交流电动机的工作原理及特性ppt课件.ppt

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1、机电传动控制目录目录 第五章第五章 第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 5.2 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.3 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 5.5 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 5.6 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 5.7 5.7 单相异步电动机单相异步电动机 5.8 5

2、.8 同步电动机的工作原理、特点及应用同步电动机的工作原理、特点及应用机电传动控制目录目录 第五章第五章 第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 5.2 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.3 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.4 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 5.5 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 5.6 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动

3、机的制动特性 5.7 5.7 单相异步电动机单相异步电动机 5.8 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用同步电动机的工作原理、特点及应用机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；掌握异步电动机的工作原理，机械特性，掌握异步电动机的工作原理，机械特性， 以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用；以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用；学会用机械特性学会用机械特性 的四个象限来分析异步电动机的运行状态；的四个象限来分析异步电动机的运行状态；掌握单相异步电动机的工作原理

4、和启动方法；掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法；了解同步电动机了解同步电动机 的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理 而推导出来的；特别是异步电动机的而推导出来的；特别是异步电动机的人为机械特性人为机械特性，因为，因为 它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据； 对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉；对

5、异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉； 异步电动机直接启动和异步电动机直接启动和Y- -降压启动降压启动的条件和优缺点，的条件和优缺点， 线绕式异步电动机线绕式异步电动机转子串电阻转子串电阻的启动、调速和制动，的启动、调速和制动， 以及各种启动方法的应用场合；以及各种启动方法的应用场合； 异步电动机变频调速和异步电动机变频调速和变极对数变极对数调速的特性与优缺点。调速的特性与优缺点。 定子旋转磁场与转子运动的相对性。定子旋转磁场与转子运动的相对性。 电动机的制动过程。电动机的制动过程。机电传动控制三相鼠笼式三相鼠笼式异步电动机异步电动机三相特殊鼠笼式三相特殊鼠笼式异步电动机异步电动机三相

6、绕线式三相绕线式异步电动机异步电动机第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 概概 述述异步异步电动机电动机单相异步电动机单相异步电动机同步同步电动机电动机单相同步电动机单相同步电动机三相同步电动机三相同步电动机三相双鼠笼式三相双鼠笼式异步电动机异步电动机三相深槽式三相深槽式异步电动机异步电动机三相高转差率三相高转差率鼠笼式鼠笼式异步电动机异步电动机三相异步三相异步电动机电动机机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 概概 述述 交流电动机交流电动机 在各行各业和日常生活等，都得到了广泛的应用。在各行各业和日常生活等，都得到了广泛

7、的应用。 鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机 在机电传动控制系统中使用得最为广泛。在机电传动控制系统中使用得最为广泛。 绕线式异步电动机绕线式异步电动机 与鼠笼式相比，其转子结构稍复杂，价格稍贵，与鼠笼式相比，其转子结构稍复杂，价格稍贵， 一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。 结构简单，制造、使用和维护方便，结构简单，制造、使用和维护方便， 运行可靠，成本低，效率高。运行可靠，成本低，效率高。 但是，功率因数低、起动和调速性能差。但是，功率因数低、起动和调速性能差。机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 概概

8、 述述NNNNNcosIUP3)(VkVUN或额定电压额定运行状态时加在额定运行状态时加在定子绕组上的线电压定子绕组上的线电压. .)(kWPN额定功率额定条件下转轴上额定条件下转轴上输出的机械功率输出的机械功率.)(AIN额定电流在额定运行状态下流在额定运行状态下流入定子绕组的线电流入定子绕组的线电流.min)/(rnN额定转速额定额定运行时电动机的转速运行时电动机的转速NNf额定效率额定频率额定功率因数Ncos机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理机电传动控制铁心铁心: :由硅钢片

