線盒；5 5吊環吊環6 6定子鐵心；定子鐵心；7 7轉子；轉子；8 8定子繞組；定子繞組；9 9機座；機座；1010后端后端蓋；蓋；1111風罩；風罩；1212風扇風扇4.1.1 4.1.1 三相異步電動機的基本結構三相

4、異步電動機的基本結構下面是它主要部件的拆分圖。下面是它主要部件的拆分圖。 右圖是一臺三相籠型感應電動右圖是一臺三相籠型感應電動機的外形圖。機的外形圖。 1 1定子定子 定子由鐵心、繞組和機座等部分組成。定子由鐵心、繞組和機座等部分組成。 定子鐵心定子鐵心 三相電動機的定子三相電動機的定子繞組分為三個彼此繞組分為三個彼此獨立的繞組，稱為獨立的繞組，稱為三相繞組。每個繞三相繞組。每個繞組即為一相，每個組即為一相，每個繞組在空間相差繞組在空間相差120120。定子三相繞。定子三相繞組的六個出線端都組的六個出線端都引至接線盒上，首引至接線盒上，首端分別標為端分別標為A A、B B、C C，末端分別標為

5、末端分別標為X X、Y Y、Z Z。定子繞組定子繞組 轉子有鼠籠式和繞線式兩種，由鐵心和繞組構成轉子有鼠籠式和繞線式兩種，由鐵心和繞組構成籠型轉子籠型轉子鐵心：鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。由外周有槽的硅鋼片疊成。 鐵芯槽內放銅條，端鐵芯槽內放銅條，端 部用短路環形成一體部用短路環形成一體, , 或鑄鋁形成轉子繞組。或鑄鋁形成轉子繞組。(1)轉子轉子2 2轉子轉子鼠籠式轉子：鼠籠式轉子： 繞線式轉子繞線式轉子：鐵心中對稱放入一個接成星形的三相鐵心中對稱放入一個接成星形的三相繞組，三相引出線分別接到轉軸上的三個滑環上。繞組，三相引出線分別接到轉軸上的三個滑環上。 繞線式轉子繞組：繞線式轉子繞組：

6、通過外串電阻改善電機的起通過外串電阻改善電機的起動，調速等性能。動，調速等性能。 如圖所示，如圖所示，AX, BY, CZAX, BY, CZ為三相定子繞組，在空間彼此相隔為三相定子繞組，在空間彼此相隔120120，接成，接成Y Y形。三相繞組的首端形。三相繞組的首端A,B,CA,B,C接在三相對稱電接在三相對稱電源上，有三相對稱電流通過三相繞組。為了分析方便，假源上，有三相對稱電流通過三相繞組。為了分析方便，假設電流為正值時，在繞組中從始端流向末端，電流為負值設電流為正值時，在繞組中從始端流向末端，電流為負值時，在繞組中從末端流向首端時，在繞組中從末端流向首端1. 1. 旋轉磁場的產生旋轉磁

7、場的產生。4.1.2 4.1.2 三相異步電動機的旋轉磁場三相異步電動機的旋轉磁場AYCBZX( )電流入電流入()電流出電流出i3i1i2it mIo當當 的瞬間的瞬間， i iA A=0=0，i iB B為負值，為負值，i iC C 為正值，根據為正值，根據”右手螺旋定則右手螺旋定則”，三相電流，三相電流所產生的磁場疊加的結果，所產生的磁場疊加的結果，便形成一個合成磁場，如圖便形成一個合成磁場，如圖所示，可見此時的合成磁場所示，可見此時的合成磁場是一對磁極（即二極），上是一對磁極（即二極），上邊是邊是N N極，下邊是極，下邊是S S極。極。 240sin120sinsintIitIitIi

8、mCmBmA0tAiBiCimIt對稱三相電流的波形表示為對稱三相電流的波形表示為：對稱三相電流的函數式表示為：對稱三相電流的函數式表示為：240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAiBiCimIt180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0nA 0t動畫 當當t t =0=0 的瞬間，的瞬間， i iA A=0=0， i iB B為負值，為負值，i iC C 為正值，根據為正值，根據”右手螺旋定則右手螺旋定則”，三相電流所產生的磁場疊加的結果，便形成，三相電流所產生的磁場疊加的結果，便形成一個合成磁場，如圖所示，可見此時的合成磁場是一對磁

