电机学第10章_三相异步电动机的基本性能

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三相异步电动机的工作原理及特性

2.转子转子由铁心与绕组构成。
转子铁心也是电动机磁路旳一部分，由硅钢片叠压而成。转子铁心装在转轴上。硅钢片冲片如图所示。
线绕式和鼠笼式两种电动机旳转子构造虽然不同，但工作原理是一致旳。转子旳作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。
鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而构成，如图所示。
即1/4转，电流变化一种周期，旋转磁场在空间只转了1/2转。
由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度
仅为一对磁极时旳二分之一。依次类推，当有p对磁极时，其转速
为：
n0
60 f p
所以，旋转磁场旳旋转速度与电流旳频率成正比而与磁级对数
成反比。
4．工作原理三相异步电动机旳工作原
理是基于定子旋转磁场和转子电流旳相互作用。
iC=0 此时旳合成磁场如图（b）所示，合成磁场已从t=0 瞬间
所在位置顺时针方向旋转了
/3。
3t T 3时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。
iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
此时旳合成磁场如图（c）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
第一章机电传动断续控制
学习任务
1.1 三相异步电机
• 了解三相异步电动机旳基本构造及工作原理；
• 掌握三相异步电动机旳转矩特征和机械特征；
• 掌握三相异步电动机旳连接措施和额定参数；
• 掌握三相异步电动机开启、调速和制动等多种特征；
• 掌握实现三相异步电动机开启、调速和制动旳多种措施及
它们旳使用场合。
向旋转了2 /3。

电机学 chap10三相异步电动机的起动和调速

斜槽
对谐波磁场，相当于分布绕组的作用
槽配合
定转子一阶齿谐波
Z1 1 Z2 1
p
p
即：Z1 Z2 , Z1 Z2 2 p
为要消除齿谐波同步转矩，定子齿数与
转子齿数不应相等，它们之间的差数也不应等于极数。
异步电动机的调速与制动
一、异步电动机调速方法
异步电动机的转速
n 60 f 1 s
第10章异步电动机的起动、调速和制动
异步电动机的起动性能
1. 起动电流倍数 2. 起动转矩倍数 3. 起动时间 4. 起动时能量消耗与发热 5. 起动设备的简单性和可靠性 6. 起动中的过渡过程
一、起动电流和起动转矩
起动：从禁止不动到加速到工作转速的过程
要求：在起动时有较大的起动转矩（倍数），较小的起动电流（倍数）
内层鼠笼有较大的漏抗，电流较小，功率因数较低，所产生的电磁转矩也较小。
外层鼠笼仅有非常小的漏抗，电流较大，且电阻较大，起动时所产生的电磁转矩也较大。层鼠笼又称起动鼠笼。
2．起动过程结束后
转子电流的频率很小，内层鼠笼的漏抗很小，两个鼠笼转子的电流分配决定于电阻。
内层鼠笼电阻较小，电流较大，运行时在产生电磁转矩方面起主要的作用，内层鼠笼称为运行鼠笼。
•由于电流的分布不均匀，等效槽导体的有效面积减小——集肤效应使槽导体电阻增加；
•集肤效应作用使槽漏磁通有所减少，转子漏抗也有所减少，二者均促使起动转矩增大，改善了起动特性。
•启动瞬间，由于磁路饱和，转子漏抗将明显减小。
等效截面
深槽式异步电动机
2．正常运行时在正常运行时，由于转子电流的频率很低，槽导体的漏抗比电阻小得多，槽中电流将依电阻而均匀分布，转子电阻恢复到固有的直流电阻。

