电动机运行和负载
电动机的负载特性与运行优化
电动机的负载特性与运行优化电动机是现代工业生产中最为常见和重要的设备之一。
了解电动机的负载特性，并对其进行运行优化，能够提高电动机的效率和稳定性，减少能源消耗和负载损耗。
本文将探讨电动机的负载特性与运行优化的相关知识。
一、电动机的负载特性电动机的负载特性是指在不同负载情况下，电动机的输出转矩和转速之间的关系。
通常用负载曲线来表示，负载曲线的特点与电动机的负载特性密切相关。
1. 非恒转矩负载特性非恒转矩负载特性是指电动机在负载变化时，输出转矩不随转速变化而变化。
此类负载特性通常可以分为两大类：恒转矩负载和变转矩负载。
恒转矩负载是指在负载变化时，电动机输出的转矩保持恒定不变。
典型的恒转矩负载为离心压缩机、离心风机等。
在这种情况下，电动机的转速会随着负载的变化而改变，但输出的转矩保持不变。
变转矩负载是指在负载变化时，电动机输出的转矩也会相应地变化。
典型的变转矩负载为往复式压缩机、开煤机等。
在这种情况下，电动机的转速和输出转矩都会随着负载的变化而改变。
2. 恒转速负载特性恒转速负载特性是指电动机在负载变化时，输出转速保持恒定不变。
典型的恒转速负载为离心泵、工具机床等。
在这种情况下，电动机的输出转矩会随着负载的变化而改变，但转速保持不变。
二、电动机的运行优化电动机的运行优化是指通过对电动机的控制和调节，使其在工作过程中达到最佳的工作状态，提高效率和稳定性，减少能量损耗。
1. 负载匹配优化负载匹配优化是指在选用电动机时，根据实际负载情况选择适合的电动机型号和规格。
过大或过小的电动机均会降低效率和稳定性，增加能源消耗和维护成本。
2. 控制技术优化控制技术优化是指通过合理的控制策略和算法，实现对电动机运行状态的精确控制和调节。
例如，采用变频调速技术可以使电动机在负载变化时保持恒定的转速和转矩，提高效率和稳定性。
3. 维护保养优化维护保养优化是指定期对电动机进行检查、清洁和润滑，及时检修和更换老化或损坏的部件，确保电动机的正常运行和延长使用寿命。
电气自动化技术《任务3.2三相异步电动机的等效电路7》
任务3.2三相异步电动机的等效电路一、学习目的与要求1．分析三相异步电动机空载运行特征、空载运行参数和空载等效电路。
2.三相异步电动机负载运行参数、负载运行T型等效电路和平衡方程式。
二、学习方法1．学习本课程，首先要精读教材和讲义，了解三相异步电动机空载和负载运行的特征。
2. 充分利用学习资源，对三相异步电动机空载和负载的电路进行分析，进而掌握两个运行方式的特征。
三、授课内容1、三相异步电动机空载运行三相异步电动机的定子和转子之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，它是靠电磁感应作用，将能量从定子传递到转子。
这一点和变压器完全相似。
三相异步电动机的定子绕组相当于变压器的一次绕组，转子绕组那么相当于变压器的二次绕组。
因此，分析变压器内部电磁关系的根本方法也同样适用于异步电动机。
三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上，转子轴上不带机械负载的运行称空载运行。
空载运行的特点：异步电动机空载运行时，由于轴上不带机械负载，其转速很高，接近同步转速，即n≈n1，s很小。
此时定子旋转磁场与转子之间的相对切割速度几乎为0，于是转子的感应电动势E2≈0，转子的电流I2≈0，转子磁动势F2≈0。
〔1〕主漏磁通的分布当三相异步电动机定子绕组通入三相对称交流电时，将产生旋转磁动势，该磁动势产生的磁通绝大局部穿过气隙，并同时交链于定转子绕组，这局部磁通称为主磁通。
主磁通的路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心，构成闭合回路。
主磁通同时交链定转子绕组并在其中分别产生感应电动势。
由于异步电动机的转子绕组为三相或多相短路绕组，在转子的感应电动势的作用下，转子绕组中有电流产生，转子电流与定子磁场相互作用产生电磁转矩，实现异步电动机的机电能量转换。
除主磁通外的磁通称为漏磁通，包括定子绕组的槽部漏磁通和端部漏磁通等，漏磁通沿磁阻很大的空气隙形成闭合回路，因此它比主磁通小很多。
漏磁通仅在定子绕组中产生漏磁感应电动势，不起能量转换的媒介作用，只起电抗压降的作用。
电机与电气控制技术三相异步电动机的空载负载运行及工作特性
5）由损耗分析法求额定负载时的效率
任务小结
1.总结本次课程的重难点和学生实际掌握的情况
2.鼓励学生自主解决问题的意识，养成主动思考独立思考，培养理论联系实际的学习方法。学会电动机的拆装下线。
考核评价
考核方法与工具
采用过程考核和绩效考核两种方法。
教法学法设计
课程的学习方法，理论联系实际，在实训中加深对理论的理解，提升学生课堂参与度，在实践中促进学生主动思考。因此，本课程教学本着以学生为中心，少讲多练多问的原则，以问题为导向，以促使学生自主学习为目的，布置任务。包括学习引入、指导看书、回答问题、分析问题、动手实操5个部分。
