電機(jī)及電氣控制項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)CA6140型普通車床的電機(jī)系統(tǒng)14三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動(dòng)系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行維護(hù)項(xiàng)目情境描述金頂機(jī)床廠委托我校對(duì)其新招錄的員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)，要求在兩天內(nèi)，讓新員工對(duì)CA6140型臥式車床的電機(jī)系統(tǒng)有個(gè)全面而系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。CA6140型車床的型號(hào)含義：C代表車床，A為結(jié)構(gòu)特性代號(hào)，6代表臥式，1代表基本型，40代表機(jī)床可加工的最大工件直徑D為400mm。D是工件裝夾之后，不會(huì)碰到導(dǎo)軌的最大直徑。在實(shí)際加工中，由于導(dǎo)軌上還要裝刀架，實(shí)際加工的工件最大直徑要小于D?！羯a(chǎn)實(shí)際普通臥式車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，主要用來(lái)車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可通過(guò)尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔和攻螺紋等加工。CA6140型車床外形結(jié)構(gòu)圖◆生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)：CA6140型臥式車床采用哪種動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)工作？答：常用的動(dòng)力源有風(fēng)力、水力、蒸汽機(jī)、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。由于電動(dòng)機(jī)的體積比其他動(dòng)力裝置小，沒(méi)有汽、油等污染環(huán)境的因素，并且控制方便，運(yùn)行性能好，傳動(dòng)效率高，可節(jié)省能源，所以，電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力源。如今，80%以上的機(jī)械設(shè)備，小到電子手表（步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)指針跳動(dòng)）、大到上萬(wàn)千瓦的大型軋鋼機(jī)械等，都由電力拖動(dòng)來(lái)帶動(dòng)。CA6140型臥式車床也不例外。目前，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械工作的動(dòng)力系統(tǒng)通常有三種：電力拖動(dòng)、液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。電力拖動(dòng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩直接帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作。液壓傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用于液壓缸，通過(guò)液壓缸產(chǎn)生的液壓，帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作。氣壓傳動(dòng)則是將電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用于氣壓缸，通過(guò)氣壓缸產(chǎn)生的氣壓，帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作。任務(wù)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械，是生產(chǎn)、傳輸、分配及應(yīng)用電能的主要設(shè)備。一、電機(jī)簡(jiǎn)介變壓器（只有交流型）直流電機(jī)交流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)同步電機(jī)控制電機(jī)異步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)電機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中，發(fā)電機(jī)幾乎都是同步電機(jī)，異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)?；\型異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)靜止電機(jī)：旋轉(zhuǎn)電機(jī)普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子：由定子鐵心和定子繞組組成，作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。兩大基本組成——定子和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成，作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩，并且在電磁轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)端蓋起防護(hù)作用，其上裝有軸承，以支撐轉(zhuǎn)子軸。接線盒的作用是保護(hù)和固定定子繞組的引出線端子。吊環(huán)用來(lái)起吊、搬抬電動(dòng)機(jī)。風(fēng)扇用來(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。附件——端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)、風(fēng)扇等機(jī)座支撐電機(jī)的各部件，并通過(guò)底腳固定電機(jī)。中小型電機(jī)采用鑄鐵機(jī)座，大型電機(jī)的機(jī)座由鋼板焊接而成。機(jī)座外表面有許多散熱筋，散熱筋是主要的散熱面。機(jī)座：電動(dòng)機(jī)的外殼結(jié)論：中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般只有0.2~2mm。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)氣隙：定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣隙主磁通原理：磁路歐姆定律：由主磁通原理可知，在電源電壓U和頻率f不變的情況下，定子繞組產(chǎn)生的磁通量Φ恒定不變。由磁路歐姆定律可知，磁阻Rm越大，產(chǎn)生恒定主磁通Φ需要的勵(lì)磁電流就越大。勵(lì)磁電流是無(wú)功電流，它增大會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低、漏磁增大、銅損增加、溫升增高，力矩減小、效率下降。磁阻Rm大也不全是壞事，因?yàn)榭梢詼p少氣隙磁場(chǎng)中的諧波含量，從而減少附加損耗，而且還能夠改善起動(dòng)性能。沒(méi)有氣隙，定子和轉(zhuǎn)子緊挨在一起，轉(zhuǎn)子就無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)了。氣隙過(guò)小，會(huì)造成裝配困難，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也不安全。氣隙大，磁路的磁阻Rm就大，電動(dòng)機(jī)的效率就會(huì)下降。1.定子部分為增強(qiáng)導(dǎo)磁能力和減小鐵耗，常選用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成（定子沖片），片與片之間涂有絕緣漆。1）定子鐵心定子鐵心是電機(jī)磁路的重要部分，兼起固定定子繞組的作用。在定子鐵心的內(nèi)圓周上，均勻地分布著許多形狀相同的槽（定子槽），槽內(nèi)嵌放定子繞組。三相異步電動(dòng)機(jī)有三個(gè)彼此獨(dú)立的定子繞組，每個(gè)繞組就是一相，三相繞組在空間相差120°電角度。2）定子繞組定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，由絕緣銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成，嵌放在定子鐵心的內(nèi)圓槽內(nèi)。定子三相繞組有六個(gè)出線端，首端分別是U1、V1、W1，對(duì)應(yīng)的尾端分別是U2、V2、W2。定子繞組的六個(gè)出線端都連接到接線盒中的接線端子上，通過(guò)接線端子接入三相電源。1.定子部分3）定子繞組額定接法a.星形(Y)聯(lián)結(jié)b.三角形(△)聯(lián)結(jié)電機(jī)接線盒中的接線(通常用連接片連接)

電路中的表示方法2

電路中的表示方法12.轉(zhuǎn)子部分1）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心也是電機(jī)磁路的組成部分，并用來(lái)固定轉(zhuǎn)子繞組。與定子鐵心一樣，轉(zhuǎn)子鐵心也是用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成的，所以通常用沖制定子鐵心沖片剩余下來(lái)的內(nèi)圓部分制作。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，外圓周上開(kāi)槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心和銅排籠型轉(zhuǎn)子繞組三相轉(zhuǎn)子繞組不是導(dǎo)線，而是由金屬條做成。在轉(zhuǎn)子的每個(gè)鐵心槽內(nèi)插一根裸導(dǎo)條，在鐵心兩端分別用端環(huán)把裸導(dǎo)條連接成一個(gè)整體，形成一個(gè)自身閉路的多相對(duì)稱繞組。①籠型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組具有籠型繞組的三相異步電動(dòng)機(jī)，稱為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。大型籠型異步電動(dòng)機(jī)（100kW以上）的轉(zhuǎn)子繞組采用銅導(dǎo)條和銅端環(huán)焊接而成。①籠型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子中小型籠型異步電動(dòng)機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子：把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片，用鋁液一次性澆鑄而成。鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組②繞線型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，繞線型轉(zhuǎn)子繞組也是導(dǎo)線做成的，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，構(gòu)成三相對(duì)稱繞組。繞線型轉(zhuǎn)子具有三相繞線型繞組的電動(dòng)機(jī)，稱為三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖②繞線型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組外接變阻器示意圖三相繞線型繞組的一端接成星形，三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸的三個(gè)集電環(huán)上，通過(guò)滑環(huán)和電刷與外電路相連。在電刷與外電路連接處，可以串接電阻、頻敏變阻器或電動(dòng)勢(shì)等附加電氣設(shè)備，以達(dá)到改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能、運(yùn)行性能與調(diào)速的目的?！舯容^籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)起動(dòng)和運(yùn)行特點(diǎn)電氣符號(hào)實(shí)際應(yīng)用文字符號(hào)圖形符號(hào)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組由金屬導(dǎo)條做成。中小型為鑄鋁轉(zhuǎn)子，大型為銅條和銅端環(huán)焊接而成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格便宜。運(yùn)行控制簡(jiǎn)單，工作可靠。起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。M只能用于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。應(yīng)用廣泛，需求量大。三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組由絕緣導(dǎo)線做成，通過(guò)滑環(huán)和電刷（可在此處連接附加電路元件）連接外電路。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高。運(yùn)行控制復(fù)雜，需要經(jīng)常維護(hù)。起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。M用于對(duì)起動(dòng)和調(diào)速要求較高的重載場(chǎng)合，如起重等設(shè)備上。應(yīng)用不廣泛，需求量不大?！羧嗷\型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)◆三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)1-風(fēng)扇

