1、1.3.1生產機械的負載轉矩特性電力拖動系統的負載大體分為3種類型：1、恒轉矩負載：負載轉矩TL的大小與轉速n無關。 （1）反抗性負載轉矩（摩擦轉矩）： 方向改變，大小不變 （2）位能性負載：方向大小都不變2、恒功率負載：負載功率PL不隨n變化3、通風機類負載：負載轉矩與n2成正比nnn 0TRnET2aCCUnEC0令：令：TRUnETE2aCCC即：他勵電動機的磁通即：他勵電動機的磁通 aI IT TTEERIEUCCaan由以下公式由以下公式UUfIaM+_+_IffR stR轉速降:CC2aTRnET理理想想空空載載轉轉速速:C0UnE式中：式中：nnTRUnETE02aCCCn0nN

2、TN改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線n0T降低電源電壓時的機械特性電樞串電阻時的機械特性減弱磁通時的機械特性與異步電動機相比，雖然結與異步電動機相比，雖然結構復雜，價格高，維護也不方便，但在調速性能上構復雜，價格高，維護也不方便，但在調速性能上由其獨特的優點。由其獨特的優點。 1. 調速均勻平滑，可以無級調速調速均勻平滑，可以無級調速( (注：異步機改注：異步機改 變極對數調速的方法叫有級調速變極對數調速的方法叫有級調速) )。 2. 調速范圍大，調速比可達調速范圍大，調速比可達200 以上以上( (調速比等調速比等 于最大轉速和最小轉速

3、之比）于最大轉速和最小轉速之比）, ,因此機械變速因此機械變速 所用的齒輪箱可大大簡化。所用的齒輪箱可大大簡化。由轉速公式由轉速公式:ERIUnCaa可見直流電機調速方法有三種。可見直流電機調速方法有三種。TRUnETE2aCCC 保持電樞電壓保持電樞電壓U不變，改變勵磁電流不變，改變勵磁電流If (調調R f)以改變磁通以改變磁通 。由式由式0n 0n0nTnO動畫動畫TRUnETE2aCCCaaaREUI Rf E I n Ia E T nEECaC ITT(1)調速平滑，可得到無級調速；但只能向上調，受調速平滑，可得到無級調速；但只能向上調，受 機械本身強度所限，機械本身強度所限，n不能

4、太高。不能太高。(2) 調速設備簡單，經濟，電流小，便于控制。調速設備簡單，經濟，電流小，便于控制。(3) 機械特性較硬，穩定性較好。機械特性較硬，穩定性較好。(4) 對專門生產的調磁電動機對專門生產的調磁電動機, ,其調速幅度可達其調速幅度可達3 4, 例如例如5302120 r/min及及3101 240 r/min 。(1) (2) n0n0Tcn0nT0KTnTRUnETE02aCCC )(a一一定定和和R(1)工作時電壓不允許超過工作時電壓不允許超過 ，而，而, 所以調速所以調速 只能向下調只能向下調。(2)機械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩機械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變

5、，穩 定性好。定性好。(3)均勻調節電樞電壓，可得到平滑無級調速。均勻調節電樞電壓，可得到平滑無級調速。(4)調速幅度較大。調速幅度較大。U Ia n E Ia （5）這種調速方法只適用于恒轉矩調速）這種調速方法只適用于恒轉矩調速 電樞中串入電阻電樞中串入電阻, ,使使 n 、 n0不不變，即電機的特性曲線變，即電機的特性曲線變陡變陡( (斜率變大斜率變大) )，在相同力，在相同力矩下矩下, ,n 。特性曲線如圖。特性曲線如圖。Rann0TnnTRUnETE02aCCC特點：特點：(1) 設備簡單，操作方便。設備簡單，操作方便。(2)機械特性軟，穩定性差。機械特性軟，穩定性差。(3)能量損耗大

6、，只用于小型直流機。能量損耗大，只用于小型直流機。Ra + R 1 1、恒轉矩調速：只能用于恒轉矩負載調速，若用于、恒轉矩調速：只能用于恒轉矩負載調速，若用于 恒功率負載，電機得不到充分利用。恒功率負載，電機得不到充分利用。 2 2、恒功率調速：只能用于恒功率負載調速，若用于、恒功率調速：只能用于恒功率負載調速，若用于 恒轉矩負載，電機的額定轉矩與實恒轉矩負載，電機的額定轉矩與實 際負載轉矩大得多，造成浪費。際負載轉矩大得多，造成浪費。1.4 三相異步電動機的電力拖動系統1 1、轉子繞組各電磁量、轉子繞組各電磁量一、轉子電動勢的頻率 感應電動勢的頻率正比于導體與磁場的相對切割速度感應電動勢的頻