9、極一個合成磁場，如圖所示，可見此時的合成磁場是一對磁極（即二極），上邊是（即二極），上邊是N N極，下邊是極，下邊是S S極。極。 當當 t=60t=60時，即經過時，即經過1/61/6周期后，周期后， i iA A由零變成正值，由零變成正值，i iB B仍為負值，仍為負值， i iC C 變成零，如圖變成零，如圖b b所示，這時合成磁場的方位所示，這時合成磁場的方位與與t=0t=0時相比，已按順時針方向轉過了時相比，已按順時針方向轉過了6060。 應用同樣的方法，可以得出如下結論：應用同樣的方法，可以得出如下結論： 當當 t=120t=120時，合成磁場就轉過了時，合成磁場就轉過了12012

10、0，如圖，如圖c c所示；所示； 當當 t=180t=180時時, , 合成磁場就旋轉了合成磁場就旋轉了180180，如圖，如圖d d所示；所示； 當當 t=360t=360時時, , 合成磁場旋轉了合成磁場旋轉了360360，即轉，即轉1 1周，如圖周，如圖a a所示。所示。 由此可見，空間由此可見，空間120120度度 對稱分布的三相繞組通過三對稱分布的三相繞組通過三相對稱的交流電流時，產生的合成磁場為極對數相對稱的交流電流時，產生的合成磁場為極對數p=1p=1的空間旋轉磁場，每電源周期旋轉一周。的空間旋轉磁場，每電源周期旋轉一周。2. 2. 旋轉磁場的旋轉方向旋轉磁場的旋轉方向 如前分析

11、，通入三相繞組的交流電順序為如前分析，通入三相繞組的交流電順序為A AB BC C， 則旋轉磁場的旋轉方向同樣為則旋轉磁場的旋轉方向同樣為A AB BC C。 如果將定子繞組接至電源的如果將定子繞組接至電源的B B、C C兩根線兩根線對調對調，則通入三相繞組的交流電順序為則通入三相繞組的交流電順序為A AC CB B， 此時此時旋轉磁場的旋轉方向同樣為旋轉磁場的旋轉方向同樣為A AC C B B，亦即磁場，亦即磁場的旋轉方向將的旋轉方向將反向反向。 實際上將定子繞組接至電源的三根線中的任實際上將定子繞組接至電源的三根線中的任意兩根對調，都將使旋轉磁場的旋轉方向反向，意兩根對調，都將使旋轉磁場的

12、旋轉方向反向，亦即將使電動機的轉向反向。亦即將使電動機的轉向反向。. .旋轉磁場的極數與旋轉速度旋轉磁場的極數與旋轉速度 以上分析的是電動機產生一對磁極時的情況，當定子繞以上分析的是電動機產生一對磁極時的情況，當定子繞組連接形成的是兩對磁極時，運用相同的方法可以分析出此時組連接形成的是兩對磁極時，運用相同的方法可以分析出此時電流變化一個周期，磁場只轉動了半圈，即轉速減慢了一半。電流變化一個周期，磁場只轉動了半圈，即轉速減慢了一半。 由此類推，當旋轉磁場具有由此類推，當旋轉磁場具有p p對極時（即磁極數為對極時（即磁極數為2 2p p），交），交流電每變化一個周期，其旋轉磁場就在空間轉動流電每變

13、化一個周期，其旋轉磁場就在空間轉動1/1/p p轉。因此，轉。因此，三相電動機定子旋轉磁場每分鐘的轉速三相電動機定子旋轉磁場每分鐘的轉速n n、定子電流頻率、定子電流頻率f f及及磁極對數磁極對數p p之間的關系是之間的關系是pfn600動畫 極對數及極數：極對數極對數及極數：極對數 p p極數（磁極數）極數（磁極數）2p2p 一般的對于對于一般的對于對于p p2 2的電機稱為四極電機的電機稱為四極電機 人們通常以極數稱呼電機，各種極數的電機的人們通常以極數稱呼電機，各種極數的電機的n n0 0 2 2極（極（p p1 1）n n0 030003000 rpmrpm 4 4極（極（p p2 2

