三相异步电动机的运行特性
三相异步电动机连续控制电路
三相异步电动机连续控制电路一、引言三相异步电动机是工业生产中最常用的电动机之一。
它具有结构简单、使用可靠、运行平稳等特点，被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了满足不同的工艺要求和实现自动化控制，需要对三相异步电动机进行连续控制。
本文将介绍三相异步电动机连续控制电路的相关知识。
二、三相异步电动机基础知识1. 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子上布置着三个对称排列的同心圆形线圈，称为定子绕组。
转子上也布置着类似的线圈，称为转子绕组。
当通过定子绕组通以交流电时，在定子内形成旋转磁场，磁场旋转速度等于供电频率除以极对数。
由于转子中也存在磁场，因此在磁场作用下，转子会受到一个旋转力矩，并随着旋转磁场而旋转。
2. 三相异步电动机的运行特性三相异步电动机具有以下运行特性：（1）起动特性：三相异步电动机的起动需要通过一定的方法来实现，常用的方法有直接启动、降压启动和星-三角启动等。
（2）空载特性：当三相异步电动机处于空载状态时，其转速会略高于额定转速。
（3）负载特性：当三相异步电动机处于负载状态时，其转速会下降，但不会低于额定转速。
三、三相异步电动机连续控制电路1. 三相异步电动机连续控制原理三相异步电动机连续控制是指通过改变电源对电机的供电方式和供电参数，来实现对电机的运行状态进行调节。
常用的控制方式有调速、正反转和制动等。
其中调速是最常见的一种控制方式。
2. 三相异步电动机调速控制原理调速是通过改变供电频率或改变供电电压来实现对三相异步电动机转速进行调节。
常用的调速方法有变频调速和降压调速两种。
（1）变频调速变频调速是指通过将交流供电源经过整流、滤波、逆变等处理后，得到一个可变频率、可变幅值的交流输出，从而实现对电机转速的调节。
变频调速的优点是调速范围大，控制精度高，但成本较高。
（2）降压调速降压调速是指通过改变电源对电机的供电电压来实现对电机转速的调节。
常用的降压调速方法有自耦降压启动、稳压变压器降压启动和可控硅降压启动等。
三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性
三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性原理简述机械特性是指其转速与转矩间的关系，一般表示为。
由于三相异步电动机的机械特性呈非线性关系，所以函数表达式以转速为自变量，转矩为因变量，写为更为方便。
又因转差率s也可以用来表征转速，而且用s表示的机械特性表达式更为简洁，所以对三相异步电动机一般用来表示机械特性，同时将作为横坐标，这样和原的图形是一致的。
一、三相异步电动机机械特性的表达式三相异步电动机机械特性的表达式一般有三种：1．物理表达式其中为异步电机的转矩常数；为每极磁通；为转子电流的折算值；为转子回路的功率因数。
2．参数表达式其中。
3．实用表达式其中为最大转矩，为发生最大转矩时的转差率。
三种表达式其应用场合各有不同，一般物理表达式适用于定性分析与及间的关系，参数表达式可以分析各参数变化对电动机运行性能的影响，而实用表达式最适合用于进行机械特性的工程计算。
二、三相异步电动机的机械特性1．固有机械特性固有机械特性是指异步电动机在额定电压、额定频率下，电动机按规定方法接线，定子及转子回路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性，如图15-1所示。
图15-1 三相异步电动机的固有机械特性下面对机械特性上反映其特点的几个特殊点进行分析：（1）起动点：其特点是：，，起动电流；（2）额定运行点：其特点是：，，；（3）同步速点：其特点是：，，，，点是电动状态与回馈制动的转折点；（4）最大转矩点：电动状态最大转矩点，其特点是：，；回馈制动最大转矩点，其特点是：，；由公式可以看出，。
2．人为机械特性由三相异步电动机机械特性的参数表达式可见，异步电动机的电磁转矩在某一转速下的数值，是由电源电压、频率、极对数及定转子电路的电阻、电抗、、、决定的。
因此人为的改变这些参数，就可得到不同的人为机械特性。
现介绍改变某些参数时人为机械特性的变化：（1）降低电压不变，不变，因为，，，所以降低电压时，、、均减小，其人为机械特性见图15-2。