7、率正比于導體與磁場的相對切割速度, ,故轉子電動勢的頻率為故轉子電動勢的頻率為: :111211160p(n - n)n - npnf = sfnn轉子不轉時,.ff,s ,n1210 理想空載時,.f,s ,nn0021 二、轉子繞組的感應電動勢轉子旋轉時的感應電動勢轉子旋轉時的感應電動勢: :02222444wskNf.E 轉子不轉時的感應電動勢轉子不轉時的感應電動勢: :02212444wkNf.E 二者關系為二者關系為: :22sE= sE2 2、功率轉換過程和功率平衡方程式、功率轉換過程和功率平衡方程式異步電動機的功率和損耗有：異步電動機的功率和損耗有：輸入功率輸入功率11111co

8、sIUmP 定子鐵損定子鐵損mFeRImp201 電磁功率電磁功率sRImppPPFecuem222111 定子銅損定子銅損12111RImpcu 轉子銅損轉子銅損cuRImRImp222122222 輸出功率輸出功率 P2= =Pm- -（pm+pad）機械功率機械功率 Pm= =Pem- -pcu2功率平衡方程式功率平衡方程式P1=Pem+pcu1+pFePem=P +pcu2P =P2+p +Padmmm兩個重要關系式兩個重要關系式pcu2= =sPemPm= =（1-s）Pem 可見，從氣隙傳遞到轉子的電磁功率分為兩部分，一小部分可見，從氣隙傳遞到轉子的電磁功率分為兩部分，一小部分變為

9、轉子銅損耗，絕大部分轉變為總機械功率。轉差率越大，轉變為轉子銅損耗，絕大部分轉變為總機械功率。轉差率越大，轉子銅損耗就越多，電機效率越低。因此正常運行時電機的轉差率子銅損耗就越多，電機效率越低。因此正常運行時電機的轉差率均很小。均很小。Pem :pcu2 :Pm=1:s:=1:s:（1-s）3、轉矩平衡方程式、轉矩平衡方程式3 3）由電機所拖動的負載的反作用轉矩）由電機所拖動的負載的反作用轉矩T T2 2。當電動機穩定運行時，作用在電動機轉子上有三個轉矩。當電動機穩定運行時，作用在電動機轉子上有三個轉矩。1 1）使電動機旋轉的電磁轉矩）使電動機旋轉的電磁轉矩TemTem。2 2）由電機的機械損

10、耗和附加損耗引起的空載制動轉矩）由電機的機械損耗和附加損耗引起的空載制動轉矩T T0 0。顯然：顯然： Tem = = T0 + T2 電磁轉矩從轉子方面看，它等于總機械功率除以轉電磁轉矩從轉子方面看，它等于總機械功率除以轉子機械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以子機械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以同步機械角速度。同步機械角速度。4、電磁轉矩公式、電磁轉矩公式（1）電磁轉矩的物理表達式）電磁轉矩的物理表達式11T2211111C2m2m112212212121122211pmcosIcosIpm/2cos2WTWememKNCKNTemxxsrrsrfUpmfpmPTIE其

11、中或稱為轉矩常數，對制造好的電機稱為轉矩常數，對制造好的電機為一定值。為一定值。常數常數每極磁通每極磁通轉子電流轉子電流轉子電路的轉子電路的cos（2）電磁轉矩的參數表達式）電磁轉矩的參數表達式222)(222211111XXsRRfsRpUmTem1.4.2 三相感應電動機的機械特性三相感應電動機的機械特性一、三相異步電動機的機械特性一、三相異步電動機的機械特性21222211123/2epU rsTrfrxxs其中：p為電機極對數； U1為相電壓有效值 r1為定子每相繞組的內阻 x1為每相漏阻抗 r2為折算到定子側的每相電阻 x2為折算到定子側的漏阻抗機械特性曲線機械特性曲線)(nfT 1

