6.1電機(jī)的應(yīng)用與分類(lèi)6.1電機(jī)的種應(yīng)用與分類(lèi)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的一種電磁裝置。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備稱(chēng)為發(fā)電機(jī)，而把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)。早期，人類(lèi)使用的原動(dòng)力是風(fēng)力、水力和畜力。19世紀(jì)，奧斯特創(chuàng)造出第一臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)，開(kāi)辟了一個(gè)偉大的電力時(shí)代。隨著科技的進(jìn)步，電機(jī)在原理、材料、工藝、技術(shù)上不斷改進(jìn)，在電力工業(yè)、交通運(yùn)輸、航空航天、國(guó)防和日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位也日益顯著。在生產(chǎn)上交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用較為廣泛，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛地用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。6.1電機(jī)的種應(yīng)用與分類(lèi)電機(jī)的種類(lèi)較多，具體分類(lèi)可歸納為圖6-1所示。圖6-1

電機(jī)的分類(lèi)6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大基本部分組成，如下圖所示。1定子定子由機(jī)座（外殼）、定子鐵芯和定子繞組組成。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)座是由鑄鐵或鑄鋼制成的，它是電動(dòng)機(jī)的外殼，起著支撐電動(dòng)機(jī)的作用。通常機(jī)座的外表要求散熱性能好，所以一般鑄有散熱片。1定子（1）機(jī)座定子鐵芯是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。為了減少鐵損，定子鐵芯一般由互相絕緣的硅鋼片疊成。鐵芯的內(nèi)表面沖有槽，用以放置定子繞組，如右圖所示。（2）定子鐵芯6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子繞組是電動(dòng)機(jī)電路的一部分。它由三個(gè)完全相同的繞組組成，每個(gè)繞組為一相，三個(gè)繞組在空間上相差120°電角度。三個(gè)繞組的始端和末端都被引至接線(xiàn)盒內(nèi)，可根據(jù)需要連接成星形或三角形，如右圖所示。1定子（3）定子繞組6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)子（1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。它也是由硅鋼片疊成的。硅鋼片外圍有均勻分布的槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯固定在轉(zhuǎn)軸支架上。（2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型和繞線(xiàn)型兩種，據(jù)此，異步電動(dòng)機(jī)又可分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)兩種?；\型繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯的每一個(gè)槽中插入一銅條（導(dǎo)條），在銅條兩端各用一銅環(huán)（端環(huán)）把銅條連接起來(lái)，稱(chēng)為銅排轉(zhuǎn)子。若把鐵芯拿出來(lái)，整個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的外形很像一個(gè)鼠籠，如下（左）圖所示。還可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、端環(huán)及風(fēng)葉用鋁液一次澆鑄而成，稱(chēng)為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如下（右）圖所示。目前，中小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一般都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)型繞組與定子繞組一樣也是一個(gè)三相繞組，它一般連接成星形，三根引出線(xiàn)分別接到轉(zhuǎn)軸上三個(gè)絕緣的集電環(huán)上，通過(guò)三個(gè)電刷與外電路相連。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都有一個(gè)銘牌，標(biāo)記了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和額定值等數(shù)據(jù)。要正確使用電動(dòng)機(jī)，必須能看懂銘牌。Y132M―4型三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌如下：1型號(hào)為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動(dòng)機(jī)制成不同的系列，每種系列用各種型號(hào)表示。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1型號(hào)例如：Y132M―4Y——三相異步電動(dòng)機(jī)；132——機(jī)座中心高（mm）；M——機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)（S表示短機(jī)座，M表示中機(jī)座，L表示長(zhǎng)機(jī)座）；4——磁極數(shù)。2接法銘牌數(shù)據(jù)中的接法是指定子三相繞組的接法。一般籠型電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)盒中有六根引出線(xiàn)，分別標(biāo)有U1、V1、W1、U2、V2、W2。這六個(gè)引出線(xiàn)端在接電源之前，相互間必須正確連接。連接方法有星形（Y）和三角形（Δ）兩種。通常，三相異步電動(dòng)機(jī)自3kW以下者，連接成星形；自4kW以上者，連接成三角形。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)3額定功率PN額定功率PN是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下，轉(zhuǎn)軸所允許輸出的機(jī)械功率。4額定電壓

UN額定電壓UN是指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，在三相定子繞組上所加的線(xiàn)電壓。5額定電流