2-風(fēng)罩3-內(nèi)（后）端蓋4-機(jī)座5-籠型轉(zhuǎn)子

6-吊環(huán)

7-定子繞組8-前端蓋9-軸承10-皮帶輪

11-機(jī)座散熱筋12-定子鐵心

13-轉(zhuǎn)軸1.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定子繞組通入正序三相交流電，U、V、W三相電流為:三、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理tIimUwsin=iii三相定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電，產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

設(shè)定子電流的參考方向：首端流入，尾端流出。NNNNNSSSSS2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)的工作原理建立在電磁感應(yīng)定律、電路定律和電磁力定律等物理原理的基礎(chǔ)上，需要用安培定則（右手螺旋法則）、左手定則和右手定則來(lái)判斷。三相定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電，就會(huì)產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。此時(shí)，轉(zhuǎn)子是靜止的，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和靜止的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被動(dòng)切割磁力線，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合回路，所以轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。有感應(yīng)電流流過(guò)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體稱為載流導(dǎo)體，載流導(dǎo)體在定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用。電磁力F的方向用左手定則判斷。電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積就是電磁轉(zhuǎn)矩，用T表示。電磁轉(zhuǎn)矩T就是帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力矩。

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I的方向，由右手定則來(lái)判斷。三相異步電動(dòng)機(jī)的原理模型：2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理ei磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子繞組定子通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子受電磁力作用而旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)模型中只畫(huà)了一個(gè)轉(zhuǎn)子線圈（包含兩根轉(zhuǎn)子導(dǎo)體）和一對(duì)N、S磁極。實(shí)際上，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈有很多個(gè)，定子磁極通常也不止一對(duì)。FFn三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：三相定子繞組通入三相交流電，產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力F的作用。電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積形成電磁轉(zhuǎn)矩T。電磁轉(zhuǎn)矩T帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被動(dòng)切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流。U2U1W2V1W1V2n(1)定子通入交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流(3)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的作用2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理(4)轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)注意：圖中顯示的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是同步旋轉(zhuǎn)的。實(shí)際上，在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速要低，二者并不同步。三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向，與定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致，即：n與n1方向一致。3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，取決于通入定子繞組的三相交流電源的順序，也就是相序。三相定子繞組接入正序電（U接L1，V接L2，W接L3）時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)順著三相定子繞組U→V→W的空間方位轉(zhuǎn)動(dòng)。UVWUVWU、V、W三相在空間位置上順時(shí)針排列，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。U、V、W三相在空間位置上逆時(shí)針排列，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向結(jié)論：任意對(duì)調(diào)接入三相定子繞組的兩根電源線，三相異步電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。三相定子繞組接入反序電（對(duì)調(diào)正序電的任意兩相電源線）時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆著三相定子繞組U→V→W的空間方位旋轉(zhuǎn)。UVWUVWU、V、W三相順時(shí)針排列，n1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)U、V、W三相逆時(shí)針排列，n1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電機(jī)制造好之后，三相定子繞組的空間方位就固定不變了，只要改變接入定子繞組的三相交流電源的相序，就可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向!4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1=60f1/p三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，又叫同步轉(zhuǎn)速，用n1表示：f1為接入定子繞組的三相交流電源的頻率。由于我國(guó)交流電網(wǎng)的額定頻率（工頻）是50Hz，所以f1為50Hz。p為定子磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)。一個(gè)N極和一個(gè)S極構(gòu)成一對(duì)磁極，所以p的值為磁極數(shù)/2。p通常由電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)決定。美洲國(guó)家或者受美洲國(guó)家影響較大的國(guó)家，比如美國(guó)、加拿大等，國(guó)家電網(wǎng)電壓是90~120V，頻率是60Hz。亞洲、歐洲國(guó)家或者受到蘇聯(lián)影響比較大的國(guó)家，比如中國(guó)、俄羅斯、蒙古、英國(guó)、法國(guó)等，國(guó)家電網(wǎng)電壓是210~240V，頻率大多是50Hz。日本的東、西部電網(wǎng)不同，關(guān)東地區(qū)50Hz、關(guān)西地區(qū)60Hz。5.三相異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行的必要條件是：n<n1。

由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1不相等，二者不能同步運(yùn)轉(zhuǎn)，故稱其為異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，所以又稱其為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。即：三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n恒小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1。如果n=n1，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同向、同速旋轉(zhuǎn)，二者之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線，就無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I，更不會(huì)有電磁力F和電磁轉(zhuǎn)矩T。沒(méi)有電磁轉(zhuǎn)矩T的帶動(dòng)，轉(zhuǎn)子自然就無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)了。結(jié)論：三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速n的取值范圍是0~n1。6.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，n=0，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s=1；電動(dòng)機(jī)理想空載運(yùn)行時(shí)，n=n1，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s=0。所以，三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s的取值范圍是0~1。轉(zhuǎn)差率s是反映交流電機(jī)運(yùn)行情況的基本物理量。它是同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值：s=(n1-n)/n1由于三相異步電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速nN接近于同步轉(zhuǎn)速n1，所以額定轉(zhuǎn)差率sN的值很小，一般在0.01~0.07之間。sN=(n1-nN)/n1轉(zhuǎn)差率s的大小反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的高低和所帶負(fù)載的大?。恨D(zhuǎn)差率s越大，轉(zhuǎn)速n就越低，所帶的機(jī)械負(fù)載就越大；轉(zhuǎn)差率s越小，轉(zhuǎn)速n就越高，所帶的機(jī)械負(fù)載就越小。7.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n=(1-s)n1=(1-s)60f1/p8.三相異步電動(dòng)機(jī)的電流頻率轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2：

f2=sf1起動(dòng)瞬間，n=0，s=1，所以起動(dòng)瞬間

f2=f1。起動(dòng)結(jié)束正常運(yùn)行時(shí)，n=nN，sN的值很?。?.01~0.07），f2降得很低，只有0.5~3.5Hz。由轉(zhuǎn)差率s和同步轉(zhuǎn)速n1的計(jì)算公式推導(dǎo)而來(lái)。解：1)求同步轉(zhuǎn)速n1n1=60f1/p=60×50÷(4÷2)=1500(r/min)。例題：一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，定子電源頻率為50Hz，滿載時(shí)的轉(zhuǎn)差率為0.02，求滿載時(shí)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率?！锼伎寂c訓(xùn)練2)滿載時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就是額定轉(zhuǎn)速nN，由于sN=(n1-nN)/n1=0.02，所以nN=(1-sN)n1=(1-0.02)×1500=1470(r/min)。3)由于轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流的頻率是電源頻率的s倍，所以滿載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率：f2=sNf1=0.02×50=1Hz。四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌電機(jī)的機(jī)座上鑲有銘牌，銘牌上標(biāo)有型號(hào)、額定值、工作方式、絕緣等級(jí)等。繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)還標(biāo)有轉(zhuǎn)子繞組的開(kāi)路線電壓和額定線電流。1）產(chǎn)品代號(hào)：由類型代號(hào)、特點(diǎn)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)和勵(lì)磁方式代號(hào)四個(gè)小節(jié)順序組成。電機(jī)型號(hào)由“產(chǎn)品代號(hào)-規(guī)格代號(hào)-特殊環(huán)境代號(hào)-補(bǔ)充代號(hào)”這四部分組成。1.電機(jī)型號(hào)①電機(jī)類型代號(hào)表征電機(jī)的各種類型，采用漢語(yǔ)拼音的大寫(xiě)字母表示。比如：異步電動(dòng)機(jī)Y，同步電動(dòng)機(jī)T，同步發(fā)電機(jī)TF，直流電動(dòng)機(jī)Z，直流發(fā)電機(jī)ZF等。②電機(jī)特點(diǎn)代號(hào)表征電機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)或用途，也采用漢語(yǔ)拼音字母表示。比如：YB隔爆型，YT軸流通風(fēng)機(jī)用，YCT電磁調(diào)速式，YEJ電磁制動(dòng)式，YVP變頻調(diào)速式，YD變極多速式，YZD起重機(jī)用等。（產(chǎn)品代號(hào)-規(guī)格代號(hào)-特殊環(huán)境代號(hào)-補(bǔ)充代號(hào)）1.電機(jī)型號(hào)1）產(chǎn)品代號(hào)：由電機(jī)類型代號(hào)、電機(jī)特點(diǎn)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)和勵(lì)磁方式代號(hào)等四個(gè)小節(jié)順序組成。③設(shè)計(jì)序號(hào)電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的順序，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。第一次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不標(biāo)注設(shè)計(jì)序號(hào)，對(duì)系列產(chǎn)品所派生的產(chǎn)品按設(shè)計(jì)的順序標(biāo)注。比如:Y2、YB2等。④勵(lì)磁方式代號(hào)用字母表示，s表示三次諧波，J表示晶閘管，x表示相復(fù)勵(lì)磁。①中心高指由電機(jī)軸心到機(jī)座底腳面的高度根據(jù)中心高的不同，分為大型、中型、小型和微型四種。中心高在45mm~71mm屬于微型電動(dòng)機(jī)；中心高在80mm~315mm屬于小型電動(dòng)機(jī)；中心高在355mm~630mm屬于中型電動(dòng)機(jī)；中心高在630mm以上屬于大型電動(dòng)機(jī)。2）規(guī)格代號(hào)主要用中心高、機(jī)座長(zhǎng)度、鐵心長(zhǎng)度、極數(shù)來(lái)表示。1.電機(jī)型號(hào)（產(chǎn)品代號(hào)-規(guī)格代號(hào)-特殊環(huán)境代號(hào)-補(bǔ)充代號(hào)）②機(jī)座長(zhǎng)度用國(guó)際通用字母表示S—短機(jī)座，M—中機(jī)座，L—長(zhǎng)機(jī)座。③鐵心長(zhǎng)度指電機(jī)鐵心的實(shí)際長(zhǎng)度用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為mm。④極數(shù)指電機(jī)的定子繞組產(chǎn)生的磁極數(shù)極數(shù)一定是偶數(shù)，分2極、4極、6極、8極等?！案摺痹肎，船“海”用H，戶“外”用W，化工防“腐”用F，“熱帶”用T（tropics），“濕熱帶”用TH（humidtropics），“干熱帶”用TA（drytropicalarea）等。