12、1nSn)(SfT nT0感應電機的機械特性mS1nS011n20, 0,1TSnnNNNTTSSnn,NnmmTTSS,stTTSn, 1, 0D理想空載點理想空載點額定運行點額定運行點mTB最大轉矩點最大轉矩點起起 動動 點點NTCAQT0S=1S=0HPTemPTMTstTNSmnsAn12 2）P PA A部分（轉矩由部分（轉矩由 T TT Tstst，轉差率由轉差率由S Sm m1 1）。在這部分隨著）。在這部分隨著轉矩的減小，轉速也減小，特性為轉矩的減小，轉速也減小，特性為一曲線。稱為電機的非工作部分。一曲線。稱為電機的非工作部分。有幾個特殊點需要分析一下。有幾個特殊點需要分析一下

13、。（1 1）理想空載點）理想空載點H 此時此時n=nn=n1 1,s=,s=0 0, ,電磁轉矩電磁轉矩T Temem=0=0，轉子電流，轉子電流I I2 2=0=0，定，定子電流子電流I I1 1= =I I0 0。（2 2）最大轉矩點）最大轉矩點P此時此時s=ss=sm m,T,Temem=T=Tm m。在特性曲線上有兩個最大轉矩，最大轉矩對應的轉差率稱為臨界在特性曲線上有兩個最大轉矩，最大轉矩對應的轉差率稱為臨界轉差率，可令轉差率，可令 求得求得: : 0 dsdTem最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載能力最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載能力: :2 2、 與與 成正比；成正比； 與與 無關。

14、無關。2R2RmsmaxT1 1、 與與 成正比；成正比； 與與 無關。無關。mT21UmS1U3 3、 和和 都近似與漏抗成反比都近似與漏抗成反比mTms22222)(4)(22111111211XXRRfpUmTXXRRmsmNmTT一般電機的一般電機的為為:1.6:1.62.22.2，它反映了電機，它反映了電機短時過載短時過載的極限。的極限。（3）起動點）起動點 A0S=1S=0HPTemTMTstTNSmnsAn1P此時，此時，n=0,s=1,n=0,s=1,電磁轉電磁轉矩矩T Tm m=T=Tstst。222)()21(2221111XXRRfRpUmTst公式為：公式為：結論：當其

15、它參數一定時結論：當其它參數一定時1 1、起動轉矩、起動轉矩Tst與電源電壓與電源電壓U U1 12 2平方成正比；平方成正比；2 2、頻率、頻率f1f1越高，起動轉矩越高，起動轉矩Tst越小；漏抗越大，起動轉矩越小；越小；漏抗越大，起動轉矩越小；3 3、繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。、繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。4 4、起動轉矩倍數、起動轉矩倍數ststNTKT 二、人為機械特性二、人為機械特性人為機械特性人為機械特性是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機械特性。械特性。（一）降低定子電壓時的人為機械特性

16、（一）降低定子電壓時的人為機械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不變不變, , 和和 減少。減少。1UmTstTmsstkT1U 如果電機在定額負載下運如果電機在定額負載下運行行, 下降后下降后, 下降下降, 增大增大, 轉子電流因轉子電流因 增大而增增大而增大大,導致電機過載。長期欠壓過導致電機過載。長期欠壓過載運行將使電機過熱，減少使載運行將使電機過熱，減少使用壽命。用壽命。ns22sEsE 降低電網電壓對電動機的影響降低電網電壓對電動機的影響過載能力下降;負載電流上升（二）轉子回路中串接

17、對稱電阻時的人為機械特性（二）轉子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性串電阻后串電阻后, , 、 不變，不變， 增大。增大。nmTms在一定范圍內增加電阻，可以在一定范圍內增加電阻，可以增加增加 。當。當 時時 ，若，若再增加電阻，再增加電阻， 減小。減小。stT1ms stmTT stT串電阻后，機械特性線性段斜串電阻后，機械特性線性段斜率變大，特性變軟。率變大，特性變軟。 轉子電路串聯對稱電阻用途轉子電路串聯對稱電阻用途(1)繞線轉子異步電動機的起動(2)調速1 0TstTmTems n0n1smR2TstsmR2+Rs22222)(4)(22111111211XXRRfpUmmTXXRRm