9、叠成，也是磁路的一部分。由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理铁心铁心: :由导磁性能很好的硅钢片叠成由导磁性能很好的硅钢片叠成( (导磁部分导磁部分) )。绕组绕组: :放在定子铁心内圆槽内放在定子铁心内圆槽内( (导电部分导电部分) )。机座机座: :固定定子铁心及端盖。固定定子铁心及端盖。定定子子静止静止部分部分转转子子旋转旋转部分部分三三相相异异步步电电动动机机转子铁心的每个槽内转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。形成

10、一个多相对称短路绕组。转子绕组为三相对称绕组，转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。嵌放在转子铁心槽内。 绕线式：绕线式：绕组绕组: :转轴、轴承、风扇转轴、轴承、风扇 鼠笼式：鼠笼式：机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理轴承轴承定子绕组定子绕组转子转子定子定子集电环集电环出线盒出线盒转子绕组转子绕组端盖端盖定子绕组定子绕组机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理三相对称

11、三相对称交流绕组模型交流绕组模型圆形圆形定子冲片定子冲片定子定子铁心铁心机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 定子绕组用绝缘的铜定子绕组用绝缘的铜 （或铝）导线绕成，（或铝）导线绕成， 嵌在定子槽内。嵌在定子槽内。 通常把定子三相绕组通常把定子三相绕组 的六根出线头都引出，的六根出线头都引出， 根据实际使用的需要，根据实际使用的需要， 可接成可接成Y形或形或形，形， 如图所示。如图所示。形接法形接法Y形接法形接法机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理

12、及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 形式与定子绕组形式与定子绕组 基本相同；基本相同； 3 3个绕组的末端个绕组的末端 连接在一起构成连接在一起构成 星形连接；星形连接； 3 3个始端连接在个始端连接在 3 3个铜滑环上；个铜滑环上； 电刷引出线连接电刷引出线连接 起动调速变阻器。起动调速变阻器。机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工

13、作原理三相异步电动机的结构和工作原理 在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流，在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流， 可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。 磁场旋转方向与电流相序一致。磁场旋转方向与电流相序一致。 电流相序为电流相序为A-B-C时，磁场顺时针方向旋转；时，磁场顺时针方向旋转； 电流相序为电流相序为A-C-B时，磁场逆时针方向旋转。时，磁场逆时针方向旋转。 旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n0称为同步转速：称为同步转速： n0决定于决定于 电流的频率电流的频率 f 电机的磁极对数电机的磁极对数 ppfn600（r/ /min） 旋转磁场的产

14、生旋转磁场的产生机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理BiAXBYCZAiCi240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAXYCBZNS 同步转速同步转速 no与磁场磁极对数与磁场磁极对数 p 的关系：（的关系：（ f50Hz时）时） 磁极对数磁极对数 p分别为分别为 1、 2、 3，每个电流周期磁场转过空间角度每个电流周期磁场转过空间角度360、180、120， 同步转速同步转速no分别为分别为 3000、 1500 、 1000 r/min 如下定子绕组的接法，合

15、成磁场只有一对磁极，即如下定子绕组的接法，合成磁场只有一对磁极，即 p1。 旋转磁场的产生旋转磁场的产生机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 磁极对数磁极对数 p 的改变的改变 定子每相绕组由两个相等圈数定子每相绕组由两个相等圈数 的的“半绕组半绕组”组成。组成。 若如右图示若如右图示将每相两个将每相两个 “半绕组半绕组”串联，形成的磁场则串联，形成的磁场则 是两对磁极，即是两对磁极，即 p2或或2p4。 若改变接法若改变接法将每相两个将每相两个 “半绕组半绕组”并联，形成的磁场并联

16、，形成的磁场则则 是一对磁极，即是一对磁极，即 p1或或2p2。 （详见变极调速详见变极调速） 旋转磁场的产生旋转磁场的产生CYABCXYZAXBZAiCiBiAXX ANSSNZCZCBYBY机电传动控制AXYCBZAXYCBZ第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理AXYCBZNS两极旋转磁场示意图两极旋转磁场示意图AXYCBZNS 旋转磁场的产生旋转磁场的产生以以iA0为起动点为起动点机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和

