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1、电电机机及及拖拖动动基基础础回顾回顾：三相交流电机的功率和转矩：三相交流电机的功率和转矩：三相交流电机从电网吸收的功率：三相交流电机从电网吸收的功率：传递到转轴的机械功率为：传递到转轴的机械功率为：转轴的实际输出功率为：转轴的实际输出功率为：输出电磁转矩为：输出电磁转矩为：转矩平衡方程：转矩平衡方程：转矩常数转矩常数1电电机机及及拖拖动动基基础础补充：补充：三相异步电动机的三相异步电动机的机械特性及各种运转状态机械特性及各种运转状态2电电机机及及拖拖动动基基础础机械特性的三种表达式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直流电力拖动和交流电力拖动的共同问题n稳定性稳定性l机械特
2、性和负载特性的配合机械特性和负载特性的配合l机械特性机械特性也是指转速与转矩间的关系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包括：固有机械特性和人为机械特性l负载转矩特性负载转矩特性也是负载转矩与转速间的关系也是负载转矩与转速间的关系Tz=f(n)，包括：恒转矩负载、恒功率负载、通风机，包括：恒转矩负载、恒功率负载、通风机负载负载n机械特性机械特性l物理表达式物理表达式l参数表达式参数表达式l实用表达式实用表达式3电电机机及及拖拖动动基基础础一、物理表达式一、物理表达式 机械特性的物理表达式：机械特性的物理表达式：nCT1 异步电动机的转矩系数异步电动机的转矩系数
3、nm 异步电动机每极磁通异步电动机每极磁通n 转子电流的折算值转子电流的折算值n 转子电路的功率因数转子电路的功率因数显然，显然，4电电机机及及拖拖动动基基础础n由物理表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：由物理表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：转子电流公式转子电流公式n=f(I2)I2=0，电机空载，电机空载，n=ns，随着转子电流增大，转速下降，随着转子电流增大，转速下降转子电路功率因数公式转子电路功率因数公式n=f(cos2)电机起动时刻（电机起动时刻（s=1，n=0），），cos2很小，当在额定负载很小，当在额定负载下运行时（下运行时（s很小很小,nN），），cos2增大。增大。将上述
4、将上述两条曲线两条曲线相乘并乘以相乘并乘以CT1mn=f(T)n表明：表明：电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩T与与气隙磁通气隙磁通m及转子电流有功及转子电流有功分量分量 的乘积成正比的乘积成正比n物理表达式适用于对三相异物理表达式适用于对三相异步电动机进行定性分析步电动机进行定性分析5电电机机及及拖拖动动基基础础二、参数表达式二、参数表达式 n物理表达式不能直接反映异步电动机转矩与电动机物理表达式不能直接反映异步电动机转矩与电动机一些参数（如定子相电压一些参数（如定子相电压U、s、R1、R2、X1、X2）间的关系，因此必须推导出机械特性的参数表）间的关系，因此必须推导出机械特性的参数表达式达式
5、n参数表达式适用于分析参数变化对电动机运行性能参数表达式适用于分析参数变化对电动机运行性能的影响的影响6电电机机及及拖拖动动基基础础可得可得则得则得因为：因为：并且：并且：异步电动机的机异步电动机的机械特性参数表达械特性参数表达式式7电电机机及及拖拖动动基基础础n由参数表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：由参数表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：8电电机机及及拖拖动动基基础础几个重要参数几个重要参数临界转差率：临界转差率：最大转矩：最大转矩：对对s s求导，令求导，令dT/dsdT/ds=0=0其中，正号对应于电动机状态，负号对应于发电机状态其中，正号对应于电动机状态，负号对应于发电机状态由于