3）特殊環(huán)境代號(hào)（用關(guān)鍵字的拼音或英文單詞首字母（大寫(xiě)）表示）1.電機(jī)型號(hào)4）補(bǔ)充代號(hào)僅適用于有補(bǔ)充要求的電機(jī)例：電機(jī)的型號(hào)為YB2-132S-4H，代表什么含義？（產(chǎn)品代號(hào)-規(guī)格代號(hào)-特殊環(huán)境代號(hào)-補(bǔ)充代號(hào)）Y：產(chǎn)品類型代號(hào)，表示異步電動(dòng)機(jī)。B：產(chǎn)品特點(diǎn)代號(hào)，表示隔爆型。2：產(chǎn)品設(shè)計(jì)序號(hào)，表示第二次設(shè)計(jì)。132：中心高，表示電機(jī)軸心到地面的距離為132毫米。4：極數(shù)，表示電機(jī)的定子磁極數(shù)為4。H：特殊環(huán)境代號(hào)，表示為船海用電機(jī)。S：電機(jī)機(jī)座長(zhǎng)度，表示為短機(jī)座。2）額定電壓UN：額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組出線端的線電壓。3）額定電流IN：在額定電壓、額定頻率下，電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，定子繞組中流過(guò)的線電流。1）額定功率PN：額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)：4）額定功率因數(shù)cosφN：額定運(yùn)行時(shí)，定子電路的功率因數(shù)。

中小型異步電機(jī)的cosφN一般為0.8左右。額定電壓為380V的三相異步電動(dòng)機(jī)，其cosφNηN≈0.8，代入上式，取額定功率PN的單位為kW，額定電流IN的單位為A，可得：IN≈

2PN，即“一個(gè)千瓦兩個(gè)電流”，依此可通過(guò)PN估算出IN。功率因數(shù)是電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率與視在功率的比值：cosφ=P/S。視在功率一定時(shí)，功率因數(shù)越高，有功功率越大，電能利用率越高。2.額定值7）接法：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，定子三相繞組應(yīng)采用的聯(lián)結(jié)方式(Y或者?)。功率小于3kW的電機(jī)，銘牌上的接法均為Y聯(lián)結(jié)；功率在4kW以上的電機(jī)，銘牌上的接法則均為△聯(lián)結(jié)。當(dāng)定子繞組所接的電源不變時(shí)，如果將Y接法接成了△接法，定子繞組上所加的電壓為Y接法時(shí)的根3倍。由于定子繞組是按Y接法時(shí)的絕緣要求設(shè)計(jì)制造的，所以該電壓產(chǎn)生的大電流會(huì)使線圈過(guò)熱，甚至燒毀。當(dāng)定子繞組所接的電源不變時(shí)，如果把△接法接成了Y接法，定子繞組上所加的電壓為△接法時(shí)的1比根3，電壓變低電流變小，線圈不會(huì)過(guò)熱，但是這會(huì)使電動(dòng)機(jī)的輸出功率降低。5）額定頻率fN：接入定子繞組的三相交流電源的頻率，在我國(guó)，fN=50Hz。6）額定轉(zhuǎn)速nN：在額定的電壓和頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上輸出額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位是r/min。2.額定值工作制：表明電機(jī)所承受的一系列負(fù)載狀況，包括起動(dòng)、空載、停機(jī)和斷能及其持續(xù)時(shí)間和先后順序。工作制分為連續(xù)、短時(shí)、周期性或非周期性幾種類型。周期性工作制包括一種或多種規(guī)定了持續(xù)時(shí)間的恒定負(fù)載，且負(fù)載運(yùn)行期間電機(jī)未達(dá)到熱穩(wěn)定；非周期性工作制中的負(fù)載和轉(zhuǎn)速通常在允許的運(yùn)行范圍內(nèi)變化。工作制一般用代號(hào)S1~S10表示，比較常用的工作制有：S1：連續(xù)工作制；保持在恒定負(fù)載下運(yùn)行至熱穩(wěn)定狀態(tài)。S2：短時(shí)工作制；在恒定負(fù)載下按給定的時(shí)間運(yùn)行，電機(jī)在該時(shí)間內(nèi)不足以達(dá)到熱穩(wěn)定，隨之停機(jī)和斷能，其時(shí)間足以使電機(jī)再度冷卻。S2后應(yīng)標(biāo)上持續(xù)時(shí)間，優(yōu)先采用10、30、60或90分鐘。S3：斷續(xù)周期工作制；按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段停機(jī)和斷能時(shí)間，且負(fù)載運(yùn)行期間電機(jī)未達(dá)到熱穩(wěn)定。S3后應(yīng)標(biāo)上負(fù)載持續(xù)率(一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的比值×100%)。3.工作制與定額定額：表明電機(jī)的一組額定值和運(yùn)行條件。定額與工作制相對(duì)應(yīng)，類別有：連續(xù)工作制定額、短時(shí)工作制定額、周期工作制定額、非周期工作制定額、離散恒定負(fù)載工作制定額。連續(xù)工作制定額——S1工作制短時(shí)工作制定額——S2工作制周期工作制定額——S3~S8工作制非周期工作制定額——S9工作制離散恒定負(fù)載工作制定額——S10工作制有時(shí)候，籠統(tǒng)地把定額分為：連續(xù)、短時(shí)和斷續(xù)3種。連續(xù)表示電機(jī)連續(xù)不斷地輸出額定功率而溫升不超過(guò)銘牌允許值；短時(shí)表示電機(jī)不能連續(xù)使用，只能在規(guī)定的較短時(shí)間內(nèi)輸出額定功率；斷續(xù)表示電機(jī)只能短時(shí)輸出額定功率，但可以斷續(xù)地重復(fù)起動(dòng)和運(yùn)行。3.工作制與定額防護(hù)等級(jí)表示防止外物（工具、人體各部位、固體異物等）接觸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分、電機(jī)內(nèi)帶電體的防護(hù)能力，依據(jù)電器防塵、防濕氣的特性來(lái)分，以字母“IP”后面加兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)表示。IP—“國(guó)際防護(hù)（InternationalProtection）”的縮寫(xiě)。IP后面的兩個(gè)數(shù)字，每個(gè)數(shù)字越大，表示防護(hù)等級(jí)越高。跟在IP之后的第1個(gè)數(shù)（0~6）表示防止固體外物侵入的等級(jí)；第2個(gè)數(shù)（0~8）表示防濕氣、防水侵入的密閉程度。IP44：電動(dòng)機(jī)的防護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到了國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定的外殼防護(hù)等級(jí)IP44的要求，即：4級(jí)防固體（防止大于1mm固體進(jìn)入電機(jī)），4級(jí)防水（任何方向?yàn)R水應(yīng)無(wú)害影響），適用于灰塵飛揚(yáng)、水滴濺射的場(chǎng)所。4.防護(hù)等級(jí)電機(jī)運(yùn)行中，部分電能轉(zhuǎn)換為熱能，使電機(jī)溫度升高。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，電能轉(zhuǎn)換的熱能與機(jī)身散發(fā)的熱能平衡，機(jī)身溫度達(dá)到穩(wěn)定，不再升高。此時(shí)，電機(jī)機(jī)身溫度與環(huán)境溫度之差，叫做電機(jī)溫升。絕緣等級(jí)指電機(jī)繞組所用絕緣材料按它的允許耐熱程度規(guī)定的等級(jí)。電機(jī)常用的級(jí)別為B級(jí)，130°C；F級(jí)，155°C。LW：指電動(dòng)機(jī)的總噪聲等級(jí)，噪聲單位為dB。LW值越小表示電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲越低。5.溫升、絕緣等級(jí)與LW