14、）n n0 01500 rpm1500 rpm 6 6極（極（p p3 3）n n0 01000 rpm1000 rpm 8 8極（極（p p4 4）n n0 0750 rpm750 rpm 一般的額定轉速低于這個值，如一般的額定轉速低于這個值，如4 4極電機極電機1450 rpm1450 rpm左右左右4.1.34.1.3三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理 由于三相定子線圈通入三相交流電后能夠產生一個旋轉由于三相定子線圈通入三相交流電后能夠產生一個旋轉磁場。磁場。 如圖中如圖中N N、S S的磁場以的磁場以n n0 0旋轉旋轉 轉子切割磁力線而產轉子切割磁力線而產生電流（右手定

15、電流生電流（右手定電流I I方向）方向） 電流在磁場中切割磁電流在磁場中切割磁力線而產生力及力矩力線而產生力及力矩（左手定方向）（左手定方向） 它與它與n n0 0方向相同方向相同, ,使轉使轉子轉動起來子轉動起來NSn0FF 在轉子轉動中，在轉子轉動中，n n比比n n0 0小小 原因：轉子力矩原因：轉子力矩T TM MKtKtI IZ Z 其中其中為為旋轉磁場磁通旋轉磁場磁通 轉子電流轉子電流I IZ Z=e=eZ Z/R/RZ Z 其中其中R RZ Z為為轉子電阻轉子電阻 轉子電勢轉子電勢e eZ Z=Ke=Kenn 其中其中nn= n= n0 0-n -n 轉子線圈切割磁轉子線圈切割磁

16、力線的相對轉速力線的相對轉速 當當n = nn = n0 0時，時，e eZ Z=0, I=0, IZ Z=0 ,T=0 ,TM M0 0 n n0 0稱為理想空載轉速（同步轉速稱為理想空載轉速（同步轉速） 實際由于實際由于T TM M不等于不等于0;0;所以所以n nn TT =T2n T T 2達到新的平衡達到新的平衡T20nnTOn4.4三相異步電動機的啟動特性 三相異步電動機啟動時的主要要求如下三相異步電動機啟動時的主要要求如下: :1 1、有、有足夠大的啟動轉矩足夠大的啟動轉矩，T TM M TTL L 能夠正常啟動能夠正常啟動。2 2、在滿足啟動轉矩要求的情況下，、在滿足啟動轉矩要

17、求的情況下，啟動電流越小越啟動電流越小越好好。3 3、啟動過程平滑。、啟動過程平滑。4 4、啟動設備安全可靠，結構簡單、操作方便。、啟動設備安全可靠，結構簡單、操作方便。5 5、節能。、節能。 實際上，當電動機在啟動工作初期，由于實際上，當電動機在啟動工作初期，由于n n0 0 轉轉子繞組切割磁力線的速度子繞組切割磁力線的速度n n0 0-n= n-n= n0 0 轉子感生電動轉子感生電動勢勢E E大，啟動電流也大大，啟動電流也大, ,可達可達5 57 7倍，這時倍，這時coscos不不大，所以大，所以Tst Tst 不大。不大。 起動問題：起動問題：起動電流大，起動轉矩小。起動電流大，起動轉

18、矩小。 一般中小型籠型電機起動電流為額定電流的一般中小型籠型電機起動電流為額定電流的5 5 -7-7倍倍; ; 電動機的起動轉矩為額定轉矩的電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0-2.2)(1.0-2.2)倍。倍。起動時，起動時，n=n=0 0，轉子導體切割磁力線速度很大，轉子導體切割磁力線速度很大，轉子感應電勢轉子感應電勢轉子電流轉子電流定子電流定子電流 大電流使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作大電流使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱起動：起動： n = 0，s =1, 接通電源。接通電源。原因：原因：后果：后果： 二、三十千

19、瓦以下的異步電動機一般都采用二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。直接起動。星形星形- -三角形三角形(Y(Y ) ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動(3) 轉子串電阻起動轉子串電阻起動以下分別介紹各種起動方法以下分別介紹各種起動方法。1、直接啟動（全壓啟動）就是啟動時，電動機直接加電網電壓，這時啟動電流就是啟動時，電動機直接加電網電壓，這時啟動電流比較大，所以不是所有的電機都可能這樣使用。比較大，所以不是所有的電機都可能這樣使用。一般的，當有獨立的變壓器供動力電時一般的，當有獨立的變壓器供動力電時 當電機功率當電機功率20%20%變壓器功率時（頻繁）變壓器功率時（頻繁）