17、工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 旋转磁场的产生旋转磁场的产生以以iAIM为起动点为起动点两极旋转磁场示意图两极旋转磁场示意图0120240360机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 旋转磁场的产生旋转磁场的产生以以iAIM为起动点为起动点四极旋转磁场示意图四极旋转磁场示意图060120180机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 旋转磁场的产生旋转磁场的产生两极与四极

18、旋转磁场的比较两极与四极旋转磁场的比较01202403600601201800120240360机电传动控制0120240360第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 旋转磁场的产生旋转磁场的产生 01202403600120240360机电传动控制 电流电流 相序相序A-C-B右手定则右手定则右手定则右手定则左手定则左手定则第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 转动原理转动原理XAZBC Yn逆时

19、针逆时针 方向方向 旋转旋转机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 转动原理转动原理机电传动控制 电动机在正常运转时，其转速电动机在正常运转时，其转速n总是稍低于同步转速总是稍低于同步转速n0， 故称为故称为电动机；电动机； 又因为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的，又因为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的， 也称为也称为电动机。电动机。第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 转差率转

20、差率 转差率转差率是异步电动机一个非常重要的参数，是异步电动机一个非常重要的参数， 它反映了电动机的各种运行情况。它反映了电动机的各种运行情况。00nnnS 机电传动控制5.25.2 三相异步电动机的额定参数三相异步电动机的额定参数 一、一、 三相异步电动机定子绕组的接法三相异步电动机定子绕组的接法 1两种接法两种接法 定子绕组的首端和末端通常都接在电动机接线盒的接线柱上，定子绕组的首端和末端通常都接在电动机接线盒的接线柱上，一般按图所示的方法排列。一般按图所示的方法排列。 按照我国电工专业标准规定：按照我国电工专业标准规定：定子绕组出线端的首端为定子绕组出线端的首端为D1、D2、D3，末端为

21、，末端为D4、D5、D6。机电传动控制 三相电动机的定子绕组有三相电动机的定子绕组有星形（星形（Y型）型）和和三角形（三角形（形）形）两种两种不同的接法，如图所示。不同的接法，如图所示。机电传动控制2线电压与相电压线电压与相电压 线电压线电压：两相绕组首端之间的电压，用：两相绕组首端之间的电压，用U1表示；表示； 相电压相电压：每相绕组首、尾之间的电压，用：每相绕组首、尾之间的电压，用U相相表示。表示。 对于星形接法：对于星形接法：相相UU31 对于三角形接法：对于三角形接法： 相相UU 13线电流与相电流线电流与相电流 线电流：电网的供电电流，用线电流：电网的供电电流，用I1 表示；表示；

22、相电流：每相绕组的电流，用相电流：每相绕组的电流，用I相相表示。表示。 对于星形接法对于星形接法 ：相相II 1对于三角形接法对于三角形接法 ：相相II31 cosUIP1113 4. . 电动机的输入功率电动机的输入功率机电传动控制二、额定参数二、额定参数 电动机在制造工厂所拟定的情况下工作时，称为电动机的电动机在制造工厂所拟定的情况下工作时，称为电动机的额定额定运行运行，通常用额定值来表示其运行条件，这些数据大部分都标明在，通常用额定值来表示其运行条件，这些数据大部分都标明在电动机的铭牌上。电动机的铭牌上。 1. 额定功率额定功率PN： 在额定运行情况下，在额定运行情况下，电动机轴上输出的