五、三相異步電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式1.開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)2.防護(hù)式電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：干燥、室內(nèi)、無(wú)塵、無(wú)有害氣體的場(chǎng)合。應(yīng)用：比較清潔、干燥，無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的場(chǎng)合。機(jī)殼未全封閉，機(jī)身、前后端蓋都留有散熱孔，無(wú)散熱風(fēng)扇，自冷。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性能好。外殼有通氣孔，旋轉(zhuǎn)部分與帶電部分具有一般保護(hù)，能防止鐵屑，沙石水滴等雜物從上面或45度角以內(nèi)侵入，但不能防塵和防潮。3.全封閉式電動(dòng)機(jī)4.特殊防護(hù)式電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：水滴、灰塵飛濺的工作環(huán)境。應(yīng)用：分別用于易爆、有腐蝕性氣體、多潮濕等環(huán)境下，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的特殊防護(hù)需要來(lái)選用。機(jī)殼完全封閉，靠散熱風(fēng)扇、機(jī)殼散熱筋強(qiáng)制散熱，防止塵土、鐵屑等從任何方向侵入電機(jī)內(nèi)部。安全性好，但散熱性能差。用特殊材料做成，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，在某方面有特殊防護(hù)功能，分為隔爆型、防腐型、防水型等多種。全封閉隔爆型五、三相異步電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)CA6140型普通車床的電機(jī)系統(tǒng)14三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動(dòng)系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行維護(hù)一、電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：定子繞組通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n1，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被動(dòng)切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2和感應(yīng)電流I2（轉(zhuǎn)子電流），載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力F的作用，電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積是電磁轉(zhuǎn)矩T，電磁轉(zhuǎn)矩T帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩T是電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的最重要的物理量。它是定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的各個(gè)磁極的磁通Φm與轉(zhuǎn)子電流I2相互作用，而在轉(zhuǎn)子上形成的旋轉(zhuǎn)力矩。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子都會(huì)受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用。電磁轉(zhuǎn)矩是個(gè)向量，既有大小，又有方向。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。1.物理表達(dá)式

物理表達(dá)式?jīng)]有反映出電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系，不適用于電磁轉(zhuǎn)矩的定量計(jì)算。由電磁功率表達(dá)式及轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)公式推導(dǎo)而來(lái)物理表達(dá)式反映了三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的物理本質(zhì)，適用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能作定性分析。三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T，由定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的主磁通Φm與轉(zhuǎn)子電流I2s的有功分量相互作用而產(chǎn)生，并與二者成正比。二、電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)式掌握各參數(shù)的含義T=Pem/Ω=CTΦmI2scosφ2T-電磁轉(zhuǎn)矩，Pem-傳送到轉(zhuǎn)子上的電磁功率，Ω-轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度，CT-轉(zhuǎn)矩常數(shù)，Φm-旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通，即主磁通，I2s-轉(zhuǎn)子電流有效值，cosφ2-轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)。參數(shù)表達(dá)式適用于分析各參數(shù)變化對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的影響，但它也沒(méi)有反映出電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系，也不適用于電磁轉(zhuǎn)矩的定量計(jì)算（R2、X2的值不容易得到）。由物理表達(dá)式和簡(jiǎn)化等效電路得到2.參數(shù)表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式反映了電磁轉(zhuǎn)矩T與電源參數(shù)（U1、f1）、電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)（CT、R2、X2）及運(yùn)行參數(shù)（s）之間的關(guān)系。掌握各參數(shù)的含義U1-定子相電壓有效值，s-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，f1-定子電源頻率，R2-轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻值，X2-轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)每相繞組的漏阻抗。當(dāng)s=0時(shí)，T=0。當(dāng)s從0開(kāi)始增大，但其數(shù)值很小(比如s=0.000003)時(shí)，sX2比R2小得多，分母上的(sX2)2可忽略不計(jì)，T與s成正比。當(dāng)s的值增大到一定值（比如s=0.987237）時(shí)，漏抗sX2又比R2大得多，分母上的R2可忽略不計(jì)，T與s成反比。電磁轉(zhuǎn)矩T從正比于s到反比于s，中間必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最大轉(zhuǎn)矩，用Tm表示。Tm又稱為臨界轉(zhuǎn)矩。因?yàn)門m所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)是電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行與不穩(wěn)定運(yùn)行的分界點(diǎn)。臨界轉(zhuǎn)矩Tm對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率sm，稱為臨界轉(zhuǎn)差率?！镫姶呸D(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系曲線當(dāng)電源參數(shù)與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)都不變時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T僅與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，對(duì)應(yīng)不同的s值就可求得不同的T值。以s與T為坐標(biāo)軸構(gòu)成直角坐標(biāo)系，確定出對(duì)應(yīng)的s與T的一系列坐標(biāo)，利用描點(diǎn)法繪成曲線，就是T=f(s)的函數(shù)關(guān)系曲線。T與s成正比T與s成反比T=f(s)是奇函數(shù)，它在直角坐標(biāo)系中的圖形關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱?！镫姶呸D(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系曲線★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換s=(n1-n)/n1s

軸變換成n

軸

步驟1：T

=f(s)3個(gè)步驟T

=f(n)n=(1-s)n1T

=f(n)關(guān)系曲線將T軸向左平移至n=0處步驟2：★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換機(jī)械特性將整張圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，再水平翻轉(zhuǎn)180度。步驟3：★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換★三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性電動(dòng)狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動(dòng)狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動(dòng)機(jī)把從電網(wǎng)吸收的電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，對(duì)負(fù)載做功。第Ⅰ象限：電動(dòng)狀態(tài)0<n<n1，0<s<1，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n都為正值，二者方向相同，T為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)n>n1，s<0，n轉(zhuǎn)速為正值，電磁轉(zhuǎn)矩T為負(fù)值，二者方向相反，T為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。第Ⅱ象限：發(fā)電狀態(tài)ⅠⅡⅣ發(fā)電狀態(tài)電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，回饋給電網(wǎng)?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)n<0，s>1，轉(zhuǎn)速n為負(fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩T為正值，二者方向相反，T為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。第Ⅳ象限：制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動(dòng)機(jī)把電能和機(jī)械能都變成內(nèi)能，以發(fā)熱的形式消耗掉?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)依據(jù)轉(zhuǎn)差率s的大小來(lái)區(qū)分?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，回饋給電網(wǎng)電能和機(jī)械能都變成內(nèi)能，消耗掉電能變成機(jī)械能，對(duì)負(fù)載做功能量關(guān)系T>0，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T<0，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T>0，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率范圍轉(zhuǎn)速范圍定子接入三相交流電；外力使轉(zhuǎn)子沿磁場(chǎng)反方向旋轉(zhuǎn)定子接入三相交流電；外力使轉(zhuǎn)子沿磁場(chǎng)方向快速旋轉(zhuǎn)定子繞組接入三相交流電實(shí)現(xiàn)方法制動(dòng)狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)0<n<n1n>n1n<00<s<1s<0s>1判斷感應(yīng)電流的方向用右手定則，右手定則又被稱為發(fā)電機(jī)定則；判斷電磁力的方向用左手定則，左手定則又被稱為電動(dòng)機(jī)定則?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)：發(fā)電狀態(tài)：制動(dòng)狀態(tài)：電網(wǎng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載電能機(jī)械能電網(wǎng)電動(dòng)機(jī)電能機(jī)械能外力電能內(nèi)能電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)外力機(jī)械能電網(wǎng)★三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)3.實(shí)用表達(dá)式實(shí)用表達(dá)式反映了電動(dòng)機(jī)的機(jī)械參數(shù)（Tm和sm）對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩T的影響，適用于利用銘牌數(shù)據(jù)對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩T進(jìn)行工程計(jì)算?？紤]到（s/sm）<<（sm/s），可將分母上的s/sm忽略不計(jì)，進(jìn)一步化簡(jiǎn)，得到實(shí)用表達(dá)式的線性式：注意事項(xiàng)：電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式并非精確計(jì)算公式，因?yàn)槠浜?jiǎn)化過(guò)程忽略了不少因素，計(jì)算結(jié)果一定存在誤差。此誤差在工程允許范圍內(nèi)，實(shí)用表達(dá)式有工程應(yīng)用價(jià)值。簡(jiǎn)化3.實(shí)用表達(dá)式用實(shí)用表達(dá)式計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩的一般步驟：一查找二計(jì)算三代入四求解T