20、電機功率電機功率30% 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 時時132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動起動mN918385513131ststY .TT(3) 對對例例1 1中的電動機采用自耦變壓器降壓起中的電動機采用自耦變壓器降壓起動動, , 起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的64%64%，求這時的線路起動電

21、流求這時的線路起動電流 I Istst 和電動機的起動轉矩和電動機的起動轉矩T Tstst 。設電動機的起動電壓為設電動機的起動電壓為UU，電動機的起動，電動機的起動電流為電流為I Istst stNst640640I.ZU.ZUI 依據變壓器的一次、二次側電壓電流關系，依據變壓器的一次、二次側電壓電流關系，可求得線路起動電流可求得線路起動電流I Istst。64. 0Nstst UUIIA424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 2 UT 又又22Nstst640 .UUTT mN 226 8551640640 2st2st .T.Tst2stI

22、xI st2stTxT 由異步電動機的轉速公式由異步電動機的轉速公式可知，異步電動機有下列三種基本可知，異步電動機有下列三種基本調速方法調速方法：（1 1）改變定子極對數）改變定子極對數 調速。調速。p（2 2）改變電源頻率）改變電源頻率 調速。調速。1f（3 3）改變轉差率）改變轉差率 調速。調速。s稱為變極調速稱為變極調速稱為變頻調速稱為變頻調速轉子串電阻調速和串極調速轉子串電阻調速和串極調速)1(60)1(0spfsnn4.5.1 4.5.1 變極調速變極調速 所謂變極調速，通常是利用所謂變極調速，通常是利用改變定子繞組改變定子繞組的接法來改的接法來改變電動機的變電動機的磁極對數磁極對數

23、，這種電動機就被稱為多速電動機。，這種電動機就被稱為多速電動機。多速電動機均采用籠型轉子，因為這時轉子的極數能自動多速電動機均采用籠型轉子，因為這時轉子的極數能自動地與定子極數相適應。地與定子極數相適應。以以4 4極變極變2 2極為例：極為例：U U相兩個線圈，相兩個線圈，順向串聯順向串聯，定子繞組產生，定子繞組產生4 4極磁場：極磁場：反向串聯反向串聯和和反向并聯反向并聯，定子繞組產生，定子繞組產生2 2極磁場：極磁場： 變極調速時變極調速時, ,轉速幾乎是成倍變化的轉速幾乎是成倍變化的, ,調速的平滑性較差調速的平滑性較差, ,但具但具有較硬的機械特性有較硬的機械特性, ,穩定性好穩定性好

24、, , 可用于恒功率和恒轉矩負載。可用于恒功率和恒轉矩負載。U11U21U12U22iiU12U11U21U12U22iiU11U21U22SNU11U12U21U22NNSSP=2P=14.5.24.5.2、變頻調速、變頻調速變頻調速是改變電源頻率從而使電動機的同步轉速變化達到調速變頻調速是改變電源頻率從而使電動機的同步轉速變化達到調速的目的。的目的。（一）電壓隨頻率調節的規律（一）電壓隨頻率調節的規律 當轉差率當轉差率s s變化不大時，電動機的轉速變化不大時，電動機的轉速n n基本與電源頻率基本與電源頻率f f1 1正正比，連續調節電源頻率，可以平滑地改變電動機的轉速。但是，比，連續調節電

25、源頻率，可以平滑地改變電動機的轉速。但是，11011111122111211214444444wwmTNNNEU.f N k.f N kTm pUUcTf (XX )Tf T 頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵磁電流、功率因數、鐵頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵磁電流、功率因數、鐵損及過載能力的大小。為了保持變頻率前、后過載能力不變，要損及過載能力的大小。為了保持變頻率前、后過載能力不變，要求下式成立：求下式成立：221111221111NNNNUUUfTf Tf TUfT 及1 1、恒轉矩變頻率調速、恒轉矩變頻率調速對恒轉矩負載對恒轉矩負載此條件下變頻調速，電機的主磁通和過載能力不變。此條件下