18、s定子回路串聯對稱電抗定子回路串聯對稱電抗 定子回路串聯對稱電抗用于籠型異步電動機定子回路串聯對稱電抗用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流降壓起動，以限制電動機啟動電流。（三）定子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性（三）定子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性 R1增大時，增大時，n0不變，不變，Tm 、sm、Tst隨隨R1的增大而減小，與定子的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。回路串對稱電抗相似。定子回路串聯對稱電阻定子回路串聯對稱電阻 X1增大時，增大時，n0不變，不變，Tm 、sm、Tst隨隨X1的增大而減小。的增大而減小。 (1)向上調整 f1 fN ,U1=U1N U1

19、需保持不變，所以需保持不變，所以m要降低，要降低，n增大，增大，Tmax降低，降低，sm降低降低（2）向下調整，）向下調整， f1 fN , 若要維持若要維持m 為常數，則為常數，則U1必須必須隨頻率的變化成正比變化，隨頻率的變化成正比變化， 即即 Tmax不變不變 mwkNfEU1111144.4常數1111ffUU（四）改變定子頻率時的人為機械特性（四）改變定子頻率時的人為機械特性11160pfn 由同步磁場轉速公式11fsm2max1fT基準頻率f1=fN=50HZ，電動勢nT0S11nQTNf1n1f 1n 1fmT 1nNff 1ZT改變頻率時機械特性硬度不變，即變頻改變頻率時機械特

20、性硬度不變，即變頻時人為機械特性曲線與固有機械特性曲時人為機械特性曲線與固有機械特性曲線是一組平行線。線是一組平行線。三、機械特性的實用表達式三、機械特性的實用表達式2memmmTTssss 工程上常根據電機的額定功率、額定轉速、過載能力來工程上常根據電機的額定功率、額定轉速、過載能力來求出實用表達式。方法是：求出實用表達式。方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn 21mNTTss () 將將T Tm m和和s sm m代入即可得到機械特性方程式代入即可得到機械特性方程式。利用電磁轉矩除以最大電磁轉矩可得電磁轉矩的實用表達式利用電磁轉矩除以最大電磁轉矩可得電磁轉矩的實用表達

21、式：1.4.2 三相感應電動機的機械特性三相感應電動機的機械特性一、三相異步電動機的機械特性一、三相異步電動機的機械特性21222211123/2epU rsTrfrxxs其中：p為電機極對數； U1為相電壓有效值 r1為定子每相繞組的內阻 x1為每相漏阻抗 r2為折算到定子側的每相電阻 x2為折算到定子側的漏阻抗機械特性曲線機械特性曲線)(nfT 11nSn)(SfT nT0感應電機的機械特性mS1nS011n20, 0,1TSnnNNNTTSSnn,NnmmTTSS,QTTSn, 1, 0D理想空載點理想空載點額定運行點額定運行點mTB最大轉矩點最大轉矩點起起 動動 點點NTCAQT（1

22、1）理想空載點）理想空載點H 此時此時n=nn=n1 1,s=,s=0 0, ,電磁轉矩電磁轉矩T Temem=0=0，轉子電流，轉子電流I I2 2=0=0，定，定子電流子電流I I1 1= =I I0 0。（2 2）最大轉矩點）最大轉矩點P此時此時s=ss=sm m,T,Temem=T=Tm m。在特性曲線上有兩個最大轉矩，最大轉矩對應的轉差率稱為臨界在特性曲線上有兩個最大轉矩，最大轉矩對應的轉差率稱為臨界轉差率，可令轉差率，可令 求得求得: : 0 dsdTem最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載能力最大轉矩與額定轉矩之比稱為過載能力: :2 2、 與與 成正比；成正比； 與與 無關。無關。2

23、R2RmsmaxT1 1、 與與 成正比；成正比； 與與 無關。無關。mT21UmS1U3 3、 和和 都近似與漏抗成反比都近似與漏抗成反比mTms22222)(4)(22111111211XXRRfpUmTXXRRmsmNmTT一般電機的一般電機的為為:1.6:1.62.22.2，它反映了電機，它反映了電機短時過載短時過載的極限。的極限。（三）起動點（三）起動點 A此時，此時，n=0,s=1,n=0,s=1,電磁轉矩電磁轉矩T Tm m=T=Tstst。222)()21(2221111XXRRfRpUmTst公式為：公式為：結論：當其它參數一定時結論：當其它參數一定時1 1、起動轉矩、起動轉