学习引入：三相异步电动机的定子和转子之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，它是靠电磁感应作用，将能量从定子传递到转子。
能力目标：
1.三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验的方法
素质目标：促使学生养成自主的学习习惯；学会电动机实验方法和数据分析的方法
主要教学内容
1.三相异步电动机的空载运行
2.三相异步电动机的负载运行及等效电路
3.三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式及工作特性
4.实训：三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验
讲解并指导学生看书：三相异步电动机的空载、负载运行的磁通分布及等效电路，总结笔记；教师指导学习方法和答疑；
实操：三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验，参数分析
教学实施
1.提出问题，相异步电动机的定子和转子之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，它是靠电磁感应作用，将能量从定子传递到转子。磁场是怎么分布的？
重点与难点
重点：
1.三相异步电动负载运行及等效电路
电机及电力拖动-三相异步电动机的空载运行;负载运行
n1 - n n1
pn1 60
= sf1
转子不转时,n 0, s 1, f2 f1 . 理想空载时, n n1 , s 0, f2 0.
2. 转子绕组的感应电势 转子旋转时的感应电动势: 转子不转时的感应电动势:
E2s 4.44 f2 N2kw2 E2 4.44 f1N2kw2
二者关系为:
二是转子回路的功率不变。
I2
=
E2 s Z2s
=
E2 s R2 + jX 2s
=
sE2 R2 + jsX 2
=
R2 +
E2
jX
2
+
1
s
s
R2
结论：用一个不转的转子并且在转子绕组中串联一个电阻1
s
s
r2
,
就可以将转子频率折算为定子频率
4.6三相异步电动机的负载运行
2. 绕组折算
绕组折算就是用一个和定子
功分量I0 p.
I0 Iop Ioq.
由于 I 0 q
I
0
p
,
所以I
基本为一无功性质电流
0
, 即I 0
I0q.
2.空载电流的大小--------约为额定电流的20%~50%
与变压器相比较, 异步电动机的主磁路中有气隙存在
3.空载磁势----励磁磁势 空载运行时,转子转速很高,接近同步转速,定、 转子之间相对速度几 乎为零， 于是E2 0， I2 0， F2 0.磁场完全由空载磁势产生，空
E2s = sE2
4.6三相异步电动机的负载运行
3. 转子绕组的漏抗
转子旋时转子漏电抗:
X 2s 2 πf 2 L2
电动机工作制
什么是电机工作制？S1，S2,S4什么意思？来源：恒富电动机电机工作制是对电机承受负载情况的说明，包括启动、电制动、负载、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。
工作制分为S1~S10共10类：1)、连续工作制---S1：在恒定负载下的运动时间足以使电机达到热稳定。
2)、短时工作制---S2：在恒定负载下按给定的时间运行。
该时间不足以使电机达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
3)、断续周期工作制---S3：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中每一周期的启动电流不致对温升产生显著影响。
4)、包括启动的断续同期工作制---S4：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的启动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
5)、包括电制动的断续周期工作制---S5：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
6)、连续周期工作制---S6：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，无断能停转时间。
7)、包括电制动的连续周期工作制---S7：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段启动时间、一段恒定负载运行时间和一段电制动时间，无断能停转时间。