三相异步电动机的功率、转矩和运行特性

19
1.电磁转矩表达式
电磁转矩物理表达式
T
CT
m
I
' 2
cos 2
表明：三相异步电动机的电磁转矩是由
主磁通
与转子电流的有功分量
I
' 2
cos
2
相互作用产生的。
结论：T为m、I2’及cos2的函数，当异步电动机起动时，转子边电路cos2很低，尽管此
时I2’很大，电磁转矩T却不大。 20
1.电磁转矩表达式
s ( r2)2
s
xk2
令 dT 0，求出当T最大时的转差率sK。
dS
28
3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩
（2）最大电磁转矩 Tmax
sk
C1r2 r12 (x1 C1x2 )2
Tmax
m1 pU12
2 f1
2C1 (r1
1 r12 (x1 x2 )2 )
sk
r2 xk
C1 1 Tmax
总机械功率与电磁功率的关系：
Pm (1 s)Pem
电磁功率、总机械功率与转子铜耗的关系：
Pem : Pm : pCu2 1: (1 s) : s
11
1.功率平衡方程
几个重要关系
pcu2 s Pem
Pm 1 s Pem
结论：从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。
40
5.稳定运行问题
机械负载类型
恒转矩负载：转矩与转速无关，TL=C。
离心式负载：n, TL ，如：风机、水泵。
负载性质不同，电机稳定运行区域不一样。

三相异步电动机的功率、转矩和运行特性演示幻灯片

15
2.转矩平衡方程
功率平衡方程式
P2 Pm pm ps
P2 Pm pm ps
转矩平衡方程式 T2 T T0
2 n —转子机械角速度
60
T Pm —电磁转矩
T2
P2
—输出转矩
T0
pm ps
—与负载无关的空载转矩
16
2.转矩平衡方程
电磁转矩
T Pm Pem (1 s) Pem (1 s) Pem Pem
减小，增大，不变，增大
36
2、若频率为50HZ的三相异步电动机接在频率为 60Hz的电网上运行，电动机下列参数将如何变化？（1）起动转矩；（2）最大转矩；（3）起动电流。
减小，减小，减小
37
3、异步电动机电源电压升高对最大转矩和起动转矩有何影响？若负载转矩保持不变，转速及转差率如何变化？
m1 pU12
4 f1xk
最大转矩又叫停转转矩，如果超过这个转矩，
电动机将停止运行，对应转差率sK为稳定运行最大
转差率，称为临界转差率。
29
3.最大电磁转矩、起动转矩、额定转矩
分析
Tmax
pm1
1
U12
1 2 xk
电源频率不变及电机
参数固定时，Tmax与U12 成正比，但产生Tmax时的临界转差率不变，与电
电机受到扰动，如突加和突减负载，电源电压急剧变化等，当外界扰动结束，电动机有可能恢复到原先的稳定运行状态，也可能失去稳定。
42
5.稳定运行问题
• 恒转矩负载： TL=C
T
T' a'
T
a
T" a"
b'
b b"

三相异步电动机的机械特性及运行状态概述(ppt 76页)

由参数表达式可知，改变定子电压U1、定子频率f1、极对数p、定子回路电阻 r1和电抗x1、转子回路电阻r2ˊ和电抗 x2ˊ，都可得到不同的人为机械特性。
（1）降低定子电压的人为机械特性
在参数表达式中，保持其它参数不变，只改变定子电压U1的大小，可得改变定子电压的人为机械特性。
讨论电压在额定值以下范围调节的人为特性（为什么？）
转子功率因数：
cos2
s
(
r2 s
)2
x22
物理表达式它反映了不同转速时电磁转矩T与
主磁通Φm以及转子电流有功分量I2ˊcosφ2之间的关系，此表达式一般用来定性分析在不同
运行状态下的转矩大小和性质。
（2）参数表达式
TP e1mm12I22f1rs2
p
3pU 12rs
2f1r1rs22x1x22
从产品目录查出该异步电动机的数据PN、nN、
λm应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。
2.固有机械特性
异步电动机的固有机械 ƒ组1=特按ƒ1性规N，是定定指方子U式三1连=U相接1N绕，，定子和转子电路中不外接任何元件时测得的机械特性n =ƒ（T）或T=ƒ（s）曲线。
对于同一台异步电动机有正转（曲线1）和反转（曲线2）两条固有机械特性。
三相异步电动机固有机械特性
说明特性上的各特殊点1
(1)同步转速点A 同步转速点又称理想空载点，在该点处：
s动=1机，处n=于n理1，想T=空0，载E状2s态=0。，I2=0，I1=I0，电 (2)额定运行点B
P2在=P该N，点电处动：机n=处nN于，额T=定TN运，行I1状=I1态N，。I2=I2N，
数或堵转转矩倍数，用kst表示，则有：