23、机械功率电动机轴上输出的机械功率。 NNNPP1 输出功率的一般表达式为：输出功率的一般表达式为： 12PP 其中：其中： 效率效率 P1 输入功率输入功率P2输出功率输出功率 输出功率和输出转矩的关系为：输出功率和输出转矩的关系为： cosIKnP.TM222559 I2为转子电流为转子电流 机电传动控制 2. .额定电压额定电压UN：在额定运行情况下，定子绕组端应加的线电压：在额定运行情况下，定子绕组端应加的线电压值。值。 如标有两种电压值（例如如标有两种电压值（例如220/380V），这表明定子绕组采用），这表明定子绕组采用 /Y连接时应加的线电压值。连接时应加的线电压值。即：即： 三角

24、形接法时，定子绕组应接三角形接法时，定子绕组应接220V的电源电压；的电源电压；星形接法时，定子绕组应接星形接法时，定子绕组应接380的电源电压。的电源电压。 3. .额定频率额定频率f ：在额定运行情况下，定子外加电压的频率：在额定运行情况下，定子外加电压的频率（ Hz）。）。 50 f机电传动控制 如标有两种电流值（例如如标有两种电流值（例如10.35/5.9A），则对应于定子绕组为），则对应于定子绕组为 /Y连接的线电流值。连接的线电流值。 4. .额定电流额定电流IN ：在额定频率、额定电压和轴上输出额定功率时，：在额定频率、额定电压和轴上输出额定功率时，定子的线电流值。定子的线电流值

25、。即：即： 三角形接法时，定子电流为三角形接法时，定子电流为10.35A；星形接法时，定子电流为星形接法时，定子电流为5.9A。 5. .额定转速额定转速nN ：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，电动机的转速。功率时，电动机的转速。 与额定转速相对应的转差率称为与额定转速相对应的转差率称为额定转差率额定转差率SN。 机电传动控制 一般不标在电动机铭牌上的几个额定值如下一般不标在电动机铭牌上的几个额定值如下 ： 1.1.额定功率因数额定功率因数 ：在额定频率、额定电压和电动机轴上：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，定子相电流与

26、相电压之间相位差的余弦。输出额定功率时，定子相电流与相电压之间相位差的余弦。Ncos 2. .额定效率额定效率 ：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，电动机输出机械功率与输入电功率之比，其表达式为功率时，电动机输出机械功率与输入电功率之比，其表达式为N %100cos3NNNN IUPN 3. .额定负载转矩额定负载转矩TN ：电动机在额定转速下输出额定功率时轴上：电动机在额定转速下输出额定功率时轴上的负载载矩。的负载载矩。 4.4.线绕式异步电动机转子静止时的滑环电压和转子的额定电流。线绕式异步电动机转子静止时的滑环电压和转子的额定电流。

27、 通常手册上给出的数据就是电动机的额定值。通常手册上给出的数据就是电动机的额定值。 机电传动控制三、定子绕组连线方法的选用三、定子绕组连线方法的选用 定子三相绕组的连接方式（定子三相绕组的连接方式（Y形或形或 形）的选择，和普通三相形）的选择，和普通三相负载一样，须视电源的线电压而定。负载一样，须视电源的线电压而定。 如果电源的线电压等于电动机的额定相电压，那么，电动机的如果电源的线电压等于电动机的额定相电压，那么，电动机的绕组应该接成三角形；绕组应该接成三角形； 如果电源的线电压是电动机额定相电压的如果电源的线电压是电动机额定相电压的 倍，那么，电动倍，那么，电动机的绕组就应该接成星形。机的

28、绕组就应该接成星形。 通常电动机的铭牌上标有符号通常电动机的铭牌上标有符号 /Y和数字和数字220 /380 ，前者表示，前者表示定子绕组的接法，后者表示对应于不同接法应加的线电压值。定子绕组的接法，后者表示对应于不同接法应加的线电压值。3机电传动控制 例例 电源线电压为电源线电压为380V，现有两台电动机，其铭牌数据如下，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。试选择定子绕组的连接方式。 1. J32-4，功率，功率1.0kW，连接方法，连接方法 /Y，电压，电压220/380V，电流，电流4.25/2.45A，转速，转速1420 r/min，功率因数，功率因数0.79。