8)、包括负载一转速相应变化的连续周期工作制---S8：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下恒定负载运行时间（例如变极多速感应电动机），无断能停转时间。
9)、负载和转速作非周期变化工作制---S9：负载和转速在允许的范围内作非周期变化。
这种工作制包括经常性过载，其值可远远超过基准负载。
10）、离散恒定负载工作制---S10：包括不少于4种离散负载值（或等效负载）的工作制，每一种负载的运行时间应足以使电机达到热稳定，在一个工作周期中的最小负载值可为零。
电动机的载荷系数
电动机的载荷系数【原创版】目录1.电动机载荷系数的概念2.电动机载荷系数的计算方法3.电动机载荷系数的影响因素4.电动机载荷系数在选型和安装中的作用5.结论正文电动机的载荷系数是指电动机在运行过程中所承受的负荷或重量与电机额定功率之间的比值。
载荷系数是衡量电动机负载能力的重要参数，它直接影响到电机的使用寿命、性能以及选型和安装。
一、电动机载荷系数的计算方法电动机载荷系数的计算公式为：载荷系数 = 电机的输出功率 / 电机的额定功率。
其中，电机的输出功率是指电机在实际工作中产生的功率，单位为瓦特（W）；电机的额定功率是指电机在设计时规定的功率，单位为瓦特（W）。
二、电动机载荷系数的影响因素电动机载荷系数的大小受到以下因素的影响：1.负载特性：不同的负载特性会影响电动机的载荷系数。
例如，恒定负载时，电动机的载荷系数较小；而在周期性波动负载时，电动机的载荷系数较大。
2.工作环境：工作环境的温度、湿度、海拔等因素会影响电动机的载荷系数。
环境温度较高时，电动机的载荷系数会增大。
3.电机本身的性能：电机的效率、功率因数、转子惯量等参数也会影响电动机的载荷系数。
三、电动机载荷系数在选型和安装中的作用电动机载荷系数在选型和安装过程中具有重要作用。
根据工程应用场景和负载特性，可以通过计算电动机的载荷系数来选择合适的电机型号，以确保电机在实际工作中能够稳定运行，避免因负载过大而导致电机过热、损坏等问题。
在安装过程中，根据电动机的载荷系数，可以合理设置电机的负载范围，以保证电机在正常运行时能够承受相应的负荷，同时避免负载过重而导致的故障。
四、结论电动机载荷系数是衡量电动机负载能力的重要参数，它受到多种因素的影响。
电机负载的计算方法
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步进电机
适用于需要高精度定位和快速 响应的应用场景，如数控机床 、打印机等。
伺服电机
适用于需要高精度、高动态响 应和高转矩密度的应用场景， 如机器人、自动化生产线等。
电机容量的选择
根据负载转矩和转速计算电机容量
01
根据实际负载转矩和转速，选择合适的电机容量，以
满足系统的动力需求。
根据系统要求选择电机根据 电机温度和散热情况可以推算出电机 的负载。这种方法需要安装温度传感 器和散热监测设备，对监测设备的精 度和稳定性要求较高。
03
电机负载的优化设计
电机类型的选择
直流电机
适用于需要平滑调速和高精度 的应用场景，如数控机床、机
器人等。
交流电机
适用于需要高转矩和低转速的 应用场景，如风机、水泵等。
VS
详细描述
三相异步电动机的负载计算通常需要考虑 电机的额定功率和额定电流，根据实际工 作情况选择合适的电机，并计算电机的输 入功率和效率。同时，需要考虑电机的电 压和转速，以确保电机能够正常工作。
实例二：直流电动机的负载计算
总结词
直流电动机的负载计算需要考虑电机的电阻、电感、电流和电压等参数。
详细描述
电机控制技术是实现高效电机的重要 手段之一。未来，电机控制技术将更 加智能化和自动化，能够更好地适应 各种复杂的应用场景和工况。
电机控制技术将更加注重与信息技术 的融合，通过与传感器、通信和云计 算等技术的结合，实现更加智能化的 控制和管理。
电机负载计算方法的改进方向
电动机负载运行故障与处理方法
电动机负载运行故障与处理方法张全(七台河市茄子河区安全生产监督管理局，黑龙江七台河154600)应用科技脯翱本文针对电动机负荷运行中的电动机过热、带负栽后转速降低、绝缘电阻j降O k绕线转子集电环发热或火花过大、电动机运行时异常响声等故障提出处理和排除方法。
暖罐词】电动机；负载运行；故障；处理电动机在空载运行时出现的故障，大部分都会出现在负载运行中，有时故障现象更为严重。
应从实际出发采取有效的方法进行排除。
1电动机过热1)电动机负载过大。
可能是电动机功率与负载机械不配合，拖动机械的懒带太紧或转轴运转不灵活等负载机械本身故障所造成。
可检查电动机的电流、电压即可发现，应减轻负载或更换较大功率的电动扎2)电源电压过低或过高。
电压过低而负载不变时，电动机电流就会增加引起铜耗增大：如果电压过高可使磁路过饱和引起铁耗增大，其结果都会导致电动机发热。
当电源电压波动范围超过一5％一+10％时，电动机应吲匠功率使用。