26、變頻調速，電機的主磁通和過載能力不變。2 2、恒功率變頻率調速、恒功率變頻率調速對恒功率負載對恒功率負載得得此條件下變頻調速，電機的過載能力不變，但主磁通發生變化。此條件下變頻調速，電機的過載能力不變，但主磁通發生變化。1195509550ffnnTTnTnTPNNNNNNNNN常數常數常數常數1111ffUU常數常數1111fUfU（二）不同負載變頻調速的特點（二）不同負載變頻調速的特點變頻調速特別適用于恒轉矩負載。變頻調速特別適用于恒轉矩負載。4.5.34.5.3、變轉差率調速、變轉差率調速（一）轉子電路串接電阻調速（一）轉子電路串接電阻調速繞線轉子電動機的轉子回路串接對稱電阻時的機械特性

27、為繞線轉子電動機的轉子回路串接對稱電阻時的機械特性為 從機械特性看，轉子串電阻從機械特性看，轉子串電阻時，同步速和最大轉矩不變，但時，同步速和最大轉矩不變，但臨界轉差率增大。當恒轉矩負載臨界轉差率增大。當恒轉矩負載時，電機的轉速隨轉子串聯電阻時，電機的轉速隨轉子串聯電阻的增大而減小。的增大而減小。21emsems TR()RsT 設設 、 、 是轉子串聯電阻是轉子串聯電阻 前的量，前的量， 、 、 是串聯電阻是串聯電阻后的量，后的量， 則轉子串接的電阻為：則轉子串接的電阻為：mssemTms s emT sR（二）串級調速（二）串級調速在繞線轉子電動機的轉子回路在繞線轉子電動機的轉子回路串接一

28、個與轉子電動勢串接一個與轉子電動勢 同同步頻率的附加電動勢步頻率的附加電動勢 。sE2adEadE通過改變通過改變 的幅值和相的幅值和相位，也可實現調速，這就位，也可實現調速，這就是串級調速。是串級調速。4.6.14.6.1、反饋制動、反饋制動 若異步電動機在電若異步電動機在電動機工作狀態時，由于動機工作狀態時，由于某種原因，在轉向不變某種原因，在轉向不變的情況下，使轉速的情況下，使轉速n大大于于n0 0，旋轉磁場產生的旋轉磁場產生的電磁轉矩作用方向發生電磁轉矩作用方向發生變化，由驅動轉矩變為變化，由驅動轉矩變為制動轉矩。電動機進入制動轉矩。電動機進入反饋制動狀態反饋制動狀態, ,同時將同時將

29、外力作用于轉子的能量外力作用于轉子的能量轉換成電能回送給電網。轉換成電能回送給電網。4.6 三相異步電動機的制動特性nF轉子轉子T n0n n0機械特性：機械特性：此制動過程中，轉子電路串入電阻越大，穩定轉速就越高，所以此制動過程中，轉子電路串入電阻越大，穩定轉速就越高，所以回饋制動時，轉子電路中不宜串入過大的電阻。回饋制動時，轉子電路中不宜串入過大的電阻。Tnn1AA反饋制動時的電動機的機反饋制動時的電動機的機械特性是電動工作狀態的械特性是電動工作狀態的機械特性在第二象限的延機械特性在第二象限的延長部分。長部分。其中虛線表示繞線轉子其中虛線表示繞線轉子感應電動機轉子串電阻感應電動機轉子串電阻

30、后回饋制動的機械特性。后回饋制動的機械特性。4.6.24.6.2、反接制動、反接制動 反接制動過程反接制動過程: : 處于處于正向電動運行的三相繞線式正向電動運行的三相繞線式異步電動機，當改變三相電異步電動機，當改變三相電源的相序時，電動機便進入源的相序時，電動機便進入了反接制動過程。了反接制動過程。 反接制反接制動過程中，電動機電源相序動過程中，電動機電源相序為負序。為負序。如右圖所示如右圖所示: :（一）定子兩相反接制動（一）定子兩相反接制動 由曲線我們注意到反接制動由曲線我們注意到反接制動結束后結束后一定要立即切斷電源一定要立即切斷電源，否，否則電機則電機會反向起動會反向起動。繞線式電動