三相交流异步电动机机械特性

R2
sm
1
R2+Rs1 R2+Rs2
sm
2
R2+Rs3
Sm3 1 0 Sm4
TL
Tst
Tst1
Tst2
Tm
Tem
R2+Rs4
分析：为什么升降电机用绕线电机
同一负载下，转子串电阻越大，电机转速越低
三相交流异步电动机的机械特性
降低电压时的人为机械特性
转矩与定子绕组相电压的平方成正比
交流电机不允许长时间低（欠）压运行
2 2 f 1 2.起动转矩Tst 起动条件 TN
TN 9550
PN
nN
( N .m)
Tst
C 2 R2 U1 f1 R 22 X22
T st T L
Tst (1.0 ~ 2.2) TN
起动转矩倍数 Kst
3.最大转矩Tm
2.负载运行电动机轴上带有相应负载转动，n减小，E2增加，I2增加，I1增加。
P 2 P1 pcu 1 pFe pcu 2 pm pad P1 (pcu 1 pFe pcu 2 pm pad ) P1 p
3.效率 80%~90%之间
P2 P2 100% 100% P1 3UI cos
Tem C
U12 sR 2
2 2 f 1 R 2 (sX 2 )

4.转子感应电流频率f2
f 2 sf 1
思考：电机额定运行时，转子频率f2大约是多少？
三相交流异步电动机的运行与特性
三、电动机的机械特性曲线
依据电磁转矩参数表达式
额定工作点
Tem C
U12 sR 2

第10章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态

2 Ux R2 m1 Tst 0 R1 R2 2 X 1 X 2 2
（四）定子电路串联对称电阻与串联对称电抗时相同，定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动。
定子电路内串联对称电阻时的人为机械特性
sm
R2 R12 X 1 X 2
R2
转子电路串联对称电阻适用于绕线转子异步电动机的起动，也可用于调速。
（三）定子电路串联对称电抗
定子电路串联对称电抗一般用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流。
定子电路内串联对称电抗时的人为机械特性
sm
R2 R12 X 1 X 2
2
U x2 m1 Tm 0 2 R R 2 X X 2 1 1 2 1
2 2

s X2 R2
cos 2
m ——异步机每极磁通
二、参数表达式
cos 2 T CTJ m I 2
pm1 N1k w1 cos 2 T m I2 2
CTJ pm1 N1k w1 2
2f1N1kw1m E2
可得
s
2f1 p
二、参数表达式
R2 U m1 s T 2 0 R2 2 R1 X 1 X 2 s
2 x
三、实用表达式
Tem
s
sm
2Tm s m
s
第二节三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性
一、固有机械特性
固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下，电动机按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性曲线。三相异步电动机的

第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态

10.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式 10.2三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性 10.3 三相异步电动机的各种运转状态 10.4 根据异步电动机的技术数据计算其参数 10.5 绕线转子异步电动机调速及制动电阻的计算本章小结
第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
10.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式
Tst

m1 0
(R2
U
2 x
R2
R1)2 ( X1
X 2 )2
(10-6)
另外起动转矩也是电动机的一个重要参数：只有起动转矩大于负载转矩，电动机才可起动。
定义:
起动转矩 Tst 与额定转矩 TN 的比值定义为起动转矩倍数Kst ，
即：
起动转矩倍数
Kst

Tst TN
（10－7）
转子电路接入并联阻抗时的电路图和人为机械特性
第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态
转子电路接入并联阻抗时的转子等效电路图
• 特点：在转子频率较高时，电阻值比电抗值小，转子频率低时，电阻值比电抗值大。起动时，转子电流几乎全部流过电阻，相当于短接了电抗，但额定转速时，电流几乎全部流过电抗，电阻相当于被短接了。
一物理表达式tctmi2cos2101pm1w1kw1ct异步电动机的转矩系数2m异步电动机每极磁通e2i2转子电流的折算值2r2sx22r2scos2转子电路的功率因数r2s2x22第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态ne2nn01si22r2s2x2n0在图101上绘出nfi2nfcos2nn0s0时cos21cos2r2si20当s较小时r2sx2x2可忽略i2i2与s成正比地增加t当s较大时r2s相对变小x2不可忽略i2增加缓慢同时cos2随s增大而下降ti2cos2将nfi2nfcos2图101两条曲线相乘即得nftnfi2nfcos2nft第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态n当n0时虽然i2较大但cos2较小t值不大但当n从n0减小时i2增加较快n0cos2较大转矩t增加较快

三相异步电动机的运行特性.