三相异步电动机的工作特性(精)
概念：指在额定电压和额定频率下，电动机的转
速 n 、输出转矩 M 2、定子电流 I1 、功率因数 cos2 及效率 等物理量随输出功率 P2 变化的关系曲线。
图6-11 异步电动机的工作特性曲线
一、转速特性 n f (P 2)
P2 0 时, M M 0 , n n1 。
P2
M2
n
E2
I2
I 0 I1 I 2
I1
四、功39; r1 s r2' 2 )2 (r1 ) ( x1 x20 s
cos1
曲线基本是上升
P2 0
I1 I 0 ，基本是无功性质的, cos1 0.2 。
P2
M2
可变损耗 不变损耗
曲线是先上升后下降的曲线
P2 0
0 。
当可变损耗 不变变损耗，即 约(0.75~ 1.1)P N时
P2
max
P2
可变变损
PN
(0.75~ 1.1)P N
结论：异步电动机的功率因数和效率都是在额定
负载附近达到最大值。因此，选用电动机时，应使电
动机容量与负载容量相匹配。 ▲电动机容量选择过大，电机长期处于轻载运行，
投资费用高，且功率因数和效率都低，运行不经济。
▲若电动机容量选择过小，将使电动机过载而造成
发热，影响其寿命，甚至损坏。
P2
M2
n
曲线是一条微微向下倾斜的曲线
二、转矩特性 M 2 f ( P2 )
P2 P2 M2 2n 60
曲线在正常范围运行时是一条 稍微上翘的 直线 P2 0 时, M 2 0
P2
三相异步电动机的工作特性及测取方法
三相异步电动机的⼯作特性及测取⽅法三相异步电动机的⼯作特性及测取⽅法*转速特性*定⼦电流特性*功率因数特性*电磁转矩特性*效率特性异步电动机的⼯作特性在额定电压和额定频率运⾏的情况下，* 电动机的转速n、* 定⼦电流I1、* 功率因数cosΦ1、* 电磁转矩Tem、* 效率η等与输出功率P2 的关系即U1 = UN，f = fn 时的⼀.⼯作特性的分析(⼀) 转速特性输出功率变化时转速变化的曲线n = f (P2)转差率s、转⼦铜耗Pcu2 和电磁功率Pem 的关系式负载增⼤时，必使转速略有下降，转⼦电势E2s 增⼤，所以转⼦电流I2增⼤，以产⽣更⼤⼀点的电磁转矩和负载转矩平衡因此随着输出功率P2的增⼤，转差率s 也增⼤，则转速稍有下降，所以异步电动机的转速特性为⼀条稍向下倾斜的曲线(⼆)定⼦电流特性定⼦电流的变化曲线I1= f (P2)定⼦电流⼏乎随P2按正⽐例增加(三)功率因数特性定⼦功率因数的变化曲线cosΦ1 = f(P2)(1)空载时定⼦电流I1主要⽤于⽆功励磁，所以功率因数很低，约为0.1~ 0.2(2)负载增加时转⼦电流的有功分量增加，使功率因数提⾼，(3)接近额定负载时功率因数达到最⼤(4)负载超过额定值时s 值就会变得较⼤，使转⼦电流中得⽆功分量增加，因⽽使电动机定⼦功率因数⼜重新下降了(四)电磁转矩特性电磁转矩特性Tem = f (P2) 接近于⼀条斜率为1/Ω的直线(五)效率特性异步电动机的效率为当可变损耗等于不变损耗时，异步电动机的效率达到最⼤值中⼩型异步电机的最⼤效率出现在⼤约为3/4的额定负载时异步电动机的⼯作特性可⽤直接负载法求取，也可利⽤等效电路进⾏计算*空载试验*励磁参数与铁耗及机械损耗的确定通过空载试验可以测定异步电动机的励磁参数，异步电动机的励磁参数决定于电机主磁路的饱和程度，所以是⼀种⾮线性参数；通过短路试验可以测定异步电动机的短路参数异步电动机的短路参数基本上与电机的饱和程度⽆关，是⼀种线性参数⼀.空载试验与励磁参数的确定(⼀) 空载试验1.异步电动机空载运⾏指在额定电压和额定频率下，轴上不带任何负载的运⾏状态2.空载试验电路图5.7.1异步电动机空载试验电路3.空载试验的过程定⼦绕组上施加频率为额定值的对称三相电压，从(1.10 ~ 1.30) 倍额定电压值开始调节电源电压，逐渐降低到可能使转速发⽣明显变化的最低电压值为⽌每次记录端电压、空载电流、空载功率和转速，根据记录数据，绘制电动机的空载特性曲线图5.7.2空载特性曲线(⼆) 励磁参数与铁耗及机械损耗的确定从空载特性可确定计算⼯作特性所需等值电路中的励磁参数、铁耗和机械损耗1.机械损耗和铁耗的分离空载试验时输⼊电动机的损耗有：定⼦铜耗、铁耗和机械损耗其中定⼦铜耗和铁耗与电压⼤⼩有关，⽽机械损耗仅与转速有关上式改写为由于可认为铁耗与磁密平⽅成正⽐，因⽽铁耗与端电压平⽅成正⽐，绘制曲线p Fe + p mec = f (U1)2图5.7.3 机械损耗与铁耗的分离作曲线延长线相交于直轴于0ˊ点，过0ˊ作⼀⽔平虚线将曲线的纵坐标分为两部分，由于空载状态下电动机的转速n 接近n0 ，可以认为机械损耗是恒值所以虚线下部纵坐标表⽰与电压⼤⼩⽆关的机械损耗，虚线上部纵坐标表⽰对应于某个电压U1 的铁耗2.