29、2. J02-21-4，功率，功率1.1 kW，连接方法，连接方法 ，电压，电压380V，电流，电流6.27A，转速转速1410 r/min，功率因数，功率因数0.79。 解：解： J32-4 电动机应接星形（电动机应接星形（Y），如图），如图(a) 所示。所示。 J02-21-4 电动机应接成三角形（电动机应接成三角形（ ），如图），如图 (b)所示。所示。机电传动控制机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 异步电动机所产生的电磁转矩为异步电动机所产生的电磁转矩为 2202222SXR

30、USRKT 转矩特性指电动机的电源电转矩特性指电动机的电源电 压和频率一定时，电磁转矩压和频率一定时，电磁转矩 与转差率与转差率( (转速转速) )之间的关系。之间的关系。机械特性机械特性n = f（T）转矩特性转矩特性T = f（s） 实际生产中把电磁转矩与转速的实际生产中把电磁转矩与转速的 关系称异步电动机的机械特性。关系称异步电动机的机械特性。机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 2202222SXRUSRKT 机械特性机械特性n = f（T）转矩特性转矩特性T = f（s） 异

31、步电动机所产生的电磁转矩为异步电动机所产生的电磁转矩为 机电传动控制电源为电源为负相序时负相序时电源为电源为正相序时正相序时1、固有机械特性固有机械特性 四个重要特殊点：四个重要特殊点： 理想空载点理想空载点A T = 0，n = n0（S =0） 额定工作点额定工作点B T = TN，n = nN（S=SN） 启动工作点启动工作点D T = Tst，n = 0（S =1） 临界工作点临界工作点C T = Tmax，n = nm（S = Sm）机械特性机械特性 n = f（T）5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机

32、的工作原理及特性 机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 2、人为机械特性人为机械特性 可以作出可以作出改变改变U、f 以及以及 在定子、转子电路串接电阻或电抗在定子、转子电路串接电阻或电抗 的人为机械特性。的人为机械特性。 异步电动机异步电动机定子降压定子降压的人为机械特性的人为机械特性 异步电动机异步电动机定子串接电定子串接电阻阻( (电电抗抗) )的人为机械特性的人为机械特性 异步电动机异步电动机定子变频定子变频的人为机械特性的人为机械特性 绕线式异步电动机绕线式异步电动机转子串接

33、电阻转子串接电阻( (电电抗抗) )的人为机械特性的人为机械特性 2202222SXRUSRKT 根据电磁转矩关系式根据电磁转矩关系式机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 2、人为机械特性人为机械特性 的人为机械特性的人为机械特性 异步电动机异步电动机定子降压定子降压的人为机械特性的人为机械特性 异步电动机异步电动机定子串接电定子串接电阻阻( (电电抗抗) )的人为机械特性的人为机械特性 异步电动机异步电动机定子变频定子变频的人为机械特性的人为机械特性 绕线式异步电动机绕线式异步电动机

34、转子串接电阻转子串接电阻( (电电抗抗) )的人为机械特性的人为机械特性的人为机械特性的人为机械特性 电枢串电阻电枢串电阻的人为机械特性的人为机械特性 降低电枢电压降低电枢电压的人为机械特性的人为机械特性 减弱励磁磁通减弱励磁磁通的人为机械特性的人为机械特性机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 2.人为机械特性人为机械特性 机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 2.人为机械特性

35、人为机械特性 机电传动控制5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 三相异步电动机三相异步电动机稳定运行分析稳定运行分析 1异步电动机的特性异步电动机的特性 2恒转矩型负载特性恒转矩型负载特性 3恒功率型负载特性恒功率型负载特性4, 5通风机型负载特性通风机型负载特性机电传动控制三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性改变磁极对数改变磁极对数 p调速（变极调速）调速（变极调速）改变频率改变频率 f 调速（变频调速）调速（变频调速）改变转差率改变转差率S调速调速 改变电压调速改变电压调速 转子串