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。
三相异步电动机的运行特性
一、三相异步电动机中的感应电动势和感应电流 1.定子电路的电动势E1
若忽略定子绕组的电阻和漏磁通，则可认为定子电路上的电动势的有效值近似等于外加电源电压的有效值，即 2.转子电路的电动势E2
转子电路静止时的感应电动势的有效值为
3.转子电路的电流I2和功率因数cos2
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。
(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。
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。

三相异步电动机ppt课件

三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中转子绕组中受到电磁力的作用产生 e 和 i
磁场绕组切割转子绕组
转子旋转起来输出机械能量
机械负载旋转起来
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三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生的电磁力形成电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流

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。

第十章--三相异步电动机的机械特性及各种运转状态解析PPT课件

降低电网电压对电动机运行的影响
• 额定运行时， Uφ =UN，I1=I1N，n=nN，T=TN；
• Uφ↓→I1↓， I2′↓→T↓（T＜Tz）→n↓→s ↑→sE2↑
• sE2↑→I2′↑→ T↑（T=Tz时达到新的平衡）
• Uφ 下降前后负载保持额定值不变
•
T Pe
s
1
s
m1I22
R2 s
I22N
T P es m 1 sR2 sR U 122R 2 X s1X2 2
-
12
第一节机械特性的三种表达式
• 与参数表达式对应的机械特性曲线：
T P es m 1 sR2 sR U 122R 2 X s1X2 2
2、几个重要参数 • 临界转差率——dT/ds=0
sm
R 2
R 2
R 12(X1X2 )2 X1X2
-
4
• 直流电机电力拖动的知识如何扩充到交流电机电力拖动，交流电机的电力拖动与直流电机的电力拖动会有什么样的共性和区别？
-
5
第一节机械特性的三种表达式
直流电力拖动和交流电力拖动的共同问题稳定性
机械特性和负载特性的配合机械特性——也是指转速与转矩间的关系n=f(T)，
包括：固有机械特性和人为机械特性负载转矩特性——也是负载转矩与转速间的关系
• 1）电动机各参数及电源频率不变，Tmax与Uφ2成正比，sm则保持不变，与Uφ无关
• 2）电源频率及电压不变，sm，Tmax近似与X1+X2′成反比 • 3）Tmax与R2′无关，sm与R2′成正比。绕线转子异步电动机，
当转子电路串联某一电阻RQ时，可使sm=1，Tst=Tmax。
R2 RQ R12(X1X2 )2

第10章-三相异步电动机的基本性能PPT课件

变压器原边电流（电网的起动电流）
I′ st=k1aI′ 1st=k1a 2U ZN s =k1a 2Ist
起动电流减小倍数 [例10.2.1]
I
′
st
=
I st
1
k
2 a
变压器抽头比： QJ2型 55%、64%、73% QJ3型 40%、60%、80%
起动转矩减小倍数
Ts′ t =(U′ 1 )2 Tst UN
10.4 *三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机
(2)电容运转异步电动机将离心开关去掉，起动和运行时都是两相绕组，即为两相电机。特点：电容值按运行性能要求选取，故运行性能较好，但起动性能较差。
(3)单相双值电容异步电动机为两相电机，起动性能和运行性能都比较好。起动时：电容值大（C1、C2并联），满足起动性能要求。运行时：电容值小（C2），满足运行性能要求。
-
3
10.1 三相异步电动机的性能指标与工作特性
一、异步电动机的性能指标
五个性能指标：
1.额定效率 2.额定功率因数
ηN
c osφN
反映电动机出力能力的指标，称为力能指标；
3.最大转矩倍数 Tmax /TN 反映短时间承受过负载能力的指标，称为过载能力；
4.起动电流倍数 Ist / IN
-
10
10.2 三相异步电动机的起动
2．转子串接频敏变阻器起动频敏变阻器：
是一个电抗器，相当于无副绕组的变压器。铁心用厚钢板叠成， PFe很大, 等效电阻Rm大。起动时 n=0，s=1，f2=sf1 (最大) →PFe大→Rm大，这相当于在转子回路中串入一个大的起动电阻。
转子串电阻: 起动变阻器、频敏变阻器。