除因电源线过细引起压降过大要更换合适导线外，应与供电部门联系调整电源电压。
3)电动机频繁启动。
电动机在短时间内启动过于频繁或正反转次数过多应限制启动次数，正确选用热保护或更换适合生产要求的电动札4)电动机外部接线错误。
当△联结误接成丫联结，空载时电流很小，虽然可以带轻负载运行，但负载稍大，电流就会超过额定电流引起发热i当丫联结误接成△联结，空载时电流可能超过额定电流，造成电动柳j品度迅速升高而无法运行。
此时应按正确方法更换接线。
5)电动机单相运行。
运行中的电动机绕组或接线一相断路后，造成单相运行又无断相保护，当负载较大时，电揪额定值很多，电动机温度迅速上升，直至绕组烧毁。
此时应检查三相电流，立即切除电源，找出断路处并重新接好。
6)电动机绕组短路或接地。
当定子绕组局部匝间短路或接地，过负荷保护又不动作，轻时电动机局部过热，严重时绝缘烧坏，发出焦味甚至冒烟烧毁。
此时应测量各相绕组直流电阻，找出短路点。
用兆欧表检查绕组有无接地。
电动机的运行
第八章电动机的运行内容提要:1)电动机的运行参数2)运行前的检查及试验3)开机起动和停机4)运行中的巡视检查5)运行中的故障及事故的处理第一节概述电动机是一种将电能转换成机械能的旋转设备，它分为直流电动机和交流电动机两大类。
直流电动机将直流电能转换成机械能，它调速性能好、过载能力大、可频繁无级快速起动、制动、反转，广泛应用于需要大范围调速场合及有特殊要求的自动控制系统中。
交流电动机又分同步和异步电动机两类。
同步电动机一般应用于不要求调速和功率较大的机械设备。
异步电动机又称感应电动机，它具有结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠、重量轻、成本低等优点，能满足大多数工农业生产机械的拖动要求，故应用广泛。
异步电动机按转子绕组型式不同，又分为鼠笼式和绕线式两类。
前者结构简单牢固，应用最为广泛；后者在其转子回路中通过集电环和电刷接入外加电阻，可改善起动特性并在必要时可供调节转速。
水电站的厂用机械主要由电动机拖动。
拖动厂用机械的电动机功率应满足拖动在最高出力下工作着的机械；电动机的转矩应足以起动机械达到额定转速，而且在起动时间内电动机绕组不因起动电流过大而超过容许的过热温度，甚至在长期满负荷工作以后起动也不应超过容许的过热温度；重要机械有自起动能力；电动机的构造型式和冷却方式适合于周围介质的温度、湿度。
鼠笼式异步电动机与其它型式的电动机相比，可靠、简单和经济，因此水电站机组发电运行系统的油、气、水系统中广泛使用鼠笼式异步电动机。
本章以介绍低压鼠笼式异步电动机为主。
至于绕线式异步电动机，在水电站里主要用在大坝闸门起闭机及升船机和厂房内检修用的吊车等，本教材不另详述。
第二节电动机投运前的检查和试验一、电动机的运行方式电动机运行方式通常有正常运行方式和异常运行方式两大类。
1．电动机的正常运行方式电动机的各种运行参数均在允许范围内，故电动机可以长期、连续运行的方式为电动机的正常运行方式。
正常运行方式下电动机处在额定运行状态，即电动机运行的各种电气参数均在额定值范围内。
电机的工作制分类和绝缘等级
电机的工作制分类和绝缘等级电机的工作制分类和绝缘等级电机的工作制的分类电机的工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：S1 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
S2 短时工作制：在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
S3 断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
这种工作制中的每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。
S4 包括起动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。
S5 包括电制动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。
S6 连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间。
S7 包括电制动的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间和一段快速电制动时间，但无断能停转时间。
S8 包括变速变负载的连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下的其它恒定负载的运行时间，但无断能停转时间。
S9 负载和转速非周期性变化工作制：负载和转速在允许的范围内变化的非周期工作制。
这种工作制包括经常过载，其值可远远超过满载。