IN額定電流IN是指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組上的線(xiàn)電流值。6額定頻率

fN額定頻率fN是指加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的允許頻率。我國(guó)的工頻為50Hz。7額定轉(zhuǎn)速

nN額定轉(zhuǎn)速nN是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定電流和額定輸出功率情況下的轉(zhuǎn)速。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的

基本結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)8絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是指電動(dòng)機(jī)內(nèi)部所用絕緣材料允許的最高溫度等級(jí)，它決定了電動(dòng)機(jī)工作時(shí)允許的溫升。各種等級(jí)對(duì)應(yīng)的溫度關(guān)系如下表所示。9工作方式電動(dòng)機(jī)的工作方式有三種：連續(xù)工作方式、短時(shí)工作方式和斷續(xù)工作方式。連續(xù)工作方式：在額定條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。短時(shí)工作方式：在額定條件下只能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。斷續(xù)工作方式：在額定條件下以周期性間歇方式運(yùn)行。6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3.2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理6.3.3轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，因此，三相異步電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可通過(guò)下面這個(gè)小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單模擬。如下圖所示，磁極與轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)外面的磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子隨著磁極同方向一起轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極轉(zhuǎn)動(dòng)得快，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)得也快。磁極反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，三相異步電動(dòng)機(jī)工作的關(guān)鍵是有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯中放有三相對(duì)稱(chēng)繞組U1U2、V1V2和W1W2。設(shè)三相繞組連成星形接在三相電源上，如下圖所示，則三相繞組中有三相對(duì)稱(chēng)電流通過(guò)。流過(guò)三相繞組的電流分別為：6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相電流的波形如右圖所示。6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生由于各相繞組中的電流是交變的，所以，各電流的磁場(chǎng)也是交變的，而三相電流的合磁場(chǎng)則是一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。我們通過(guò)右圖所示曲線(xiàn)的幾個(gè)不同瞬間來(lái)分析旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成。（1）在ωt＝0的瞬間，i1＝0；i2為負(fù)值，其方向?yàn)橛蒝2端流進(jìn)，V1端流出；i3為正值，且i3與i2大小相等，其方向?yàn)橛蒞1端流進(jìn)，W2端流出。根據(jù)右手螺旋定則可知，三相電流所產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向，相當(dāng)于N極在上，S極在下的兩極磁極，又稱(chēng)為一對(duì)磁極，如下（左）圖所示。6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生（2）在ωt＝60°的瞬間，i1為正值，其方向?yàn)橛蒛1端流進(jìn)，U2端流出；i2為負(fù)值，其方向?yàn)橛蒝2端流進(jìn)，V1端流出；i3＝0。此時(shí)，三相電流的合磁場(chǎng)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了60°，如下（右）圖所示。6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生（3）在ωt＝90°的瞬間，i1為正值，其方向?yàn)橛蒛1端流進(jìn)，U2端流出；i2為負(fù)值，其方向?yàn)橛蒝2端流進(jìn)，V1端流出；i3也為負(fù)值，其方向?yàn)橛蒞2端流進(jìn)，W1端流出。此時(shí)，三相電流的合磁場(chǎng)沿順時(shí)針?lè)较蛴中D(zhuǎn)了30°，如上（右）圖所示。由上可見(jiàn)，隨著定子繞組中三相對(duì)稱(chēng)電流的不斷變化，所產(chǎn)生的合磁場(chǎng)也在空間不斷旋轉(zhuǎn)。電流變化一周，合磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)360°。6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生以上分析的是每相定子繞組中只有一個(gè)線(xiàn)圈的情況，這時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極。用p表示磁極對(duì)數(shù)，則p＝1。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)與定子繞組的排列有關(guān)。如果每相定子繞組分別由兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)而成，如下圖所示，當(dāng)三相對(duì)稱(chēng)電流通過(guò)這些線(xiàn)圈時(shí)，便能產(chǎn)生兩對(duì)磁極（四極）。電流變化一周時(shí)，四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)180°。6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致。如圖6-8和圖6-9所示，電流的相序?yàn)閁→V→W時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按繞組首端U1→V1→W1方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。若把三相電流的相序任意調(diào)換其中兩相，如變?yōu)閁→W→V，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將按U1→W1→V1方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速則決定于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)。由上述分析可知，p＝1時(shí)，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)1周；p＝2時(shí)，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)1/2周。依次類(lèi)推，當(dāng)有p對(duì)磁極時(shí)，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就在空間轉(zhuǎn)1/p周，即p對(duì)磁極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0應(yīng)為：6.3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速式中，f1——定子電流的頻率，單位為Hz。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速又稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速。國(guó)產(chǎn)異步電動(dòng)機(jī)定子繞組電流的頻率f1為50Hz，于是，根據(jù)式（6–1）可知，對(duì)應(yīng)于不同的極對(duì)數(shù)p，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0是常數(shù)，如下表所示。