=？一查找：在電動(dòng)機(jī)銘牌上或者產(chǎn)品目錄中，查出額定功率PN，額定轉(zhuǎn)速nN和過(guò)載能力λm等參數(shù)的值。二計(jì)算：根據(jù)如下4個(gè)物理關(guān)系式：

TN=9550PN/nN

Tm=λmTN

sm=sN（λm+√λm）

sN=（n1-nN）/n1

計(jì)算出最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm和臨界轉(zhuǎn)差率sm。3.實(shí)用表達(dá)式三代入：將第二步計(jì)算出的Tm和sm值代入實(shí)用表達(dá)式，得到僅包含轉(zhuǎn)差率s與電磁轉(zhuǎn)矩T這兩個(gè)未知數(shù)的函數(shù)關(guān)系式T=f(s)。四求解：把給定的轉(zhuǎn)差率s的一系列值，代入第三步求出的s與T的函數(shù)關(guān)系式T=f(s)中，就可求出與轉(zhuǎn)差率s對(duì)應(yīng)的一系列T值。3.實(shí)用表達(dá)式T=f(s)★三個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的比較參數(shù)表達(dá)式：實(shí)用表達(dá)式：物理表達(dá)式：依其所能、盡其所用項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)CA6140型普通車床的電機(jī)系統(tǒng)14三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動(dòng)系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行維護(hù)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性在一定的工作條件下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的函數(shù)關(guān)系，稱為機(jī)械特性，用n=f(T)表示。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s存在一定的關(guān)系，所以機(jī)械特性也可用電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的函數(shù)T=f(s)來(lái)表示，也即：電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式是機(jī)械特性的一種表達(dá)形式。1.機(jī)械特性的定義實(shí)際應(yīng)用中關(guān)注的是電動(dòng)機(jī)適應(yīng)外界負(fù)載變化的能力，即：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n隨外部負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL變化而變化的能力。由于電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是：電磁轉(zhuǎn)矩T等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，所以，通常用電磁轉(zhuǎn)矩T代替負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL來(lái)分析電動(dòng)機(jī)的工作情況?！锶喈惒诫妱?dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線T

=f(s)3個(gè)步驟T

=f(n)★三相異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動(dòng)狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)2.固有機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓和額定頻率下，定子繞組按額定方式接線，定子電路和轉(zhuǎn)子電路都不外接電阻等其它電路元件時(shí)，由電動(dòng)機(jī)本身的固有參數(shù)所決定的機(jī)械特性，稱為固有機(jī)械特性。制動(dòng)狀態(tài)★利用實(shí)用表達(dá)式定性畫(huà)出固有機(jī)械特性實(shí)用表達(dá)式固有機(jī)械特性圖用電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式，通過(guò)描點(diǎn)法繪制固有機(jī)械特性曲線太過(guò)繁瑣，也很耽誤時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中，由于三相異步電動(dòng)機(jī)通常運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)，所以利用實(shí)用表達(dá)式，從產(chǎn)品目錄中查出電動(dòng)機(jī)的外部參數(shù)值，計(jì)算出幾個(gè)特殊運(yùn)行點(diǎn)，再利用描點(diǎn)法，定性畫(huà)出固有機(jī)械特性在第Ⅰ象限的部分即可。需要3步★利用實(shí)用表達(dá)式定性畫(huà)出固有機(jī)械特性第1步：從產(chǎn)品目錄中查出電動(dòng)機(jī)的外部參數(shù)值，計(jì)算出Tm和sm的值，代入實(shí)用表達(dá)式，得到T=f(s)。在轉(zhuǎn)差率s的取值范圍內(nèi)，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)若干個(gè)運(yùn)行點(diǎn)的（s，T）坐標(biāo)值。（s，T）第2步：利用轉(zhuǎn)差率s與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系式：n=(1-s)n1，算出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)（T，n）的數(shù)值。（T，n）（s，T）★利用實(shí)用表達(dá)式定性畫(huà)出固有機(jī)械特性第3步：在直角坐標(biāo)系中，以電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n為坐標(biāo)軸，確定第2步算出的（T，n）對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，用平滑曲線連接這幾個(gè)點(diǎn)。固有機(jī)械特性★利用實(shí)用表達(dá)式定性畫(huà)出固有機(jī)械特性注意事項(xiàng)：第1步選取的運(yùn)行點(diǎn)，必須包括四個(gè)特殊運(yùn)行點(diǎn)：同步點(diǎn)D、額定運(yùn)行點(diǎn)C、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B和起動(dòng)點(diǎn)A。DCBA★固有機(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)同步點(diǎn)D：同步點(diǎn)D又稱為理想空載運(yùn)行點(diǎn)。同步點(diǎn)坐標(biāo)為：T=0，n=n1。DCBA同步點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩T=0。如果沒(méi)有外界轉(zhuǎn)矩的拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)不可能在同步點(diǎn)運(yùn)行?！锕逃袡C(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)額定運(yùn)行點(diǎn)C：電動(dòng)機(jī)工作在額定運(yùn)行點(diǎn)時(shí)，I=IN，T=TN，P=PN，n=nN，處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩，用TN表示。TN=9550PN/nN坐標(biāo)：T=TN，n=nN。DCBA■

電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行電氣線路中允許連續(xù)通過(guò)而不至于使電線過(guò)熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。導(dǎo)線流過(guò)的電流超過(guò)了安全載流量，就叫導(dǎo)線過(guò)載。一般導(dǎo)線的最高允許工作溫度為65°C。導(dǎo)線過(guò)載時(shí)，工作溫度就會(huì)超過(guò)65°C，這會(huì)使導(dǎo)線絕緣迅速老化，甚至?xí)咕€路燃燒起來(lái)。電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，TL＞TN，I＞IN，電動(dòng)機(jī)繞組容易發(fā)熱。電動(dòng)機(jī)具有承受短時(shí)過(guò)載的能力。輕度過(guò)載一般不影響電動(dòng)機(jī)正常工作；嚴(yán)重過(guò)載且過(guò)載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)會(huì)過(guò)熱燒毀！因此，電動(dòng)機(jī)必須設(shè)置長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)！嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，過(guò)大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩容易造成電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損壞，比如：轉(zhuǎn)軸可能會(huì)發(fā)生彎曲、變形，甚至斷裂。長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)是通過(guò)切斷電源讓電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，來(lái)防止電氣損傷和機(jī)械損壞的?！锕逃袡C(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)坐標(biāo)：T=Tm，n=nm。最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)又稱臨界點(diǎn)。當(dāng)TL＞Tm時(shí)，正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)很快就會(huì)堵轉(zhuǎn)。一旦堵轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不被燒毀。堵轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速

n=0，定子電流

I=(4~7)IN，轉(zhuǎn)子電流也隨之增大，繞組嚴(yán)重發(fā)熱，甚至?xí)龤АCBA最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B：如果要重新起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，一定要先卸掉過(guò)重的負(fù)載或者選用額定容量大的電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)負(fù)載。★固有機(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力：過(guò)載能力λ表明電動(dòng)機(jī)承受短時(shí)過(guò)載的極限。一般地，Y系列電動(dòng)機(jī)的λ值在1.8~2.2之間。