励磁参数的确定(1)空载试验时的等效电路图5.7.4 空载试验等效电路(2)励磁参数计算公式⼆. 短路试验与短路参数的确定(⼀) 短路试验对异步电动机⽽⾔，短路是指T 形等效电路中的附加电阻(1-s)r2'/s = 0 的状态，即电动机在外施电压下处于静⽌的状态1.短路试验电路图5.7.5 异步电动机短路试验电路2.短路试验的过程短路试验在电动机堵转降低电源电压情况下进⾏，⼀般从U1 = 0.4 UN 开始，然后逐步降低电压，测量5~7个点，每次记录端电压、定⼦短路电流和短路功率，并测量定⼦绕组的电阻。
三相异步电动机的运行特性
满载起动时，因为负载转矩等于电磁转矩，TN = 26.5 N· m， 小于 T'st，降压后可满载直接起动。
第10页
电工与电子技术
肥西金桥职高
必须指出：
的关系并不意味着电动机的工作电压越高， 电动机实际输出的转矩就越大。 电动机稳定运行情况下，不论电源电压是高是低，其输出 机械转矩的大小，只决定于负载转矩的大小。换言之，当 T＝TL时，电动机稳定在某一速度下运行；若T>TL时， 电动机加速运行；在T<TL时，电动机将做减速运行或者 直至停转。
p 4
nN (1 s N )n1 (1 0.025) 750 731 r / min
作业 据 布置
据
P112第一题：题 9、10； P 第二题：题 1 4； 50 653 .21N m TP113 9550 T— 9550 得： n 731 P114第三题：题3、4；第四题：题2、3、4。
nN
C
运行特性 (1) T > T2 (负载转矩)通 电电动机逐渐加速，转矩 T 沿
DC 段增大
第4页
0
TN Tst
D
Tm T
n2 不变
Tm 沿 CA 段减小
T = T2
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运行特性
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(2)电动机工作在特性曲线 CA 段时，当负载变化电磁转 矩会自动变化并与负载平衡，重新平衡时转速 n2 改变；若负 载大于最大转矩 Tm , T 会沿 CD 线 n 减小至零堵转。堵转电动机 电流 I = (4 ~ 7) IN ，时间稍长将 损坏电动机。 (3)AC 段为稳定运行区，转速 下降很少 ，n0/nN 约为 2% ~ 6% (4)电动机的过载系数
三相异步电动机的介绍
三相异步电动机的介绍一、工作原理三相异步电动机是一种利用三相交流电产生旋转磁场的电动机。
当三相交流电通过电动机的三相定子绕组时，会产生旋转磁场。
在旋转磁场的作用下，电动机的转子会产生感应电流，该电流在旋转磁场的作用下会产生一个旋转力矩，从而使电动机的转子转动。
二、结构特点三相异步电动机主要由定子、转子和气隙三部分组成。
定子由铁芯和绕组组成，绕组是电动机中的电流通道，铁芯则是磁路通道。
转子由铁芯和转子绕组组成，转子绕组中通入电流时会产生转矩。
气隙是定子和转子之间的间隙，它是电动机磁路的一部分。
三、运行特性1.转速特性：三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、电机转差率等因素有关。
在额定电压和额定频率下，电动机的转速接近于同步转速。
2.转矩特性：电动机的转矩与电源电压、电流、电机极数等因素有关。
在额定电压和额定频率下，电动机的额定转矩约为最大转矩的50%-60%。
3.效率特性：电动机的效率与负载大小、电机极数、电机转差率等因素有关。
在额定负载下，电动机的效率最高。
四、启动与调速1.启动：三相异步电动机的启动方式主要有直接启动和降压启动两种。
直接启动适用于小容量电动机，降压启动适用于大容量电动机。
2.调速：三相异步电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
变极调速是通过改变电机极数来实现调速，变频调速是通过改变电源频率来实现调速，变转差率调速是通过改变电机转差率来实现调速。
五、常见故障与维护1.常见故障：三相异步电动机的常见故障包括绕组短路、绕组断路、轴承损坏等。