36、电阻调速转子串电阻调速三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性反馈制动反馈制动 正向反馈制动正向反馈制动 反向反馈制动反向反馈制动反接制动反接制动 电源反接制动电源反接制动 倒拉反接制动倒拉反接制动能耗制动能耗制动 反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载位能性恒转矩负载第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.45.6 三相异步电动机的启动调速制动特性三相异步电动机的启动调速制动特性三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性1.1.直接启动直接启动2.2.非直接启动非直接启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法线绕式电动机启动法线

37、绕式电动机启动法定子串电阻定子串电阻定子串电抗定子串电抗 自耦变压器自耦变压器Y- - 延边三角形延边三角形转子串电阻转子串电阻转子串转子串频敏变阻器频敏变阻器机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性v三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法 定子串电阻定子串电阻 定子串电抗定子串电抗 Y- -转换转换 自耦变压器转换自耦变压器转换 延边三角形转换延边三角形转换 线绕式电动机启动法线绕式电动机启动法 转子串电阻转子串电阻 转子串频敏变阻器转子串频

38、敏变阻器v直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性 降压启动降压启动 电枢电路串电阻启动电枢电路串电阻启动机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性定子串电阻启动定子串电阻启动 定子串电抗启动定子串电抗启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性Y- -降压启动降压启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法l起动电流起动电流l起动转矩起动转矩l绕组电

39、压绕组电压Y形和形和形接法时形接法时的电压和电流的电压和电流( (a) ) Y接法接法( (降压起动降压起动) )( (b) ) 接法接法( (全压运行全压运行) )机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性Y- -降压启动降压启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法Y形和形和形接法时形接法时的电压和电流的电压和电流( (a) ) Y接法接法( (降压起动降压起动) )( (b) ) 接法接法( (全压运行全压运行) )异步电动机异步电动机星星- -三角起动原理图三角起动原理图机电传动控制第五

40、章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性异步电动机用自耦变压器异步电动机用自耦变压器降压起动原理图降压起动原理图自耦变压器的一相绕组自耦变压器的一相绕组自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法接至接至电动机电动机一相绕组一相绕组来自来自一相电源一相电源l起动时接入起动时接入l运行时断开运行时断开机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性延边三角形起动的接线图延边三角形起动的接线图 (

41、 (a) )延边三角形延边三角形( (起动起动) )； ( (b) )三角形三角形( (运行运行) )延边三角形延边三角形 降压启动降压启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性延边三角形延边三角形 降压启动降压启动鼠笼式电动机降压启动法鼠笼式电动机降压启动法延边三角形起动的接线图延边三角形起动的接线图 ( (a) )延边三角形延边三角形( (起动起动) )； ( (b) )三角形三角形( (运行运行) )异步电动机异步电动机延边三角形延边三角形起动原理

42、图起动原理图 机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性异步电动机的转子电路及起动特性图异步电动机的转子电路及起动特性图线绕式电动机启动法线绕式电动机启动法转子串电阻启动转子串电阻启动机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.4 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性转子串频敏变阻器时的机械特性转子串频敏变阻器时的机械特性1 1固有机械特性；固有机械特性；2 2串频敏变阻器的人为机械特性串频敏变阻器的人为机械特性转子串频敏变阻器启动转子串频敏变阻器启

43、动线绕式电动机启动法线绕式电动机启动法（三相）频敏变阻器（三相）频敏变阻器转子电路转子电路机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性v三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性 改变磁极对数改变磁极对数 p 调速（变极调速）调速（变极调速） 改变频率改变频率 f 调速（变频调速）调速（变频调速） 改变转差率改变转差率 S 调速调速 改变电压调速改变电压调速 转子串电阻调速转子串电阻调速v直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性 改变电枢电压调速改变电枢电压调速 改变励磁磁通调速改变励磁磁