λ=Tm/TN電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為過(guò)載能力，通常用λ表示。DCBA★固有機(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)：若Tst＞(1.1~1.2)TL，就能順利起動(dòng)；若Tst≤(1.1~1.2)TL，就不能起動(dòng)，與堵轉(zhuǎn)時(shí)情況一樣，容易燒毀電機(jī)。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)不了時(shí)，可采取的措施有二：1、立即斷開(kāi)電源，減輕負(fù)載后重新起動(dòng)。2、立即斷開(kāi)電源，換用起動(dòng)能力強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)。起動(dòng)點(diǎn)A：坐標(biāo)：T=Tst，n=0。電動(dòng)機(jī)定子繞組剛接入電源，轉(zhuǎn)子還沒(méi)轉(zhuǎn)起來(lái)的那一瞬間。DCBA★固有機(jī)械特性上的四個(gè)特殊點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力：

三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，可以通過(guò)滑環(huán)和電刷外接電阻或頻敏變阻器來(lái)提高起動(dòng)能力。因此，需要重載起動(dòng)時(shí)，應(yīng)選用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。Kst=Tst/TN三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的Kst值一般在1.0~2.2之間。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力，通常用Kst表示。DCBA★通過(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況思考與提問(wèn)：1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)分別帶負(fù)載TL1、TL2、TL3、TL4起動(dòng)時(shí)，是否能順利起動(dòng)？若能順利起動(dòng)，運(yùn)行情況怎樣？若不能起動(dòng)，應(yīng)采取什么措施？2）判斷依據(jù)是什么？電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

判斷依據(jù)：1）Tst>>TL1，滿足了電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的條件。2）TL1<TN，工作電流I<IN，轉(zhuǎn)速n>nN，屬于輕載運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載TL1能順利起動(dòng)，并以高于額定轉(zhuǎn)速nN的轉(zhuǎn)速在E點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，屬輕載運(yùn)行。參考答案1：★通過(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行相當(dāng)于大馬拉小車，不影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，但是功率因數(shù)降低，電網(wǎng)的效率也會(huì)降低。電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

E●判斷依據(jù)：1）Tst>TL2，滿足了電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的條件。2）TL2略大于TN，各運(yùn)行參數(shù)都接近額定值，屬于理想運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載TL2能順利起動(dòng)，在F點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，轉(zhuǎn)速略低于額定轉(zhuǎn)速nN，接近額定運(yùn)行狀態(tài)。參考答案2：★通過(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況F●電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

E●可采取的措施1：先讓電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)，起動(dòng)起來(lái)后再帶上負(fù)載TL3。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載TL3不能起動(dòng)，與堵轉(zhuǎn)時(shí)一樣，容易燒毀繞組。參考答案3：運(yùn)行情況：TL3>>TN，電動(dòng)機(jī)在G點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，轉(zhuǎn)速n低于額定轉(zhuǎn)速nN，電流I大于額定電流IN，屬于過(guò)載運(yùn)行，相當(dāng)于小馬拉大車。時(shí)間長(zhǎng)了，過(guò)載保護(hù)就會(huì)動(dòng)作而使電動(dòng)機(jī)停車。判斷依據(jù)：Tst<TL3，不滿足電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載順利起動(dòng)的條件?！痢锿ㄟ^(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況G電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●可采取的措施2：換一臺(tái)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于TL3，額定轉(zhuǎn)矩TN與TL3相當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)，帶動(dòng)TL3重新起動(dòng)。運(yùn)行情況：TN≈TL3，電動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)行在額定狀態(tài)附近，運(yùn)行性能好?！獭锿ㄟ^(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載TL3不能起動(dòng)，與堵轉(zhuǎn)時(shí)一樣，容易燒毀繞組。參考答案3：判斷依據(jù)：Tst<TL3，不滿足電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載順利起動(dòng)的條件。G電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●可采取的措施：1）換起動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足：Tst>TL4，額定轉(zhuǎn)矩滿足：TN≈TL4的電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)。2）換用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)在其轉(zhuǎn)子回路串接電阻或頻敏變阻器來(lái)提高起動(dòng)性能。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載TL4不能起動(dòng)，繞組很快就會(huì)燒毀。參考答案4：判斷依據(jù)：1）Tst<TL4，不滿足電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的條件。2）Tm<TL4，超出了電動(dòng)機(jī)的負(fù)載極限，電動(dòng)機(jī)根本承載不起。√√★通過(guò)固有機(jī)械特性判斷電機(jī)運(yùn)行情況G電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●人為地改變電動(dòng)機(jī)的電源參數(shù)(U1、f1)或者結(jié)構(gòu)參數(shù)（p、R1、R2、X1、X2）中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，所得到的機(jī)械特性，稱為人為機(jī)械特性。利用人為機(jī)械特性，能獲得滿足生產(chǎn)工藝需要的拖動(dòng)性能。人為機(jī)械特性圖的畫(huà)法：先利用電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)用表達(dá)式定性畫(huà)出固有機(jī)械特性，然后分析三個(gè)特殊運(yùn)行點(diǎn)（同步點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)、起動(dòng)點(diǎn)）的變化情況，最后依據(jù)這些變化對(duì)固有機(jī)械特性加以改造。1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性◆兩種常用人為機(jī)械特性：二、三相異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性分析三個(gè)特殊運(yùn)行點(diǎn)的變化情況：同步轉(zhuǎn)速n1與定子端電壓U1無(wú)關(guān)，降低U1，n1的值不變。1）同步點(diǎn)n1=60f1/p∵結(jié)論：降低U1后的人為機(jī)械特性，仍然通過(guò)固有機(jī)械特性的同步點(diǎn)，即：同步點(diǎn)保持不變。橫坐標(biāo)：T=0不變?？v坐標(biāo)：n1的值不變?！?）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩Tm與定子端電壓U1的平方成正比，降低U1之后，最大轉(zhuǎn)矩Tm的值大幅度減小。臨界轉(zhuǎn)速nm與定子端電壓U1無(wú)關(guān)，其值不隨U1降低而改變。結(jié)論：降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，由固有機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，沿著與T軸平行的方向適當(dāng)向n軸靠攏，即：最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)向n軸平移。nm=n1(1-sm)