电动机的绝缘等级电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。
允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
绝缘的温度等级A级E级B级F级H级最高允许温度（℃）105 120 130 155 180 绕组温升限值（K）60 75 80 100 125性能参考温度（℃）80 95 100 120 145IP（International Protection）等级（防尘防水）定义IPxx防尘等级(第一个X表示)0：没有保护1：防止大的固体侵入2：防止中等大小的固体侵入3：防止小固体进入侵入4：防止物体大于1mm的固体进入5：防止有害的粉尘堆积6：完全防止粉尘进入防水等级(第一个X表示)1：水滴滴入到外壳无影响2：当外壳倾斜到15度时，水滴滴入到外壳无影响3：水或雨水从60度角落到外壳上无影响4：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5：用水冲洗无任何伤害6：可用于船舱内的环境7：可于短时间内耐浸水（1m）8：于一定压力下长时间浸水电动机的工作制的分类电机的工作制的分类是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：S1 连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
同步电动机的三种运行状态及特点
同步电动机的三种运行状态及特点
同步电动机，是指在发电机运行中与电源同步转速，并且转子的转速恒定的电动机。
它具有运行效率高、恒功率输出、不会出现失速现象等特点，因此在实际使用中非常广泛。
同步电动机一般分为三种运行状态，分别是空载运行、额定负载运行和过载运行。
一、空载运行状态
空载运行状态是指在未加上负载时，同步电动机的状态。
在这种状态下，电动机输出
的功率为零，只有电枢电流和电磁场的磁通量在转换。
此时，同步电动机的转速等于同步
速度，也就是说输出的频率是恒定的。
空载运行状态的特点是转速恒定，电流小，功率为零。
因为在该状态下没有负载，因
此这种状态的使用比较少。
额定负载运行状态的特点是输出功率和复杂度较高，电流和电压都处于额定值，有一
定的稳定性和可靠性，因此在实际使用中比较常见。
过载运行状态的特点是输出功率较大，电流和电压会超过额定值，可能会产生过热问题，并且稳定性不太好，通常需要额外的保护装置来保证电机正常工作。
在实际使用中，
过载运行状态比较危险，应尽量避免。
总之，同步电动机的三种运行状态各有特点，在实际使用中需要根据具体情况制定相
应的控制策略，以确保电动机的正常运行和使用寿命。
直流电动机运行状态的判别依据
直流电动机运行状态的判别依据一、引言直流电动机作为一种常见的电机，在工业自动化、交通运输、家用电器等领域有着广泛的应用。
在直流电动机的运行过程中，对其运行状态的判别是保障电动机安全、稳定运行的关键。
因此，研究直流电动机运行状态的判别依据具有重要的实际意义。
二、直流电动机的运行状态直流电动机的运行状态可以根据其工作电流、工作电压、负载转矩以及转速等参数进行分类。
通常情况下，直流电动机的运行状态可以分为以下三种：1.启动状态：当直流电动机接通电源后，电枢电流从零开始逐渐增大，转速从零开始逐渐增加，直到达到稳定运行状态为止。
此时电动机处于启动状态。
2.运行状态：当直流电动机的转速达到稳定值后，电动机进入运行状态。
在此状态下，电动机的电枢电流、转速和负载转矩等参数保持相对稳定。
3.制动状态：当直流电动机的电源被切断后，由于惯性作用，电动机的转速会逐渐降低，最终停止转动。
此时电动机处于制动状态。
三、判别依据要准确判别直流电动机的运行状态，需要综合考虑以下几个方面：1.工作电流：工作电流是判别直流电动机运行状态的重要参数之一。
在启动状态下，工作电流会从零逐渐增大；在运行状态下，工作电流会保持相对稳定；在制动状态下，工作电流会逐渐减小。
因此，通过监测工作电流的变化可以有效地判别直流电动机的运行状态。
2.工作电压：工作电压也是判别直流电动机运行状态的参数之一。
在启动状态下，随着电枢电流的增大，工作电压会逐渐降低；在运行状态下，工作电压会保持相对稳定；在制动状态下，工作电压会逐渐升高。
因此，通过监测工作电压的变化也可以有效地判别直流电动机的运行状态。
3.负载转矩：负载转矩是判别直流电动机运行状态的另一个重要参数。
在启动状态下，负载转矩会逐渐增大；在运行状态下，负载转矩会保持相对稳定；在制动状态下，负载转矩会逐渐减小。
因此，通过监测负载转矩的变化也可以有效地判别直流电动机的运行状态。
4.转速：转速是判别直流电动机运行状态的又一重要参数。
电动机的电磁阻力与负载特性
电动机的电磁阻力与负载特性电动机是将电能转化为机械能的装置，它在现代工业和生活中起着至关重要的作用。