2.维护：定期检查电机绝缘情况，定期清理电机内部灰尘，定期更换轴承润滑脂等。
六、选型与应用1.选型：根据实际需求选择合适的三相异步电动机型号，需要考虑负载大小、电源电压、电源频率等因素。
2.应用：三相异步电动机广泛应用于各种工业设备、家用电器等领域。
例如，在电梯、空调等设备中需要使用到三相异步电动机来驱动设备运行。
七、保护装置为了确保三相异步电动机的正常运行和延长使用寿命，需要安装相应的保护装置。
三相异步电动机运行特性
第13章 三相异步电动机运行特性
图13-1 异步电动机工作特性曲线
第13章 三相异步电动机运行特性
13.2 转矩特性
三相异步电动机的转矩特性是指在电源电压和频率为额定值，
并且电动机固有参数不变的情况下，电磁转矩与输出功率的关系
特性，即T=f(P2)的关系曲线。 电动机稳定运行时，电磁转矩应与负载制动转矩相平衡，即
即启动电流也将达到最大值，三相异步电动机的启动电流一般可
达额定电流的4～7倍。启动电流的大小是
Ist I2
U1 (r1 r2 )2 (x1 x2 )2
(14-1)
第13章 三相异步电动机运行特性
较大的启动电流是十分有害的，对频繁启动的电动机来说， 会引起电动机过热而温升较高，使电动机绝缘材料老化，使用寿 命减少。对供电变压器来说，当变压器容量有限，输电距离较长 时，大的启动电流将造成变压器输出电压下降，并且会影响到同 一供电线路上的其他设备的正常工作。例如，在电动机启动瞬间， 照明灯会变暗，数控机床会失控等。
(14-2)
第13章 三相异步电动机运行特性
异步电动机启动时，在满足启动转矩的条件下，应尽量减小 启动电流。由式(14-1)和式(14-2)看出，降低启动电流的方法有三 种: 一是降低电源电压；二是增加定子回路电阻或电抗值；三是 增加转子回路电阻或电抗值。加大启动转矩的方法是适当增加转 子电阻。
第13章 三相异步电动机运行特性
空载时，输出功率P2=0，转子电流I2接近于零，转子转速n接 近于同步转速。由负载转矩公式T2=P2/Ω可知，随着负载的增大， 即输出功率的增大，输出转矩也将增大，以达到电磁转矩与负载 转矩平衡。而转子电流增大才能保证电磁转矩增大，也就是说转 子电动势E2s必须增大，因此，转子转速随着负载的增大而下降。 为了保证电动机负载时有较高的效率，转子铜耗不能太大， 因此 负载时转差率限制在比较小的范围内。所以，随着负载的增大， 转速降并不大。三相异步电动机的转速特性是一条稍向下倾斜的 曲线，特性曲线较硬，如图13-1所示。
三相异步电动机的工作特性
三相异步电动机的工作特性三相异步电动机是一种常见的电机类型，广泛应用于工业、农业、交通运输等领域。
其工作特性主要包括以下几个方面：1.转速特性三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、转差率等因素有关。
在额定负载范围内，电机转速与电源频率成正比，极数越多转速越低。
此外，转差率的变化也会影响电机的转速。
一般来说，电机的转差率在0.01-0.05之间。
2.转矩特性三相异步电动机的转矩与电源电压、电流、磁通量等因素有关。
在额定电压和电流下，电机的转矩与磁通量成正比。
随着负载的增加，电流也会增加，进而导致转矩增大。
但是，当负载超过额定负载时，电机会过载，电流和转矩会超出额定范围，导致电机受损。
3.功率因数特性三相异步电动机的功率因数与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时，电机的功率因数较低；随着负载的增加，功率因数也会逐渐提高。
当负载达到某一值时，电机的功率因数达到最大值；当负载继续增加时，功率因数会逐渐降低。
4.效率特性三相异步电动机的效率与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时，电机的效率较低；随着负载的增加，效率也会逐渐提高。
当负载达到某一值时，电机的效率达到最大值；当负载继续增加时，效率会逐渐降低。
5.温升特性三相异步电动机的温升与负载性质、环境温度、散热条件等因素有关。
在额定负载范围内，电机的温升与工作时间成正比；超过额定负载时，电机的温升会急剧上升，导致电机受损。
因此，使用时要注意控制负载和工作时间，保证电机在安全范围内运行。
6.启动特性三相异步电动机的启动方式有多种，如直接启动、降压启动等。
直接启动时，启动电流较大，会对电网造成一定冲击；降压启动时，启动电流较小，可以减少对电网的冲击。