=n1(1-R2/X2)橫坐標(biāo)Tm：縱坐標(biāo)nm：1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性3）起動(dòng)點(diǎn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與U12成正比，Tst值隨U1的降低而大幅度減小。結(jié)論：降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性的起動(dòng)點(diǎn)，由固有機(jī)械特性的起動(dòng)點(diǎn)沿T軸向原點(diǎn)適當(dāng)靠攏，即：起動(dòng)點(diǎn)向原點(diǎn)平移。橫坐標(biāo)Tst：縱坐標(biāo)：n=0不變。s=11.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性在固有機(jī)械特性所在的坐標(biāo)系中，確定出降低定子端電壓U1之后，同步點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)和起動(dòng)點(diǎn)所在的坐標(biāo)點(diǎn)。用平滑曲線連接這三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，就得到了降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性。1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性降低電壓U1對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的影響：2）帶同樣的負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速n降低。3）人為機(jī)械特性的線性段斜率增加，特性變軟，不利于穩(wěn)定運(yùn)行。1）最大轉(zhuǎn)矩Tm和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst都大幅度減小，過(guò)載能力λ和起動(dòng)能力Kst都顯著降低。如果U1降低得太多，可能會(huì)因?yàn)門st<TL而無(wú)法起動(dòng)，也可能會(huì)因?yàn)門m<TL而堵轉(zhuǎn)。TL1TL2電動(dòng)機(jī)低壓運(yùn)行的情況：轉(zhuǎn)速n下降，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s增大，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2s=sE2隨之增大，使轉(zhuǎn)子電流I2和定子電流I1都增大，電動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)欠壓過(guò)載的狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)低壓運(yùn)行的危害：長(zhǎng)期欠壓過(guò)載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升會(huì)超過(guò)允許值而損害繞組的絕緣，甚至?xí)龤Ю@組。電動(dòng)機(jī)的電氣控制電路要設(shè)置欠電壓保護(hù)：1）電動(dòng)機(jī)通常由接觸器控制。接觸器在其線圈電壓下降到85%UN時(shí)，會(huì)自動(dòng)釋放而切斷電路，自帶欠壓保護(hù)功能。2）低壓斷路器上有失壓脫扣器，在低電壓時(shí)會(huì)自動(dòng)跳閘，有欠壓失壓保護(hù)功能。3）有時(shí)需要設(shè)置專門的欠電壓繼電器作欠壓保護(hù)。1.降低定子端電壓U1的人為機(jī)械特性2.轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性哪種結(jié)構(gòu)類型的三相異步電動(dòng)機(jī)，能夠在轉(zhuǎn)子回路中串接電阻？是籠型還是繞線型？三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖繞線型轉(zhuǎn)子繞組外加變阻器接線圖只有三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，才具備外串附加電阻的結(jié)構(gòu)條件！三個(gè)特殊運(yùn)行點(diǎn)的變化情況：1）同步點(diǎn)結(jié)論：轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性，仍然通過(guò)固有機(jī)械特性的同步點(diǎn)，即：同步點(diǎn)保持不變。2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性增大轉(zhuǎn)子回路電阻R2對(duì)同步轉(zhuǎn)速n1無(wú)影響。在轉(zhuǎn)子回路串接三相對(duì)稱電阻Rp，就是人為增大R2。n1=60f1/p∵橫坐標(biāo)：T=0不變。縱坐標(biāo)：n1的值不變?！?）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)結(jié)論：轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，由固有機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，沿著與n軸平行的方向適當(dāng)向T軸靠攏，即：最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)向T軸平移。2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)速nm會(huì)隨著R2的增大而減小。最大轉(zhuǎn)矩Tm不受轉(zhuǎn)子回路電阻R2的影響，其值不變。橫坐標(biāo)Tm：nm=n1(1-sm)=n1(1-R2/X2)縱坐標(biāo)nm：3）起動(dòng)點(diǎn)結(jié)論：轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻人為機(jī)械特性的起動(dòng)點(diǎn)，位于T軸上，在固有機(jī)械特性的起動(dòng)點(diǎn)與坐標(biāo)點(diǎn)（Tm，0）之間。2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性隨著R2的增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst的值先增大后減小，但通常不會(huì)小于固有機(jī)械特性時(shí)的值。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst的最大值就是Tm，當(dāng)Tst=Tm時(shí)：nm=0，sm=1。橫坐標(biāo)Tst：縱坐標(biāo)：n=0不變。2.轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性在固有機(jī)械特性所在的坐標(biāo)系中，確定轉(zhuǎn)子回路串電阻之后，同步點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)和起動(dòng)點(diǎn)所在的坐標(biāo)點(diǎn)。用平滑曲線連接這三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，就得到了轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性。轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的影響：2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性1）轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱三相電阻（增大R2）之后，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst增大，起動(dòng)能力Kst提高了。2）最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，過(guò)載能力不變。TL3）帶同樣大的負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n降低。4）機(jī)械特性線性段的斜率增大，特性變軟，穩(wěn)定性變差。TL三、思考與訓(xùn)練1.當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流會(huì)怎樣？定子電流呢？請(qǐng)說(shuō)明原因。答：負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都增大。TL1C’由于電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)，所以轉(zhuǎn)子電流與定子電流之比為常數(shù)，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流必然隨之增大。負(fù)載增加電機(jī)轉(zhuǎn)速n就降低（如：TL1>TL，電機(jī)帶TL1時(shí)運(yùn)行在C’點(diǎn)的轉(zhuǎn)速比帶TL運(yùn)行在C點(diǎn)的轉(zhuǎn)速低），轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速差變大，轉(zhuǎn)子切割磁力線的速度變快，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子電流）增大。2.三相異步電動(dòng)機(jī)在相同的定子電源下，滿載和空載起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否相同？起動(dòng)電流呢？請(qǐng)說(shuō)明原因。答：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同，起動(dòng)電流也相同。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流都與定子電源和電機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)。1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T：I2≈E20/X20=(4.44f2N2Φ)/(2πf2LL2)

=(2.22N2Φ)/(πLL2)由U≈4.44f1N1Φ可知，定子電壓U恒定，Φ就不變（主磁通原理），而N2和LL2的值本來(lái)就為常數(shù)，所以I2為常數(shù)。結(jié)論：定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的原邊和副邊，轉(zhuǎn)子電流I2為常數(shù)，定子電流I1也為常數(shù)。2）轉(zhuǎn)子電流I2：結(jié)論：當(dāng)定子電源恒定時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T為常數(shù)。項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)CA6140型普通車床的電機(jī)系統(tǒng)14三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動(dòng)系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行維護(hù)凡是由電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各類生產(chǎn)機(jī)械，完成一定生產(chǎn)工藝要求的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、電源和控制設(shè)備等部分組成。一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起源要追溯到19世紀(jì)末期，其標(biāo)志是電動(dòng)機(jī)逐漸取代蒸汽機(jī)。一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介蒸汽機(jī)電動(dòng)機(jī)一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介電力拖動(dòng)的發(fā)展簡(jiǎn)史：集中拖動(dòng)單獨(dú)拖動(dòng)多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)各異生產(chǎn)機(jī)械五花八門交流一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介負(fù)載特性各不相同所有電力拖動(dòng)系統(tǒng)都服從動(dòng)力學(xué)的普遍規(guī)律，可以建立起通用的運(yùn)動(dòng)方程。二、單軸與多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般較高，而很多生產(chǎn)機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速卻較低。為了滿足生產(chǎn)工藝要求，通常要通過(guò)傳動(dòng)裝置將電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)相連，變速后再拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置有齒輪減速箱、蝸輪蝸桿、皮帶輪等。齒輪減速箱蝸輪蝸桿皮帶輪1.單軸拖動(dòng)系統(tǒng)二、單軸與多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)單軸拖動(dòng)系統(tǒng)是指電動(dòng)機(jī)的輸出軸直接拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械（生產(chǎn)機(jī)械與電動(dòng)機(jī)同軸）運(yùn)轉(zhuǎn)，中間不需要傳動(dòng)裝置的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。單軸拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械的連接關(guān)系不同，電力拖動(dòng)系統(tǒng)可分為單軸拖動(dòng)系統(tǒng)和多軸拖動(dòng)系統(tǒng)。常見(jiàn)的單軸拖動(dòng)系統(tǒng)有:通風(fēng)機(jī)、水泵等。2.多軸拖動(dòng)系統(tǒng)二、單軸與多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)多軸拖動(dòng)系統(tǒng)是指電動(dòng)機(jī)的輸出軸不直接拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，而是通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與生產(chǎn)機(jī)械相連的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。多軸拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖常見(jiàn)的多軸拖動(dòng)系統(tǒng)有：機(jī)床主軸、起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)等。車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖2.多軸拖動(dòng)系統(tǒng)起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖2.多軸拖動(dòng)系統(tǒng)1.直線運(yùn)動(dòng)方程式三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程：作用在直線運(yùn)動(dòng)物體上的阻力（N）：作用在直線運(yùn)動(dòng)物體上的拖動(dòng)力（N）：直線運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量（kg）：物體直線運(yùn)動(dòng)的線速度（m/s）：物體獲得的直線運(yùn)動(dòng)加速度（m/s2）2.單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械TnTL軸TTLn旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程：：作用在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件上的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N·m）：負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N·m）：轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m2）：轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械角速度（rad/s）：轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械角加速度（rad/s2）●用轉(zhuǎn)速n代替機(jī)械角速度

表示系統(tǒng)的速度，

用飛輪矩GD2代替轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J表示系統(tǒng)的機(jī)械慣性。單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程：：轉(zhuǎn)動(dòng)體的質(zhì)量（kg）：轉(zhuǎn)動(dòng)體的慣量半徑（m）：轉(zhuǎn)動(dòng)體所受的重力（N）：轉(zhuǎn)動(dòng)體的慣量直徑（m）：轉(zhuǎn)動(dòng)體的飛輪矩（N/m2）2.單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程3.多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化以電動(dòng)機(jī)的軸為研究對(duì)象，將其它各軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和飛輪矩都折算到電動(dòng)機(jī)軸上，綜合等效為一個(gè)負(fù)載。T

GD2等效負(fù)載電動(dòng)機(jī)TL電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)T