31、機繞線式電動機在定子兩反接同時在定子兩反接同時, ,可在轉子回路串聯制動電阻來限可在轉子回路串聯制動電阻來限制制動電流和增大制動轉矩制制動電流和增大制動轉矩 , ,如如曲線曲線3 3所示。所示。反接制動時，理想空載轉速反接制動時，理想空載轉速n1 1變為變為- -n1。1111nnnnnns1特點：特點：其機械特性曲線為：其機械特性曲線為：（二）倒拉反轉的反接制動（二）倒拉反轉的反接制動條件條件: 適用于繞線式異步電動機帶位能性負載情況。適用于繞線式異步電動機帶位能性負載情況。實現實現：在轉子回路串聯適當大電阻：在轉子回路串聯適當大電阻R RB B。電機工作點由電機工作點由AB CAB C，n

32、=0n=0，制動過程開始，電，制動過程開始，電動機反轉，直到電動機穩動機反轉，直到電動機穩定工作在定工作在D D點。在第四象點。在第四象限才是制動狀態。限才是制動狀態。由于電機反向旋轉，由于電機反向旋轉，n0n1s1。此時電磁轉矩方向與電動此時電磁轉矩方向與電動工作狀態時相同，而轉向工作狀態時相同，而轉向與電動工作狀態時相反，與電動工作狀態時相反，電動機處于制動工作狀態。電動機處于制動工作狀態。所以有：所以有：機械功率為機械功率為21 2210MECsPm IRs 電磁功率為電磁功率為221 20emRPm Is 機械功率為負，說明電機從軸上輸入機械功率；電磁功率為機械功率為負，說明電機從軸上

33、輸入機械功率；電磁功率為正說明電機從電源輸入電功率，并由定子向轉子傳遞功率。正說明電機從電源輸入電功率，并由定子向轉子傳遞功率。而而2222122121221MECemRsPPm IRm Im I Rss 表明，軸上輸入的機械功率轉變成電功率后，連同定子傳遞給表明，軸上輸入的機械功率轉變成電功率后，連同定子傳遞給轉子的電磁功率一起消耗在轉子回路電阻上，所反接制動的能轉子的電磁功率一起消耗在轉子回路電阻上，所反接制動的能量損耗較大。量損耗較大。4.6.34.6.3、能耗制動、能耗制動實現實現：制動時，：制動時，S1S1斷開斷開, ,電機脫離電電機脫離電網，同時網，同時S2S2閉合閉合, ,在定子

34、繞組中通入在定子繞組中通入直流勵磁電流。直流勵磁電流。 直流勵磁電流產生一個恒定的磁場，直流勵磁電流產生一個恒定的磁場，因慣性繼續旋轉的轉子切割恒定磁場，因慣性繼續旋轉的轉子切割恒定磁場，導體中感應電動勢和電流。感應電流與導體中感應電動勢和電流。感應電流與磁場作用產生的電磁轉矩為制動性質，磁場作用產生的電磁轉矩為制動性質，轉速迅速下降，當轉速為零時，感應電轉速迅速下降，當轉速為零時，感應電動勢和電流為零，制動過程結束。動勢和電流為零，制動過程結束。 制動過程中，轉子的動能轉變為電能消耗在轉子回路電阻制動過程中，轉子的動能轉變為電能消耗在轉子回路電阻上上能耗制動。能耗制動。轉子一般用籠轉子一般用

35、籠型型定子定子定子定子繞組繞組轉子轉子AA NS 定子繞組產生的脈動磁場定子繞組產生的脈動磁場 ，可用，可用正、反兩個正、反兩個旋轉磁場合成來等效。即旋轉磁場合成來等效。即- + - m= + -=m21 t O + - - + + - 02 s121 ss合成轉矩合成轉矩s01 s22 s21 s1T起動轉矩起動轉矩為零為零2T正正轉轉轉轉反反 .F鼠籠式轉子鼠籠式轉子導條及電流導條及電流AA型型iAABBA iBMtIi sinAmA )90sin(BmB tIi 正弦波形如圖所示。正弦波形如圖所示。iBiAmIit O 45t 0 t ABBAo0 t ABBA 90t 0 t ABBA兩相旋轉磁場兩相旋轉磁場動畫動畫450900iBiAmIit O 將開關將開關S合在位置合在位置1，電容，電容C與與B繞組串聯，電流繞組串聯，電流 iB較較iA超前近超前近90 ；當；當將將S切換到位置切換到位置2，電容，電容C與與A繞組串聯，電流繞組串聯，電流iA 較較iB 超超前近前近90 。這樣就改變了旋轉磁。這樣就改變了旋轉磁場的轉