但是，降压启动时需要使用启动设备或其他辅助设备，增加了使用成本和维护工作量。
7.调速特性三相异步电动机的调速可以通过改变电源频率、电压等方法来实现。
但是，这些方法都存在一定的局限性，如变频调速虽然可以方便地实现调速，但成本较高且对电网有一定的影响。
三相异步电动机的转矩等工作特性
三相异步电动机相关理论1、对于某台确定的三相异步电机来说，转差率不是恒定值。
分析如下：S=(n1-n)/n1 式中：n1为同步转速, n 为电机转速。
影响电动机转差率的因素较多，一般来说，当电动机的实际负载率越高时转差率越大。
举个极端的例子：当电机负载过大，导致n=0时候，此时S=1；而其他情况下，0<S<1。
2、三相异步电动机速度公式：n=60f(1−s)/p（1-1）其中：f为供电电源频率，s为转差率，p电机磁极对数。
3、电机转矩公式：T=9550P/n（1-2）其中：P为电机功率，n为转速；在机械设计的时候，可根据此公式进行确定电机的功率。
4、在目前我们所使用的变频控制方式下，电流是影响电机转矩变化的直接因素。
推导过程如下：P=3UI cos∅（1-3）电机转速n=60f(1−s)/p代入转矩公式中得到：T=9550∗3UIp cos∅（1-4）60f(1−S)而：我们使用的变频调速方式中电压U与频率f的比值为常数，假定为常数I（1-5）k，公式变为T=9550∗3kp cos∅60（1−S）在公式（1-5），k为常数、对同一电机来说，p与cos∅均为固定值，在负载恒定的条件下，转差率S固定，只有电流I是个变化值，即：电机输出转矩只与电流有关系。
5、同一个电机在三角形接法、星形接法下，在同样的供电电源下，输出转矩是不同的，转差率是不同的，转速也是不同的。
在同样的供电电源下，电动机电流I∆>I Y，电机输出转矩T∆>T Y，电机转速n∆>n Y，转差率S∆<S Y.6、在中国，星形接法电机额定供电电压三相380V，额定频率为50HZ；角形接法的电机额定供电电压为三相220V，额定频率为87HZ。
7、电机的电流是导致电机能否烧掉得直接因素，其他物理量如电压等并不是直接因素。
一般情况下，单纯的将电机工作电压超过其额定电压，电流不超过额定电流，并不会将电机烧坏。
三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性
6-2 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性一、实验目的了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。
二、预习要点1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。
2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。
3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。
三、实验项目1、测定三相线绕式转子异步电动机在R S=0时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。
2、测定三相线绕转子异步电动机在R S=36Ω时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。
3、R S=36Ω，定子绕组加直流励磁电流I1=0.6I N及I2=I N时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。
四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D33、D32、D34-3、D51、D31、D44、D42、D41、D31 3、R S =0时的电动及再生发电制动状态下的机械特性。
图6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图（1）按图6-2接线，图中M 用编号为DJ17的三相线绕式异步电动机，额定电压：220V,Y 接法。
MG 用编号为DJ23的校正直流测功机。
S 1、S 2、、S 3选用D51挂箱上的对应开关，并将S 1合向左边1端，S 2合在左边短接端（即线绕式电机转子短路），S 3合在2'位置。