T'L

LGDM2GD12GDL2

1負(fù)載轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，可根據(jù)靜態(tài)時(shí)功率守恒的原則折算，即折算前后，系統(tǒng)的功率不變。飛輪矩與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能有關(guān)，可根據(jù)動(dòng)能守恒原則折算。3.多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等效、簡(jiǎn)化多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)4.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的通用運(yùn)動(dòng)方程電力拖動(dòng)系統(tǒng)的通用運(yùn)動(dòng)方程：因?yàn)檗D(zhuǎn)矩是向量，既有大小又有方向，所以電力拖動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方程為:●多軸系統(tǒng)簡(jiǎn)化成單軸系統(tǒng)后，就能夠使用單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程了。以電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向，作為轉(zhuǎn)速n的正方向。5.運(yùn)動(dòng)方程中各參數(shù)的方向電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n同向時(shí)取正號(hào)；電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n反向時(shí)取負(fù)號(hào)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n同向時(shí)取負(fù)號(hào)；負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n反向時(shí)取正號(hào)。加速度（?n/?t）的大小和正負(fù)，由電磁轉(zhuǎn)矩T與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的代數(shù)和決定。與轉(zhuǎn)速n同向的轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)矩；與轉(zhuǎn)速n反向的轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL都是如此。5.運(yùn)動(dòng)方程中各參數(shù)的方向轉(zhuǎn)速n：設(shè)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向n為正，反之為負(fù)。電磁轉(zhuǎn)矩T：與轉(zhuǎn)速n的正方向同向?yàn)檎聪驗(yàn)樨?fù)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL：與轉(zhuǎn)速n的正方向反向?yàn)檎驗(yàn)樨?fù)。例：以電動(dòng)機(jī)提升重物（電動(dòng)）時(shí)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎较騎為驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)矩TL為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩T為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩TL為驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)矩T和TL都為驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)矩5.運(yùn)動(dòng)方程中各參數(shù)的方向轉(zhuǎn)速n：設(shè)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向n為正，反之為負(fù)。電磁轉(zhuǎn)矩T：與轉(zhuǎn)速n的正方向同向?yàn)檎?，反向?yàn)樨?fù)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL：與轉(zhuǎn)速n的正方向反向?yàn)檎驗(yàn)樨?fù)。6.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)處于靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)。當(dāng)T＝TL時(shí)，當(dāng)T＞TL時(shí)，當(dāng)T＜TL時(shí)，系統(tǒng)處于加速狀態(tài)，比如：電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。系統(tǒng)處于減速狀態(tài)，比如：電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過(guò)程。不論系統(tǒng)處于加速還是減速狀態(tài)，轉(zhuǎn)速n都要發(fā)生變化，因而加速和減速狀態(tài)又被稱為動(dòng)態(tài)或者暫態(tài)。四、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性（簡(jiǎn)稱負(fù)載特性）：電力拖動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度n與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL之間的函數(shù)關(guān)系，即：n=f（TL）。依據(jù)運(yùn)動(dòng)中呈現(xiàn)的特性不同，負(fù)載可分為三大類：1.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載2.恒功率負(fù)載3.通風(fēng)機(jī)型負(fù)載電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)及其軸上拖動(dòng)的負(fù)載是連成一體的。影響電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩大因素：1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

2）電動(dòng)機(jī)軸上拖動(dòng)的負(fù)載及負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性四、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小恒定，不隨轉(zhuǎn)速n的改變而改變。1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向n改變，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的方向就隨之改變。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的方向與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向n相反，總是阻礙轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如：機(jī)床平移機(jī)構(gòu)、傳送帶、攪拌機(jī)、擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載。2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL由重力作用產(chǎn)生，其大小和方向都恒定不變，與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n無(wú)關(guān)。如：吊車、提升機(jī)等起重機(jī)類負(fù)載2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性電動(dòng)機(jī)軸TLTn起重機(jī)類負(fù)載特性提升重物下放重物電動(dòng)機(jī)軸TLTnvv2、恒功率負(fù)載特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n成反比：TLn=常數(shù)。負(fù)載從電動(dòng)機(jī)吸收的功率：比如：軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線上的卷取機(jī)、開(kāi)卷機(jī)、各種機(jī)床等。它們?cè)诠ぷ髦械呢?fù)載轉(zhuǎn)矩TL大體上都與轉(zhuǎn)速n成反比，都屬于恒功率負(fù)載。當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，負(fù)載從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上吸取的機(jī)械功率PL為恒定值。2、恒功率負(fù)載特性注意事項(xiàng)：例如：車床在切削加工時(shí)，粗加工切削量大，需要的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL大，要采用低速檔加工；精加工切削量小，需要的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL小，要采用高速檔加工。負(fù)載的恒功率性質(zhì)只表現(xiàn)在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由于受機(jī)械強(qiáng)度的限制，當(dāng)轉(zhuǎn)速n很低時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不可能無(wú)限地增大，負(fù)載的恒功率性質(zhì)就不復(fù)存在，反而轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)了。3、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n的平方成正比：TL=kn2。通風(fēng)機(jī)型負(fù)載是按離心原理工作的機(jī)械。鼓風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等屬于通風(fēng)機(jī)型負(fù)載。這種負(fù)載所需的機(jī)械功率PL與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。4、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的特點(diǎn)與注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)：結(jié)論：實(shí)際生產(chǎn)中，單一類型的負(fù)載并不多見(jiàn)，通常是幾種不同類型負(fù)載的相近或綜合，既要全面考慮，又要抓住重點(diǎn)。只有位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在重物下放時(shí)是驅(qū)動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，能促進(jìn)重物的下放；其它幾種性質(zhì)的負(fù)載，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩都是制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，總是要阻礙生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)。5、起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)的負(fù)載情況示例起重機(jī)在提升重物時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL是重物的重力矩和系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩之和。重力矩是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，摩擦轉(zhuǎn)矩是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，二者的轉(zhuǎn)矩特性不同。在提升重物時(shí)，重力轉(zhuǎn)矩比摩擦轉(zhuǎn)矩大得多，所以分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，要以重力轉(zhuǎn)矩為主，適當(dāng)考慮摩擦轉(zhuǎn)矩，或者將摩擦轉(zhuǎn)矩忽略不計(jì)。起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)的工作示意圖項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)CA6140型普通車床的電機(jī)系統(tǒng)14三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動(dòng)系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行維護(hù)如果擾動(dòng)消失后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)能回到原來(lái)的平衡狀態(tài)，或者能夠在新的條件下達(dá)到新的平衡，該系統(tǒng)就是穩(wěn)定的；如果擾動(dòng)消失后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n無(wú)限制地上升或者一直下降到零，該系統(tǒng)就是不穩(wěn)定的。正在勻速運(yùn)行的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，在受到外界擾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速n通常會(huì)發(fā)生變化而使系統(tǒng)離開(kāi)原來(lái)的平衡狀態(tài)?！皵_動(dòng)”通常指電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或者負(fù)載的微小變化。電網(wǎng)電壓的波動(dòng)會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，負(fù)載的變化會(huì)影響到負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。只有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性配合得當(dāng)，才能使電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的概念二、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性交點(diǎn)稱為電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，如E點(diǎn)和F點(diǎn)。在工作點(diǎn)處，T=TL。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性FE1.穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性有交點(diǎn)。在電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)（T=TL）處，滿足：實(shí)用性結(jié)論：當(dāng)擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速上升時(shí)，T﹤TL當(dāng)擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速下降時(shí)，T﹥TLFE2.穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件系統(tǒng)穩(wěn)定！因?yàn)榇蠖鄶?shù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL都會(huì)隨轉(zhuǎn)速n的上升而增大（通風(fēng)機(jī)型負(fù)載）或者保持恒定（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載），所以只要電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)具有下降的機(jī)械特性，該系統(tǒng)就能穩(wěn)定運(yùn)行。1.在同一個(gè)直角坐標(biāo)系中，畫(huà)出該電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。2.在這兩條特性曲線的交點(diǎn)處，也就是工作點(diǎn)處，分析擾動(dòng)到來(lái)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速n變化的情況。3.比較轉(zhuǎn)速n變化后所處的工作點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小。利用電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，判斷出系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速變化，就能確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷判斷方法和步驟：1.固有機(jī)械特性配合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性DCBA非線性段線性段曲線1-電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性圖a三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷DCBA曲線1-電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線2-恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性非線性段線性段圖aTLY在X點(diǎn)和Y點(diǎn)，都有T=TL。曲線1和2有兩個(gè)交點(diǎn)X、Y，表明該電力拖動(dòng)系統(tǒng)具備穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。X點(diǎn)和Y點(diǎn)都為電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。

1.固有機(jī)械特性配合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性XDCBATLXYX’nx工作點(diǎn)移到X’點(diǎn)◆在X點(diǎn)，如果擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速n升高電磁轉(zhuǎn)矩T減小負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不變T電動(dòng)機(jī)