6、由于9电电机机及及拖拖动动基基础础临界转差率：临界转差率：最大转矩：最大转矩：n结论：结论：1）当电动机各参数及电源频率不变时，）当电动机各参数及电源频率不变时，Tmax与与U2成正比，成正比，sm则保持不变，与则保持不变，与U无关；无关；2）当电源频率及电压不变时，）当电源频率及电压不变时，sm与与Tmax近似地与近似地与X1+X2成反比；成反比；3）Tmax与与R2之值无关，之值无关，sm则与则与R2成正比。成正比。10电电机机及及拖拖动动基基础础n异步电动机接到电源开始起动时的电磁异步电动机接到电源开始起动时的电磁转矩（转矩（s=1，n=0）n对于绕线转子异步电动机，转子电路串联附加电阻
7、，可以对于绕线转子异步电动机，转子电路串联附加电阻，可以改善起动特性改善起动特性过载倍数过载倍数n如果负载转矩如果负载转矩TzTmax，电动机将会停转，电动机将会停转n为保证电动机不会因为短时过载而停转，电动机必须具为保证电动机不会因为短时过载而停转，电动机必须具有一定的有一定的过载倍数过载倍数nKT反映了电动机反映了电动机短时过载的极限短时过载的极限起动转矩起动转矩11电电机机及及拖拖动动基基础础n对于笼型转子异步电动机，转子电路不能串联附加电阻，对于笼型转子异步电动机，转子电路不能串联附加电阻，此时，此时，Tst与与TN的比值称为的比值称为起动转矩倍数起动转矩倍数nKst是笼型异步电动机的
8、一个参数，反映了电动机的起动能是笼型异步电动机的一个参数，反映了电动机的起动能力。力。起动转矩倍数起动转矩倍数n参数表达式适用于分析参数表达式适用于分析T与电动机参数之间的关系。与电动机参数之间的关系。n根据参数表达式绘制机械特性，需要知道相关的参数（如根据参数表达式绘制机械特性，需要知道相关的参数（如R1、R2、X1、X2 等）等）n通常情况下，电动机产品目录中没有这些参数，因此需要通常情况下，电动机产品目录中没有这些参数，因此需要导出导出实用表达式实用表达式12电电机机及及拖拖动动基基础础三、实用表达式三、实用表达式忽略忽略 R1 得到实用表达式得到实用表达式nTmax及及Sm可根据电动机
9、产品目录中查到的数据进行计算可根据电动机产品目录中查到的数据进行计算13电电机机及及拖拖动动基基础础nTzTN时时，s/smnnns s，s0s|-ns|后，后，反向回馈制动反向回馈制动状态状态 n ns s30电电机机及及拖拖动动基基础础n功率传递方向功率传递方向nPe=3I22（R2+Rf）/s0，转子由定子输转子由定子输入电磁功率入电磁功率nP2=Pe(1-s)0，电动机由轴上机械功率，电动机由轴上机械功率nP2=Pe-P2消耗在转子电路的总电阻消耗在转子电路的总电阻（R2+Rf）上上31电电机机及及拖拖动动基基础础（三）能耗制动状态（三）能耗制动状态n实现实现K1断开，断开，K2闭合，
10、在闭合，在定子两相绕组内通入直流电流，定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一固定磁场。在定子内形成一固定磁场。n制动过程制动过程l由于惯性，转速仍为由于惯性，转速仍为nl切割磁力线切割磁力线感应电势感应电势感感应电流应电流电磁力电磁力制动转矩制动转矩l在制动转矩和负载转矩共同在制动转矩和负载转矩共同作用下，转子减速至作用下，转子减速至0l能耗制动可以使反抗性负载能耗制动可以使反抗性负载准确停机，也可以使位能性准确停机，也可以使位能性负载匀速下放负载匀速下放NSn32电电机机及及拖拖动动基基础础能耗制动特性能耗制动特性n改改变转变转子串子串联电联电阻阻转子内电阻增加而直流励磁电转子内电阻增加
11、而直流励磁电流不变时，流不变时，产生最大转矩时的转速产生最大转矩时的转速增加，最大转矩保持不变增加，最大转矩保持不变，如特性，如特性曲线曲线1、3所示，特性所示，特性3对应串联较对应串联较大电阻。类似于正常工作时，转子大电阻。类似于正常工作时，转子电路串电阻的情况。电路串电阻的情况。n改改变变定子直流励磁定子直流励磁电电流流转子电路的串联电阻不变而直转子电路的串联电阻不变而直流励磁电流增加时，流励磁电流增加时，临界转差率不临界转差率不变，最大转矩增大变，最大转矩增大，如特性，如特性1、2所所示，特性示，特性2对应较大直流励磁电流。对应较大直流励磁电流。类似于正常工作时改变定子电压的类似于正常工