R 1选用D44的180Ω阻值加上D42上四只900Ω串联再加两只900Ω并联共4230Ω阻值，R 2选用D44上1800Ω阻值，R S 选用D41上三组45Ω可调电阻(每组为90Ω与90Ω并联)，并用万用表调定在36Ω阻值，R 3暂不接。
直流电表A 2、A 4的量程为5A ，A 3量程为200mA ，V 2的量程为1000V ，交流电压表V 1的量程为150V ，交流电流表A 1量程为2.5A 。
(2) 确定S 1合在左边1端，S 2合在左边短接端，S 3合在2'位置，M 的定子绕组接成星形。
把R 1、R 2阻值置最大，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方电枢电源向旋到底，即把输出电压调到零。
三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的运行特性摘要：本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。
固有机械特性和人为机械特性，阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用135.1三相异歩电动机的机橄特世5.1三相异步电动机的运行特性三相异步电动机的运行特性就是三相异步电动机的运行工作时的机械特性。
和直流电动机一样，三相异步电动机的机械特性也是指电磁转矩「与转子转速唸之间的关系。
由于转子转速卞与同步转速；、转差率三存在下列关系，即(5.1)则三相异步电动机的机械特性用曲线表示时，习惯上纵坐标同时表示转速T和转差率匸，横坐标表示电磁转矩亠。
三相异步电动机的机械特性有三种表达式，现介绍如下：5.1.1机械特性的物理表达式由上一章三相异步电动机的转矩关系知，三相异步电动机转矩的一般表达式为T -亡斶cos职；（5.2）式中；二为三相异步电动机的转矩系数，是一常数；丫沖为三相异步电动机的气隙每极磁通量；匚为转子电流的折算值；= ■'-为转子电路的功率因数；式（5.2 ）表明了电磁转矩与磁通量和转子电流的有功分量的乘积成正比，它是电磁力定律在三相异步电动机的应用，它从物理特性上描述了三相异步电动机的运行特性，因此这一表达式又称为三相异步电动机的物理表达式。
仅从式（5.2 ）不能明显地看出电磁转矩匸与转差率^之间的变化规律。
要从分析气隙每极磁通量，转子相电流*，以及为转子功率因数 ri 与转差率之间的关系，间接地找出其变化规律。
现分析 如表5.1所示 根据表5.1中的分析，可作出曲线.和: 分别如图5.2、5.3、5.4所示，据此可得出图5.1所示的机械特性曲 线。
曲线分为两段：当三较小时（门-- -）,「变化不大， *'，， 电磁转矩丁与转子相电流-成正比关系，表现为AB 段近似为直线， 称为直线部分；当27较大时（7亠-“），如十:〔，’訂减少近一一 半， "〔很小，尽管转子相电流增大，有功电流【…二不大，使电磁转矩「反而减小了，此时表现为 段，引: 段为曲线段，称为曲线部分。
三相异步电动机工作特性及参数测定实验
三相异步电动机工作特性及参数测定实验三相异步电动机的工作特性主要包括转速-转矩特性、效率特性和功率因数特性。
转速-转矩特性是指电动机在不同负载下的转速和转矩的关系。
通常来说，电动机的转速与其转矩成反比关系，也就是转速越高，转矩越小。
通过测定电动机在不同负载下的转速和转矩，可以绘制出转速-转矩特性曲线，用于电动机的选型和工作状态的评估。
效率特性是指电动机在不同负载下的效率变化情况。
电动机的效率是指输出功率与输入功率之间的比值，通常以百分比表示。
通过测定电动机在不同负载下的输入功率和输出功率，可以计算出电动机的效率，并绘制出效率-负载特性曲线，用于评估电动机的能量利用效率。
功率因数特性是指电动机在不同负载下的功率因数的变化情况。
功率因数是指电动机输入功率与有功功率之比，它描述了电动机输入电网的电力质量。
通常来说，功率因数越高，表示电动机对电网的影响越小。
通过测量电动机在不同负载下的功率因数，可以绘制功率因数-负载特性曲线，用于评估电动机对电网的影响程度。
对于三相异步电动机工作特性及参数测定实验，一般可以按照以下步骤进行：1.实验仪器准备：准备好实验所需的电动机、测功仪、转速传感器、负载电阻等仪器设备，并进行检查和校准。
2.实验电路连接：根据实验要求，连接好电动机、测功仪、转速传感器和负载电阻等设备，确保电路连接正确。