在电动机的运行过程中，除了考虑电阻、电感、电容等基本电路参数之外，还需要重点关注电磁阻力及其对负载特性的影响。
本文将探讨电动机的电磁阻力与负载特性，并深入分析其内在关系。
一、电动机的电磁阻力电动机在运行时会产生一定的电磁阻力，这是由电动机的电路特性决定的。
电磁阻力可以分为静态电磁阻力和动态电磁阻力两种。
1. 静态电磁阻力静态电磁阻力是指电动机在静止状态下产生的电磁阻力，其大小与电机的磁场强度和极数、电流大小等参数相关。
在静态状态下，电动机的电磁阻力可以通过电机的等效电路模型进行分析。
2. 动态电磁阻力动态电磁阻力是指电动机在运行过程中产生的电磁阻力，其大小与电机的转速、负载力矩等参数相关。
在运行状态下，电动机的电磁阻力会受到负载的影响，而负载力矩又与负载特性密切相关。
二、电动机的负载特性电动机的负载特性是指电动机在不同负载情况下的性能表现，包括转速、输出功率、效率等。
常见的电动机负载特性曲线有以下几种形式：1. 滑行曲线滑行曲线是指电动机在没有外加负载时的转速-转矩关系曲线。
在无负载时，电动机的转速较高，但转矩较小。
2. 额定曲线额定曲线是指电动机在额定负载下的转速-转矩关系曲线。
额定负载是指电动机按照设计要求运行的最佳负载情况，此时电动机的性能表现最为理想。
3. 过载曲线过载曲线是指电动机在超过额定负载时的转速-转矩关系曲线。
在过载情况下，电动机的转速会降低，同时转矩增加，性能表现下降。
三、电磁阻力与负载特性的关系电磁阻力是影响电动机负载特性的重要因素之一。
电磁阻力的产生主要是由于电机的电路特性以及负载对电动机的影响。
1. 电磁阻力对滑行曲线的影响电磁阻力的存在会使得电动机的滑行曲线发生偏移。
在无负载时，电磁阻力的存在会使得电机输出的转矩减小，从而使得转速增加。
2. 电磁阻力对额定曲线的影响电磁阻力对额定曲线的影响比较有限。
永磁同步电机负荷
永磁同步电机负荷
永磁同步电机的负荷是指电机在运行过程中所承载的负载，即电机输出的功率和扭矩。
负荷可以是机械负载，如风机、泵、压缩机等，也可以是电力系统中的电气负荷，如发电机、变压器、电感、电容等。
永磁同步电机的负荷特性受多种因素影响，包括负载类型、转速、电压和电流等。
以下是一些常见的永磁同步电机负荷特性：
1. 功率负载：永磁同步电机的功率负载由负载的功率需求决定。
功率负载可以通过调节电机的电流来实现。
当电机输出的功率需求增加时，电机的电流也会相应增加，以满足负载要求。
2. 转矩负载：永磁同步电机的转矩负载决定了电机所能提供的最大转矩。
转矩负载可以是恒定的，也可以是变化的。
电机必须能够提供足够的转矩来克服负载的阻力或惯性。
3. 转速负载：永磁同步电机的负载还可以影响其转速。
负载增加会导致电机的转速降低，而负载减小则会导致转速增加。
电机的转速与负载的关系可以通过负载特性曲线来描述。
4. 响应时间：当负载突然变化时，永磁同步电机的响应时间也会受到影响。
电机需要一定的时间来调整电流和转矩，以适应新的负载要求。
永磁同步电机在负载变化时通常具有较好的动态响应特性，可以快速调整电流和转矩，以适应不同的负载需求。
这使得永磁同步电机在许多应用中被广泛使用，例如电动汽车、工业驱动和风力发电等。
第5章 直流电机的运行分析
第5章直流电机的运行分析本章主要介绍直流电机的空载和负载磁场分布、直流电机的电枢绕组、电枢绕组的感应电动势和电磁转矩、直流电机的换向问题和电机稳态运行时的基本方程。
5.1直流电机的磁场磁场是电机感应电动势和产生电磁转矩，从而实现机电能量转换的重要因素之一。
电机的运行性能很大程度决定于电机的磁场特性。
因此，要掌握电机的运行原理必须了解电机的磁场，了解电机空载和负载运行时磁场的建立过程和磁场波形特点。
5.1.1空载时直流电机的磁场在直流电机空载运行时，电枢电流为零，直流电机的气隙磁场由主磁极绕组的励磁磁动势F f建立，由于励磁电流是直流，所以气隙磁场是一个不随时间变化的恒定磁场。
这一磁场在一个极面下的空间分布如图5-1（a）所示，磁极面下气隙小且较均匀，故磁通密度较高，幅值为Bδ，而两极之间的气隙增加，磁通密度显著降低，从磁极边缘至几何中心线处，磁通密度沿曲线快速下降。
电机主磁极产生的磁通分成两部分，主磁通Φ通过气隙，同时交链电枢绕组和励磁绕组，是电机中产生感应电动势和电磁转矩的有效磁通。
另外，由于磁极产生的磁通不可能全部通过气隙，总还有一小部分从磁极的侧面逸出，直接流向相邻的磁极，它只与励磁绕组交链，不与电枢绕组交链，故称磁极漏磁通Φσ。
（a）（b）图5-1直流电机的磁路（a）空载时极面下的磁通密度；（b）四极直流电机两极下的磁路直流电机的主磁路包括以下部分：气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极和定子磁轭。
除气隙外，其它部分均由铁磁材料组成。
主磁路和漏磁路如图5-1（b）所示。