24、矩Tst與電源電壓與電源電壓U U1 12 2平方成正比；平方成正比；2 2、頻率、頻率f1f1越高，起動轉矩越高，起動轉矩Tst越小；漏抗越大，起動轉矩越小；越小；漏抗越大，起動轉矩越小；3 3、繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。、繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。4 4、起動轉矩倍數、起動轉矩倍數ststNTKT 二、人為機械特性二、人為機械特性人為機械特性人為機械特性是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機械特性。械特性。（1 1）降低定子電壓時的人為機械特性）降低定子電壓時的人為機械特性snsm10TLUN0T

25、stTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不變不變, , 和和 減少。減少。1UmTstTmsstkT1U 如果電機在定額負載下運如果電機在定額負載下運行行, 下降后下降后, 下降下降, 增大增大, 轉子電流因轉子電流因 增大而增增大而增大大,導致電機過載。長期欠壓過導致電機過載。長期欠壓過載運行將使電機過熱，減少使載運行將使電機過熱，減少使用壽命。用壽命。ns22sEsE 降低電網電壓對電動機的影響降低電網電壓對電動機的影響過載能力下降;負載電流上升（2 2）轉子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性）轉子回路中串接對稱電阻時的人

26、為機械特性串電阻后串電阻后, , 、 不變，不變， 增大。增大。nmTms在一定范圍內增加電阻，可以在一定范圍內增加電阻，可以增加增加 。當。當 時時 ，若，若再增加電阻，再增加電阻， 減小。減小。stT1ms stmTT stT串電阻后，機械特性線性段斜串電阻后，機械特性線性段斜率變大，特性變軟。率變大，特性變軟。 轉子電路串聯對稱電阻用途轉子電路串聯對稱電阻用途(1)繞線轉子異步電動機的起動(2)調速1 0TstTmTems n0n1smR2TstsmR2+Rs22222)(4)(22111111211XXRRfpUmmTXXRRms定子回路串聯對稱電抗定子回路串聯對稱電抗 定子回路串聯對

27、稱電抗用于籠型異步電動機定子回路串聯對稱電抗用于籠型異步電動機降壓起動，以限制電動機啟動電流降壓起動，以限制電動機啟動電流。（3 3）定子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性）定子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性 R1增大時，增大時，n0不變，不變，Tm 、sm、Tst隨隨X1的增大而減小，與定子的增大而減小，與定子回路串對稱電抗相似。回路串對稱電抗相似。定子回路串聯對稱電阻定子回路串聯對稱電阻 X1增大時，增大時，n0不變，不變，Tm 、sm、Tst隨隨X1的增大而減小。的增大而減小。 (1)向上調整 f1 fN ,U1=U1N U1需保持不變，所以需保持不變，所以m要降低，要降低，n增大，

28、增大，Tmax降低，降低，sm降低降低（2）向下調整，）向下調整， f1 fN , 若要維持若要維持m 為常數，則為常數，則U1必須必須隨頻率的變化成正比變化，隨頻率的變化成正比變化， 即即 Tmax不變不變 mwkNfEU1111144.4常數1111ffUU（4 4）改變定子頻率時的人為機械特性）改變定子頻率時的人為機械特性11160pfn 由同步磁場轉速公式11fsm2max1fT基準頻率f1=fN=50HZ，電動勢nT0S11nQTNf1n1f 1n 1fmT 1nNff 1ZT改變頻率時機械特性硬度不變，即變頻改變頻率時機械特性硬度不變，即變頻時人為機械特性曲線與固有機械特性曲時人為

29、機械特性曲線與固有機械特性曲線是一組平行線。線是一組平行線。三、機械特性的實用表達式三、機械特性的實用表達式2memmmTTssss 工程上常根據電機的額定功率、額定轉速、過載能力來工程上常根據電機的額定功率、額定轉速、過載能力來求出實用表達式。方法是：求出實用表達式。方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn 21mNTTss () 將將T Tm m和和s sm m代入即可得到機械特性方程式代入即可得到機械特性方程式。利用電磁轉矩除以最大電磁轉矩可得電磁轉矩的實用表達式利用電磁轉矩除以最大電磁轉矩可得電磁轉矩的實用表達式：1.4.3 三相感應電動機的起動三相感應電動機的起動