3.实验参数调节：根据实验要求，调节电源电压和频率，使其符合电动机的额定工作参数。
4.实验数据记录：在实验过程中，记录电动机的转速、输入功率、输出功率、转矩、功率因数等相关参数，并按照实验要求进行数据记录和整理。
5.数据处理和分析：根据实验记录的数据，进行数据处理和分析，计算出电动机在不同负载下的转速、转矩、效率和功率因数等参数，并绘制相应的特性曲线。
6.结果与讨论：根据实验结果，进行结果的分析、比较和讨论，验证实验的准确性，并对实验结果进行解释和说明。
总结：通过三相异步电动机工作特性及参数测定实验，可以深入理解电动机的工作原理和性能特点，为电动机的选型和运行维护提供依据。
三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的转速"与定子旋转磁场的转速®相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；心叫时为发电机运行；当"0即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：s=tttt式中转差率&是异步电机的重要运行参数际*二为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，"対®,。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
X —*(S-4)、空载实验由空载实验可以求得励磁参数丘护汎以及铁耗0珂和机械损耗戸门。
实验是 在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率V"的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从（U3）S 逐步下降到°'3^左右，每次记录电动机的端电压久、空载电流珀和空载功率喘，即可得到异步电动机的空载特性珀'%=讯如所示。
图8-3空载特性图8-4铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和用，即式中尽为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
双速三相异步电动机工作原理
双速三相异步电动机工作原理
双速三相异步电动机工作原理
1. 工作原理：
双速三相异步电动机是一种通过三相交流电源变换电压频率，以改变电动机的转速的发电机。
它由定子绕组、转子绕组、定子线圈及转子线圈这四部分组成。
其本质是：定子和转子绕组分别连接于三相交流电源，接入功率，三相异步电动机中定子绕组产生交流磁场，转子绕组则不断受到定子绕组磁场的交互作用，加之三相电动机的独特的相角的结构，转子产生电动势，从而起动转子的转动。
当调节电压和频率时，可以调节转子的转速。
2. 电动机的运行特性：
①双速三相异步电动机运行特点是转速可以根据电压频率变化而变化，能够较大范围内改变转速；
②由于双速三相异步电动机装有两组定子绕组，因此结构相对比较复杂；
③双速三相异步电动机的绝缘性能较低，电器设备元器件容易受到湿度等环境的影响，影响双速电动机的正常工作；
④由于双速异步电动机的定子有两组，双速异步电动机定子电阻比普通单速电动机高，要求供电线路较厚；
3. 应用范围：
①双速三相异步电动机在强电系统中的拖动设备，比如空调中的控制阀门，变压器阀门，通风机等等；
②用于各类机床的精密调速，比如仪表械加工机床、切削机床；
③可以用在公输系统中的流量调节，定压调节，电能表的钳表及各族其他工业产品调差，变频调速以及转速变频调节。
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由此可知：sc∝R2，而与U1无关；而 与R2无关。改变R2能使sc随之改变，例 如增加R2，T—s曲线便向右移动，如图 2-33所示。
3.三相异步电动机的机械特性 机械特性是指电动机在一定运行条件下(电源电压一定时)，电 动机的转速与转矩之间的关系，即n＝f(T)曲线。 机械特性分固有机械特性和人为机械特性两种。 (1)固有机械特性 异步电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定频率下， 定子、转子外接电阻为零时，n＝f(T)曲线。当U＝UN，f＝fN时， 固有机械特性曲线如图2-34所示。应注意曲线上的“两段四点”。