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。

三相异步电动机的基本参数

三相异步电动机的基本参数
三相异步电动机是一种常用的电动机类型，其性能和特性涉及到许多基本参数。

以下是三相异步电动机的基本参数介绍：
1. 额定功率：即电动机在额定工作条件下能够输出的最大功率。

通常以千瓦（kW）为单位。

2. 额定电压：电动机在额定工作条件下所需的电压。

通常以伏特（V）为单位。

3. 额定电流：电动机在额定工作条件下所需的电流。

通常以安培（A）为单位。

4. 额定频率：电动机在额定工作条件下所需的电源频率。

通常为50Hz或60Hz。

5. 极数：电动机转子上磁极的数量。

一般情况下，三相异步电动机的极数为2、4、6、8等。

6. 转速：电动机旋转的速度。

通常以转/分钟（rpm）为单位。

7. 启动方式：电动机启动时所采用的方式，包括直接启动、自耦启动、星角启动等。

8. 额定效率：电动机在额定工作条件下的效率，即输出功率与输入功率之比。

以上就是三相异步电动机的基本参数介绍。

了解和掌握这些参数对于正确选择和使用电动机具有重要意义。

- 1 -。

第10章三相异步电动机功率、转矩及工作特性

降电压人为机械特性曲线
Tm∝U12；Ts∝U12；n1和sm与电压无关
TL1-恒转矩负载特性、TL2-风机类负载特性
分析
定子电压U1下降后，电动机的起动转矩和临界转矩都明显降低，对于恒转矩负载，如原先运行在A点，电网电压由于某种原因降低，使负载运行至B点，电动机转速n下降，转差率s增大，转子阻抗角
（2）在 S＜0范围内，n＞ n 1 ，特性在第Ⅱ象限，电磁转矩为负值，是制动性转矩，电磁功率也是负值，发电状态。机械特性在 S＜0 和 S＞0 两个范围内近似对称。
' Tm
（3）在 S ＞1范围内，n＜O，特性在第Ⅳ象限，T ＞0，制动状态，在第Ⅰ象限电动状态的特性上，B点为额定运行点，其电磁转矩与转速均为额定值。A点，n = n 1 ，T =0,为理想空载运行点；C点是电磁转矩最大点，D点 n =0，转矩为TS，为起动点。
短路试验又叫堵转试验，使异步电机的转子绕组短路，并将其转轴卡住，不让其旋转。
实验过程:从 U 1 0.4U N 开始,逐渐降低电压。记录定子绕组加的端电压、定子电流 I1K 和定子输入功率 P1K 。试验时，还应量测定子绕组每相电阻 r1 的大小。根据试验数据，画出异步电动机的短路特性 I1K f (U1 ) 、P1K f (U1 )。
定子回路串入对称电抗的接线图和人为机械特性
3.转子回路串入对称电阻的人为机械特性
Tm 不变，sm 。 Ts随R2 而，直到Ts Tm，R2 ，Ts n1不变。
绕线式异步电动机转子回路串入三相对称电阻的接线图和人为机械特性
10.2.5 实用表达式
2 2 R2 R1 R12 X 1 X 2 T R2 2 Tm 2 s ( R1 ) X 1 X 2 s

三相异步电动机的机械特性

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
三相异步电动机的转矩:
三相异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁通Φ与转子电流I2相互作用而生成的。

它与Φ和I2 的乘积成正比，此外，它还与转子电路的功率因素cosφ2 有关。

转矩表达式：
式中，K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数；
U1，U ——定子绕组相电压，电源相电压；
R2——转子每相绕组的电阻；
X20——电动机不动（n＝0）时转子每相绕组的感抗。

2.三相异步电动机的固有机械特性
固有机械特性：
异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中的不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。