30、起動指電動機接通電源后由靜止狀態加速到穩定運行狀態的起動指電動機接通電源后由靜止狀態加速到穩定運行狀態的過程過程. .對電動機的起動性能要求：起動電流小對電動機的起動性能要求：起動電流小, ,起動轉矩大。起動轉矩大。1. 1.起動電流大的原因起動電流大的原因 起動時起動時, , ,轉子感應電動勢大轉子感應電動勢大, ,使轉子電流大使轉子電流大, ,根據磁根據磁動勢平衡關系動勢平衡關系, ,定子電流必然增大定子電流必然增大. .1, 0sn2. 2.起動轉矩不大的原因起動轉矩不大的原因從下述公式分析從下述公式分析022stemTTTCI cos 起動時起動時, , ,遠大于運行時的遠大于運行時的

31、 , ,轉子漏抗轉子漏抗 很大很大, , 很低很低, ,盡管盡管 很大很大, ,但但 并不大并不大. .1ss22sXXs2cos2I22cosI 由于起動電流大由于起動電流大, ,定子漏阻抗壓降大定子漏阻抗壓降大, ,使定子感應電動勢減小使定子感應電動勢減小, ,對應的氣隙磁通減小對應的氣隙磁通減小. .由上述兩個原因使得起動轉矩不大由上述兩個原因使得起動轉矩不大. .直接起動就是啟動時電壓是電動機工作電壓。在電網電壓直接起動就是啟動時電壓是電動機工作電壓。在電網電壓等于電動機工作電壓時，可以直接連接，這種方法即簡單等于電動機工作電壓時，可以直接連接，這種方法即簡單又經濟，不需要專用得著起動

32、設備，起動時間短，起動方又經濟，不需要專用得著起動設備，起動時間短，起動方式可靠。在電網容量允許的條件下，起動不太頻繁的電動式可靠。在電網容量允許的條件下，起動不太頻繁的電動機通常都用這種方法。機通常都用這種方法。十千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動。十千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動。(3) 轉子串電阻起動轉子串電阻起動星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動定子串電阻或電抗定子串電阻或電抗（一）直接起動（一）直接起動可以直接起動的條件：起動電流倍數可以直接起動的條件：起動電流倍數 )kW()kVAkI電電動動機機容容量量電電源源容容量量（341 直接起

33、動也叫全壓起動，啟動時，電機定子繞組承受額定電直接起動也叫全壓起動，啟動時，電機定子繞組承受額定電壓。這種起動方法最簡單，也不需要復雜的起動設備，但起動電壓。這種起動方法最簡單，也不需要復雜的起動設備，但起動電流大一般可達到額定電流的流大一般可達到額定電流的4747倍，對電機的穩定運行不利。一倍，對電機的穩定運行不利。一般只允許在小功率電機中（般只允許在小功率電機中（P PN N7.5KW1），起），起動電流減為原先的動電流減為原先的 起動轉矩為全壓時起動轉矩為全壓時的的 。K12K1K1這種起動方法能耗較多，這種起動方法能耗較多，已被其他方法取代。已被其他方法取代。2 2、Y Y 起動起動適

34、用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時起動時 Y Y接；運行時接；運行時接。接。若起動電壓降為原先的若起動電壓降為原先的 ，起動電流減為原先的，起動電流減為原先的 起動轉矩為全壓時的起動轉矩為全壓時的 。這種起動操作方便，設備。這種起動操作方便，設備簡單，應用廣泛。簡單，應用廣泛。3131313 3、自耦補償起動、自耦補償起動自耦補償起動利用自耦變壓自耦補償起動利用自耦變壓器來降低定子電壓以實現減器來降低定子電壓以實現減小啟動電流的目的。小啟動電流的目的。自耦補償起動適用于中小容自耦補償起動適用于中小容量電機。量電機。若起動電壓降為原先

35、的若起動電壓降為原先的 ，起動電流減為原先的起動電流減為原先的 起動起動轉矩為全壓時的轉矩為全壓時的 。2K1K12K1二、三相繞線型感應電動機的起動二、三相繞線型感應電動機的起動（1）轉子回路串電阻起動）轉子回路串電阻起動 在轉子回路中串聯適當的電阻在轉子回路中串聯適當的電阻, ,既能既能限制起動電流，又能增大起動轉矩。限制起動電流，又能增大起動轉矩。 為了有較大的起動轉矩、使起動為了有較大的起動轉矩、使起動過程平滑，應在轉子回路中串入多級過程平滑，應在轉子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸對稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸切除起動電阻。切除起動電阻。起動電阻起動電阻 RstRst