5.1.2负载时电枢电流的磁场当直流电机带有负载时，电枢绕组中有电流流过，电枢电流也将产生磁场，称作电枢磁场。
为了分析方便，认为电枢表面光滑（无齿槽），磁场分析略去换向器只画主磁极、电枢绕组和电刷。
电机空载磁场、电枢反应磁场和两者的合成磁场分布图如图5-2（a）、（b）、（c）所示，图5-2（c）的扭曲磁通清楚地表明了电枢反应磁场对磁通分布的影响。
电动机转矩,功率,转速和负载之间的关系
三相异步电动机在电源电压一定时，电机输出的机械功率也就是被转化成机械转矩的大小是由负载来决定的，当电机处于空载或轻载时，电机输出的转矩很小，因此消耗的电能也就很小，只需要维持自身的损耗能够正常转动就可以了，所以此时电机输出的功率很小，电源电压一定的情况下，电机定子绕组中流过的电流也就很小，定子形成的旋转磁场场强相对就很弱，因此相对来说感应到转子绕组时其内部流过的电流也就小一些；当电机负载加大，需要电机输出的机械转矩也就随之加大，电机就需要增加电能的消耗才能满足，所以定子绕组内就要流过较大电流，同时感应到转子绕组上电流也要随之加大，电机才能变得“有劲”。
由于一般鼠笼式三相异步电动机转子绕组都是闭合的，转子电流一般也不便于检测，所以只能通过定子电流表观察，要是绕线式电机就可以从转子引出线的滑环和碳刷的打火情况能够比较直观地看到了，当然要是碳刷和滑环接触的特别好还是不太明显的，接触不是太好时电流小打火不明显，一旦电流加大打火是很明显的。
不知道能否解释清你的问题。
电机用一个恒定功率和恒定转矩的问题,恒定功率时,转矩会变,当恒定转矩时,功率会变.电机的相关手册或厂家样本上都有解释评论|02009-08-19 23:01sudy1971|二级当负载增大的时候，电动机转速开始时是有下降，但是由于输入功率不变，会从新达到平衡的，你该看书了，四大天书之一的电机学评论|02009-08-20 12:48ws顽石|七级当然有关系。
一般可以分为三类：1.电机机械特性硬，就是说电机从空载到满载转速变化很小。
近似认为转速与负载没有关系，恒转矩。
比如印刷机、行车等。
2.负载转矩于转速平方成正比。
以水、油、空气为介质的电机，比如水泵、风机、油泵等。
3.恒功率，负载转矩与转速成反比。
就是说它机械特性很软。
负载转矩加大转速急剧下降，电磁转矩加大。
反之转速身高，电磁转矩减小。
比如电钻、角磨机等。
电动机输出转矩转矩（英文为torque ）使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。
电动机的载荷系数
电动机的载荷系数是指电动机在运行过程中所承受的负载与其额定负载之比。
载荷系数可以用来评估电动机的工作状态和负载能力。
载荷系数通常用百分比表示，取值范围从0%到100%。
当载荷系数为0%时，表示电动机没有承受任何负载，处于空载状态；当载荷系数为100%时，表示电动机承受了额定负载，处于满载状态。
在实际应用中，电动机的载荷系数往往会随着工作条件的变化而变化。
例如，当电动机承受的负载超过额定负载时，载荷系数会超过100%，这可能导致电动机过载运行，从而影响其寿命和性能。
因此，合理控制电动机的载荷系数对于保证电动机的正常运行和延长其使用寿命非常重要。
为了确定电动机的载荷系数，需要考虑负载的类型、大小和变化情况。
通常可以通过测量电动机的电流、转速和负载扭矩等参数来计算载荷系数。
此外，还可以根据电动机的额定功率和额定转速来估算载荷系数。
总之，电动机的载荷系数是评估电动机工作状态和负载能力的重要指标，合理控制载荷系数可以保证电动机的正常运行
和延长其使用寿命。
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2、变频起动
（2）最佳起动频率
（b）若令频率比αF=f1/f1e，且U1/f1=常数，f1e：额定频率
则有U1= αFU1e，其中U1e：定子额定电压
可得转矩公式另一形式：
M 2 f 1e[(s
U r 3P 2 ' 1e 2
r1r'2)2
F
(
s
F
s)2
X
2]
e
式中：Xe=X1e+X2e为额定频率f1e时定转子总漏抗
（3）MK的大小象征着电动机的过载能力， MK越小，为保证 过载能力不变，电动机所带
负载就越小。在任何情况下 nN 电动机的负载转矩都不能大于
MK ，否则电动机转速将急剧 下降，致使电动机堵转停止
（4）nK点称为临界转速点， 其大小决定了K点的上下位置，
7 从而反映了机械特性的硬度
MN Mst
MK
§4.1异步电动机的运转状态与控制
4
MN Mst
MK M
§4.1异步电动机的运转状态与控制 三、异步电动机的自然机械特性
2、理想空载点
n=n0点称为理想空载点，在该点电动机以近似同步转速运行 （s=0），其电磁转矩M=0
3、起动转矩
（1）在n=0（此时s=1），M=Mst点称为起动转矩，也称堵转 转矩。对应点S为起动点，
在此点上电动机已接通电源， nN