电动机的抱负空载转速：
额定转矩及额定转差率：S=(N1-N2)/N1
转矩－转差率特性的有用表达式，即规格化转矩－转差率特性。

3.三相异步电动机的人为机械特性
人为机械特性：
异步电动机的机械特性与电动机的参数有关，也与外加电源电压、电源频率有关，将关系式中的参数人为地加以转变而获得的特性称为异步电动机的人为机械特性。

电压U的变化对抱负空载转速no和临界转差率Sm不发生影响，但最大转矩Tmax与U2成正比，当降低定子电压时，no和Sm不变，而Tmax大大减小。

在同一转差率状况下，人为特性与固有特性的转矩之比等于电压的平方之比。

因此在绘制降低电压的人为特性时，是以固有特性为基础，在不同的S处，取固有特性上对应的转矩乘降低电压与额定电压比值的平方，即可作出人为特性曲线：
在电动机定子电路中外串电阻或电抗后，电动机端电压为电源电压减去定子外串电阻上或电抗上的压降，致使定子绕组相电压降低。

第十章三相异步电动机的机械特性及运行状态课件

第十章三相异步电动机的机械特性及运转状态
电机及拖动基础
第十章
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第第十十章章三三相相异异步步电电动动机机的的机机械械特特性性及及运运转转状状态态
电动机的机械特性是指转速n与转矩T之间的关系 n=f（T）。电动机作为一种将电能转化成机械能的设备，最重要的就是电动机的机械特性。
三相异步电动机的转速n与转差率s之间存在一定
特性的物理表达式。
自动化教研室
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第十章三相异步电动机的机械特性及运转状态
仅从物理表达式不能明显地看出电磁转矩T与转差率 s
之间的变化规律。但可从分析转子相电流及转子功率因数与转差率之间的关系，间接地找出其变化规律。
a.作曲线：cos '2 f ( s )
和
I
' 2
f ( s ) 分别如图。
T st TN
n ns s nN
sm
O sm
n 1s
O1 TN T st Tmax T
(a) T=f(s)曲线
(b)
n = f(T )曲线
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第第十一章节三三相相异异步步电电动动机机的机机械械特特性性的及三运种转表状达态式
一、物理表达式
三相异步电动机的转矩公式为：
T
CTj
m
I
' 2
cos '2
4. 定子电路串联对称电阻 (增大R1)
ns不变。 sm、Tst、Tm随Rf增大而减小。
适用于笼型电机起动，限制起动电流。(相似于降压起动)
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第5十. 转章子电三路相接异入步并电联阻动抗机(的增大机X械2、特R性2) 及运转状态

第十章三相异步电动机的机械特性

sm
r2
r12 ( x1 x )2 2
将 sm 代入转矩表达式可以得到最大转矩Tm：
Tm
)2 4f1 r1 r ( x1 x2
2 1

3 pU
2 1

两式中“+”为电动状态（特性在第Ⅰ象限）
“-”为制动状态（特性在第Ⅱ象限）思考：电动状态与制动状态的最大转矩相等吗？
一、物理表达式
m1 E 2 I 2 cos 2 T 0 2n0 / 60 PT
m1 ( 2f1 N1k w1 m ) I 2 cos 2 2f1 / p pm1 N1k w1 m I 2 cos 2 2 CTJ m I 2 cos 2
I2 U1 ( r1 r2 s ) 2 ( x1 x ) 2 2
2 1 2 2
3 pU r s T r1 r2 s x1 x2 2 2f1

在电压、频率及绕组参数一定的条件下，电磁转矩 T与转差率 s 之间的关系可用曲线表示如图所示。
令 dT/ds = 0，可以求得出现最大转矩时的转差率，该转差率称为临界转差率，用 sm 表示：
2、三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的定子绕组接通三相交流电源后，在电动机内部产生旋转磁场，转子在旋转磁场的作用下就会转动起来。启动时，转子静止，磁场旋转，转子导体切割磁场感应出电流；载流导体与磁场作用产生电磁力矩拖动转子旋转。思考：转子转速能否达到同步速？
3、转差率由于需要有相对运动才能产生驱动转子旋转的力矩，所以转子与气隙磁场之间总有一定的转差，转差与同步速的比值称为转差率：s = ( n0 – n )/n0。在同步速一定的情况下，转差率与转子转速之间的关系是固定的，在很多情况下用转差率表示电机的转速更方便于分析问题。