式中，t—计数时间，单位为s；N—t秒内图案转过的圈数；f1—电 源频率，50Hz。 (2)三相异步电动机的负载实验三相调压交流电源 ①按图2-40接线，同轴联接负载电动机。图中Rf阻值为1800Ω， RL的阻值为2250Ω。
②合上交流电源，调节调压器逐渐升压至额定电压并保持不变。 ③合上校正过的直流电动机的励磁电源，调节励磁电流至校正值并 保持不变。 ④调节负载电阻RL，使电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升 到1.25倍额定电流。从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这 范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电动机 的负载电流等数据。 ⑤共取数据8～9组记录于表2.13中。
一般λm＝1.8～2.2，起重和冶金专用的鼠笼型异步电动机的λm还要 大些。
c.同步点D。电动机在理想空载时，T＝0，n＝n1，s＝0，实际电动 机是不会在同步工作点运行的。 d.额定点C。BD段是稳定运行区，即异步电动机稳定运行区域为0 ＜s＜sc。为了使电动机能够适应在短时间过载而不停转，电动机 必须留有一定的过载能力，额定运行点不宜靠近临界点，—般sN ＝0.02～0.06。
⑥作P1、I1、、s、cos1与P2关系的工作特性曲线。由负载试验 数据计算工作特性，填入表2.14中。
3.定子电流特性I1＝f(P2)，特性曲线如 图2-39所示。 4.定子功率因数特性cos1＝f(P2)，特性 曲线如图2-39所示。 5.效率特性η＝f(P2)，特性曲线如图2-39 所示。
【任务实施】 1.任务实施的内容 测定三相异步电动机的转差率，由三相异步电动机的负载实 验测试工作特性。 2.任务实施的要求 (1)掌握用日光灯法测转差率的方法。 (2)掌握三相异步电动机的负载试验的方法，测取三相鼠笼式 异步电动机的工作特性。 3.设备器材 导轨、测速发电机及转速表，1套；校正直流测功机，1台； 三相鼠笼式异步电动机，1台；交流电压表、电流表，各1块；功 率表、功率因数表，各1块；直流电压表、电流表， 各1块；三相 可调电阻器，1只。 4.任务实施的步骤 (1)用日光灯法测定三相异步电动机的转差率 将观察到的数据记录于表2.12中。
3.转子电路的电流I2和功率因数cos2
Байду номын сангаас
转子电路的电流I2、功率 因数cos2与转差率s的关系可 用图2-31的曲线表示。
4.定子电路的电流I1 与变压器的电流变换原理相似，定子电路的电流I1与转子电路 的电流I2的比值也近似等于常数。
二、三相异步电动机的机械特性 1.三相异步电动机的电磁转矩 (1)物理表达式
①稳定工作区和非稳定工作区 非稳定工作区AB段、稳定工作区BD段。 ②曲线上四个特殊点(三个重要转矩) a.启动点A。 异步电动机的启动能力通常用启动转矩与额定转矩的比值Tst／ TN来表示，称为电动机的启动转矩系数，并用kst表示，即
式中，TN—电动机的额定转矩，它是电动机额定运行时的转矩， 可由铭牌上的PN和nN求取
(2)人为机械特性 人为机械特性就是人为地改变电源参数或电动机参数而得到 的机械特性。 ①降低定子电压时的人为机械特性。如图2-35所示。 ②转子电路串接对称电阻时的人为机械特性。如图2-36所示。
三、三相异步电动机的运行特性 1.转速特性n＝f(P2)，如图2-37所示。 2.转矩特性T＝f(P2)，如图2-38所示。
(2)参数表达式
2.三相异步电动机的电磁转矩与转差率的关系 由参数表达式可知，当U1、R2、 X20为定值时，电磁转矩T随转差率s的 变化而变化，如图2-32的T—s所示。
T—s曲线上升至下降的过程中，必出现一个最大值，此即 为最大转矩Tmax，产生最大转矩时的转差率称为临界转差率，记 为sc。 可以求得产生最大电磁转矩时的临界转差率和最大电磁 转矩分别为：
式中，TN的单位为N· m；PN的单位为kW；nN的单位为r/min。 kst是异步电动机的一项很重要的指标，对于一般的三相鼠笼 式电动机的启动能力不太大，kst＝1.8～2.2，起重和冶金专用的 三相鼠笼式异步电动机，kst＝2.8～4.0。
b.临界点B。 用过载系数λm来表示电动机的承受过载的能力