44、通调速 电枢电路串电阻调速电枢电路串电阻调速机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性改变磁极对数调速（变极调速）改变磁极对数调速（变极调速）将每相两个将每相两个“半绕组半绕组”串联串联，形成的磁场形成的磁场是是两对磁极两对磁极，即即 p2或或2p4。v将每相两个将每相两个“半绕组半绕组”并联并联，形成的磁场形成的磁场是是一对磁极一对磁极，即即 p1或或2p2。低速低速高速高速机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机

45、的调速特性双速电动机的极对数变换双速电动机的极对数变换（a a）Y/ /YY （b b）/ /YY改变磁极对数调速（变极调速）改变磁极对数调速（变极调速）Y型接法型接法半绕组串联半绕组串联p2，低速低速vYY型接法型接法半绕组并联半绕组并联p1，高速高速型接法型接法半绕组串联半绕组串联p2，低速低速vYY型接法型接法半绕组并联半绕组并联 p1，高速高速机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性改变磁极对数调速（变极调速）改变磁极对数调速（变极调速）Y型接法型接法半绕组串联半绕组串联p2，低速低速型接法

46、型接法半绕组串联半绕组串联p2，低速低速YY型接法型接法半绕组并联半绕组并联p1 高速高速高速：高速：KM1断断KM2通通KM3通通低速：低速：KM1通通KM2断断KM3断断机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性Y- -YY变极调速变极调速的机械特性的机械特性- -YY变极调速变极调速的机械特性的机械特性改变磁极对数调速（变极调速）改变磁极对数调速（变极调速）机电传动控制转子串转子串电阻电阻调速调速改变频率改变频率f 调速调速( (变频调速变频调速) )第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流

47、电动机的工作原理及特性 5.5 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性改变转差率改变转差率S调速调速变压变压调速调速机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性v三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 反反馈制动馈制动 正向反馈制动正向反馈制动 反向反馈制动反向反馈制动 反接制动反接制动 电源反接制动电源反接制动 倒拉反接制动倒拉反接制动 能耗制动能耗制动 反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载位能性恒转矩负载v直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性 反馈制动反

48、馈制动 正向反馈制动正向反馈制动 反向反馈制动反向反馈制动 反接制动反接制动 电源反接制动电源反接制动 倒拉反接制动倒拉反接制动 能耗制动能耗制动 反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载位能性恒转矩负载机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 反馈制动反馈制动正向正向电动运行电动运行反向反向电动运行电动运行反向反向反馈制动反馈制动运行运行正向正向反馈制动反馈制动过程过程正向反馈制动正向反馈制动重物下放重物下放降压调速降压调速反向反馈制动反向反馈制动反接反接制动制动过程过程重物下放重物下放

49、重物提升重物提升正向正向电动运行电动运行机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 反馈制动反馈制动正向正向电动运行电动运行反向反向电动运行电动运行反向反向反馈制动反馈制动运行运行正向正向反馈反馈制动制动过程过程反接反接制动制动过程过程重物下放重物下放重物提升重物提升正向反馈制动正向反馈制动反向反馈制动反向反馈制动机电传动控制FE重重物物下下放放电车下坡电车下坡U1UN降压调速降压调速第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制

50、动特性 反馈制动反馈制动正向反馈制动正向反馈制动反向反馈制动反向反馈制动参考：参考：直流他励电动机直流他励电动机的制动特性的制动特性机电传动控制 反接制动反接制动第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性电源电源 反接制动反接制动倒拉倒拉 反接制动反接制动正向正向电动运行电动运行反接反接制动制动过程过程倒拉倒拉反接制动反接制动运行运行机电传动控制第五章第五章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 5.6 三相异步电动机的制动特性三相异步电动机的制动特性 反接制动反接制动机电传动控制 能耗制动能耗制