即工作于额定转矩时电动机具有很硬的机械特性
nN
6
MN Mst
MK
§4.1异步电动机的运转状态与控制 三、异步电动机的自然机械特性
5、最大转矩
（1）在n=nK（此时s=sK），M=MK点称为最大转矩。
（2）电动机正常运行时需要有一定的过载能力，一般用 β m=MK/MN表示，普通电动机的β m=2～2.2
但尚未起动
（2）生产机械运行时常用
负载转矩表示其负载大小，
当电动机轴上的负载转矩
大于Mst时，电动机不能起动
5
MN Mst
MK M
§4.1异步电动机的运转状态与控制 三、异步电动机的自然机械特性
4、额定转矩
（1）在n=nN（此时s=sN），M=MN点称为额定转矩。 （2）当电动机工作在额定转矩时sN通常在在0.02~0.06之间 （3）转速在很小范围内变化时，转矩可在很大范围内变化，
第四章 电动机的运行和负载
§4.1 异步电动机的运转状态与控制 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 §4.3 异步电动机的负载 §4.4 主要负载的特征与变频传动
1
§4.1 异步电动机的运转状态与控制
一、概述
1、变频调速技术主要用于交流电动机的调速控制，所用交流 电动机主要是异步电动机，特别是三相笼型异步电动机，其 具有结构简单、价格低廉、控制方便、应用广泛的特点。 2、交流异步电动机的结构参数、机械特性及所带负载特性对 变频器的正常工作有着极大影响，因此为了满足生产工艺过 程要求，正确选配变频传动调速系统，需要对电动机机械特 性以及负载特性进行研究
（c）由起动转矩定义，令s=1，可得起动转矩公式：
3P 2 '
U r
MQ
f (r r ) X 2
[
1e
1e 2 F
1
' 2
2
2 F
2]
e
将上式对αF求导并令其为零，可得最大起动转矩时的频率比 10 ：αF=(r1+r2)/Xe，从而可得最佳起动频率fm=(r1+r2)f1e/Xe
§4.1异步电动机的运转状态与控制 四、异步电动机的起动
2、变频调速原理
改变定子供电频率f1 即可改变电动机的同步转速n0 ，从而 改变电动机转速n
3
§4.1异步电动机的运转状态与控制
三、异步电动机的自然机械特性
1、基本概念
（1）异步电动机机械特性 是指电动机运行时其转速与电磁转矩之间的关系。 （2）自然机械特性 当电动机工作在额定电压、 额定频率时，电磁转矩M与 nN 转子转速n之间的关系称为 电动机的自然机械特性， 即n=f(M)，是由电动机本身 固有参数决定的特性。由机械 特性曲线可得几个特殊转矩：
2、变频起动
（2）最佳起动频率 （d）讨论 对一般电动机最佳起动频率大致在12.5~25Hz范围内，超过 此值起动转矩都将小于最大值 起动后逐步加速到额定转速。如图为低频起动时的电动机机 械特性曲线，电动机从最佳起动频率起动，随着频率上升， 转速上升，直到到达电动机工作频率后，电动机稳速运行 由图知属于恒最大转矩或恒磁通 运行，能在很低频率下带动负载起动 和运行
四、异步电动机的起动
1、概述
（1）电动机从静止状态一直加速到稳定转速的过程，称为起 动过程 （2）异步电动机在工频50Hz直接起动时起动电流可达到额定 电流的5~7倍，而起动转矩Mst并不很大，一般为Mst =（1.8~2 ）MN （3）较大的起动电流会引起电网电压下降，影响其他电气设 备正常工作，而较小的起动转矩常使带有较重负载的电动机 起动不能实现 （4）为了减小起动电流，在生产中除了小容量三相异步电动 机采用直接起动外，一般常用降低电压的方法起动电动机， 但却减小了起动转矩。 （5）在变频调速系统中可通过降频降压来起动电动机，减小 8 起动电流，增加起动转矩，加快起动过程
（2）最佳起动频率
（a）由电机学可知电动机转矩公式：
M
2
U r 3P r
' 2
/
2
s)
(
X
1
X
2)2]
式中：U1：定子电压， X1、X2：定子、转子电抗
P：极对数，
r1、r2’：定子和转子电阻
9
s：转差率，s=f1/f2，f1、f2：定子、转子频率
§4.1异步电动机的运转状态与控制 四、异步电动机的起动
11
§4.1异步电动机的运转状态与控制
2
§4.1异步电动机的运转状态与控制
二、异步电动机变频调速基本原理
1、异步电动机转速公式
由电机学原理可知，异步电动机转速n表达式为：
n
1
sn0
1
s 60 f1
p
其中n0同步转速，p磁极对数，f1定子绕组供电电源频率 转差率s=(n0-n)/n0 异步电动机在额定状态运行时s一般在0.01~0.05之间
§4.1异步电动机的运转状态与控制 四、异步电动机的起动
2、变频起动
（1）起动原理
（a）根据异步电动机机械特性，当低于工频频率起动时，在
高频区间电动机的起动转矩随频率的降低而增大，而在低频
区间起动转矩随频率的降低而减小
（b）为了缩短起动时间，要求选择最佳起动频率以获得最大
起动转矩，同时尽可能减小起动电流