12、作时改变定子电压的情况。情况。33电电机机及及拖拖动动基基础础三、运转状态小结三、运转状态小结 异步电动机运转状态的四象限分析：异步电动机运转状态的四象限分析：n在正转方向在正转方向，特性特性1 1与与11的第二象的第二象限为限为回馈制动特性回馈制动特性，第四象限为，第四象限为反反接制动特性接制动特性；n在反转方向在反转方向，特性特性2 2与与22的第二象的第二象限为限为反接制动特性反接制动特性，而第四象限则，而第四象限则为为回馈制动特性。回馈制动特性。n能耗制动能耗制动电路的联结方法有所不同，电路的联结方法有所不同，其机械特性用曲线其机械特性用曲线3 3与与33表示，第表示，第二象限部分对应
13、于电动机正转，而二象限部分对应于电动机正转，而第四象限则对应于反转。第四象限则对应于反转。n图中特性图中特性1 1，22及及33对应于异步对应于异步电动机转子有串联电阻时，而电动机转子有串联电阻时，而1 1，2 2及及3 3则对应于没有串联电阻。则对应于没有串联电阻。正向回正向回馈制动馈制动正向正向电动电动反向电动反向电动倒拉反倒拉反接制动接制动反向回反向回馈制动馈制动能耗能耗制动制动两相反两相反接制动接制动34电电机机及及拖拖动动基基础础第五节第五节 绕线转子异步电动机调速绕线转子异步电动机调速及制动电阻的计算及制动电阻的计算n计算的目的计算的目的决定一个适当的电阻决定一个适当的电阻Rf，在
14、绕线转子异步电动机调速，在绕线转子异步电动机调速及制动时串入转子电路，以保证获得运行所需要的调速及及制动时串入转子电路，以保证获得运行所需要的调速及制动特性。制动特性。n计算方法：算方法：l一般的计算思路如下：一般的计算思路如下：1）由产品目录计算由产品目录计算固有机械特固有机械特性的性的sm；2）由实用表达式计算由实用表达式计算人为机械特性的人为机械特性的sm；3）由下列关系，计算串联的由下列关系，计算串联的附加电阻附加电阻Rf：l计算中应注意不同运转状态下各参量正负号等不同特点计算中应注意不同运转状态下各参量正负号等不同特点35电电机机及及拖拖动动基基础础 例例10-2 10-2 某绕线转
15、子异步电动机的铭牌参数如下：某绕线转子异步电动机的铭牌参数如下：r/min1460N=nA166N2=IA144N1=I（1）当负载转矩）当负载转矩 ，要求转速，要求转速 时，转子每相应串入多大的电阻时，转子每相应串入多大的电阻（图中（图中B点）？点）？r/min500=Bn（2）从电动状态（中）从电动状态（中A点）点）时换接到反接制动状态，如果时换接到反接制动状态，如果要求开始的制动转矩等于要求开始的制动转矩等于 （图中（图中C点），则转子每相应点），则转子每相应该串接多大电阻？该串接多大电阻？（3）如果该电动机带位能负载，）如果该电动机带位能负载，负载转矩负载转矩 ，要，要求稳定的下放转速
16、求稳定的下放转速 r/min，求转子每相的串接电阻值。，求转子每相的串接电阻值。36电电机机及及拖拖动动基基础础解解求求sN和和R2（1）求）求RfB1）采用实用表达式计算）采用实用表达式计算RfB：根据固有特性求根据固有特性求sms=sx时，时，T=Tx，临界转差率为，临界转差率为37电电机机及及拖拖动动基基础础取取 （不合理，舍去）不合理，舍去）38电电机机及及拖拖动动基基础础2)采用简化表达式计算采用简化表达式计算RfB机械特性为直线机械特性为直线1）采用实用表达式计算：）采用实用表达式计算：（2）求）求RfC39电电机机及及拖拖动动基基础础取取 取取2）采用简化表达式计算）采用简化表达式计算机械特性为直线机械特性为直线40电电机机及及拖拖动动基基础础取取 （时时不能稳定运转）不能稳定运转）（3）求）求RfD1）采用实用表达式计算：）采用实用表达式计算：2）采用简化表达式计算）采用简化表达式计算机械特性为直线机械特性为直线41