36、Rst（2）轉子串接頻敏變阻器起動）轉子串接頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。 起動時，起動時，S2S2斷開，轉子串入頻敏斷開，轉子串入頻敏變阻器變阻器,S1,S1閉合，電機通電開始起動。閉合，電機通電開始起動。起動時起動時, , ,頻敏變阻器鐵損大頻敏變阻器鐵損大, ,反反映鐵損耗的等效電阻映鐵損耗的等效電阻 大大, ,相當于轉相當于轉子回路串入一個較大電阻。隨著子回路串入一個較大電阻。隨著 上升上升, , 減小減小, ,鐵損減少鐵損減少, ,等效電阻等效電阻 減小減小, ,相當于逐漸切除相當于逐漸切除 , ,起動結起動結束束,S2,S2閉

37、合，切除頻敏變阻器，轉子閉合，切除頻敏變阻器，轉子電路直接短路。電路直接短路。 21ff n2fmRmR1.4.4 感應電動機的電磁制動感應電動機的電磁制動一、能耗制動一、能耗制動實現實現：制動時，：制動時，S1S1斷開斷開, ,電機脫離電網，電機脫離電網，同時同時S2S2閉合閉合, ,在定子繞組中通入直流勵磁在定子繞組中通入直流勵磁電流。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

38、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。nTemA0n1C1B23 對籠型異步電動機對籠型異步電動機, ,可以可以增大直流勵磁電流來增大初始增大直流勵磁電流來增大初始制動轉矩制動轉矩 。 對繞線型異步電動機對繞線型異步電動機, ,可可以增大轉子回路電阻來增大以增大轉子回路電阻來增大初始制動轉矩初始制動轉矩 。. 101s，n所以能耗制動時由于制動電阻大小：制動電阻大

39、小：2220 20 43NBNER( . . )RI 其中，曲線其中，曲線1 1、2 2是轉子電阻相同，是轉子電阻相同，曲線曲線2 2的直流勵磁大于曲線的直流勵磁大于曲線1 1。曲線。曲線1 1、3 3是直流勵磁相同，曲線是直流勵磁相同，曲線3 3的轉子電阻大的轉子電阻大于曲線于曲線1 1。二、反接制動二、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

40、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一定要立即切斷電源，否結束后一定要立即切斷電源，否則電機會反向起動。則電機會反向起動。繞線式電動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

41、（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=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

42、作狀態。電動機處于制動工作狀態。三、回饋制動三、回饋制動 若感應電動機在電動機工作狀態時，若感應電動機在電動機工作狀態時，由于某種原因，在轉向不變的情況下，由于某種原因，在轉向不變的情況下，使轉速使轉速n大于大于n1 1，電動機便處于回饋制動電動機便處于回饋制動狀態。狀態。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回饋制動時的電動機的機回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

43、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后回饋制動的機械特性。后回饋制動的機械特性。第四節第四節 感應電動機的調速感應電動機的調速由異步電動機的轉速公式由異步電動機的轉速公式116011fnn (s)(s)p 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

44、串極調速轉子串電阻調速和串極調速一、變極調速一、變極調速以以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，定子繞組產生產生2 2極磁場：極磁場： 要改變電機的極數，當然可以在定子槽內嵌放兩套不同極數要改變電機的極數，當然可以在定子槽內嵌放兩套不同極數的定子三相繞組，從制造的角度看，這種方法很不經濟。通常是的定子三相繞組，從制造的角度看，這種方法很不經濟。通常是利用改變定子繞組的接法來改變極數，這種電動機就被稱為多速利用改變定子繞組的接法來改變極數，這種電動機就被稱

45、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地與定子極數相適應。動地與定子極數相適應。異步電動機的變極調速A1X1X2A2AXAXAXAXA1X1X2A2AX多速電機定子繞組的接線方式很多，其中有兩種常用。多速電機定子繞組的接線方式很多，其中有兩種常用。（1 1）/YY/YY聯結方式聯結方式T6T1T5T3T4T2低速時低速時T1T1、T2T2、T3T3輸入，輸入，T4T4、T5T5、T6T6開路開路高速時高速時T4T4、T5T5、T6T6輸入，輸入，T1T1、T2T2、T3T3連在一起連在一起-YY-YY后后, ,極數減少一半極數減少一半, ,轉速增大一倍轉速增大一倍, ,即即 ，保