表6-2不同磁極對(duì)數(shù)時(shí)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速6.3.2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理如下圖所示為三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)化原理圖。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n0的轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與靜止的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條之間就存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線(xiàn)，導(dǎo)條中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，其方向可由右手螺旋定則確定。通電的導(dǎo)條在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中將會(huì)受到電磁力F的作用，電磁力的方向可用左手定則判斷。電磁力作用到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上將會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)起來(lái)，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相同。6.3.3轉(zhuǎn)差率6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理為了便于分析計(jì)算，我們引入了轉(zhuǎn)差率s，它是同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差與同步轉(zhuǎn)速n0之比，即轉(zhuǎn)差率是分析異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，n＝0，s＝1，此時(shí)轉(zhuǎn)差率最大；若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n達(dá)到同步轉(zhuǎn)速n0，則s＝0。所以，轉(zhuǎn)差率s的變化范圍在0～1之間。通常，異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為1%～9%。上式也可寫(xiě)為：6.3.3轉(zhuǎn)差率6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理例6-1一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n＝975r/min。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。電源頻率f1＝50Hz?！窘狻坑捎陔妱?dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速接近而略小于同步轉(zhuǎn)速，因此，根據(jù)表6-2所示可知，與此電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速975r/min最相近的同步轉(zhuǎn)速為n0＝1000r/min，與此對(duì)應(yīng)的磁極對(duì)數(shù)為p＝3。于是，額定負(fù)載的轉(zhuǎn)差率為：6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩6.4.2機(jī)械特性6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩與變壓器類(lèi)似，定子電動(dòng)勢(shì)E1為：1定子、轉(zhuǎn)子電路的物理量（1）定子電動(dòng)勢(shì)上式中，Φ為電動(dòng)機(jī)的每極磁通量，由于U1≈E1，所以，當(dāng)電源電壓U1和頻率f1一定時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通量Φ基本不變。（2）轉(zhuǎn)子頻率因旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為n0－n，所以轉(zhuǎn)子頻率為f2：6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩1定子、轉(zhuǎn)子電路的物理量由上式可以看出，轉(zhuǎn)子頻率與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，也就是與轉(zhuǎn)速n有關(guān)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，即n＝0時(shí)，s＝1，轉(zhuǎn)子頻率f2最高，f2＝f1。在額定負(fù)載時(shí)，s＝1%～9%，則f2＝0.5～4.5Hz（f1＝50Hz）。（3）轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)與變壓器類(lèi)似，定子電動(dòng)勢(shì)E2為：在n＝0，即s＝1時(shí)，啟動(dòng)瞬間的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為：則由上式可知，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩1定子、轉(zhuǎn)子電路的物理量（4）轉(zhuǎn)子感抗轉(zhuǎn)子感抗X2與轉(zhuǎn)子頻率f2有關(guān)，即在n＝0，即s＝1時(shí)，啟動(dòng)瞬間的轉(zhuǎn)子感抗為：則由上式可知，轉(zhuǎn)子感抗X2也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。設(shè)轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻為R2，則每相繞組的電流I2為：（5）轉(zhuǎn)子電流6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩1定子、轉(zhuǎn)子電路的物理量由上式可知，轉(zhuǎn)子電流I2也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，其變化規(guī)律如右圖所示。（6）轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路為感性電路，轉(zhuǎn)子電流I2總是比轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2滯后

2角度，所以，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)為：由上式可知，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，其變化規(guī)律如上圖所示。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.1電磁轉(zhuǎn)矩2轉(zhuǎn)矩公式電磁轉(zhuǎn)矩（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)矩）由轉(zhuǎn)子電流I2與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通Φ相互作用產(chǎn)生，其大小與I2及Φ成正比。轉(zhuǎn)子電路為感性電路，其功率因數(shù)為cos

2。于是可得出：由上式可知，轉(zhuǎn)矩T與定子每相電壓U1的平方成正比，所以，電源電壓變動(dòng)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。式中，KT——與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。K——常數(shù)。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性當(dāng)電源電壓U1、頻率f1及電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)一定（R2和X20為常量）時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T只與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，其關(guān)系曲線(xiàn)T＝f（s）稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線(xiàn)，如下（左）圖所示。而實(shí)際工作中，往往用n＝f（T）曲線(xiàn)來(lái)分析問(wèn)題，我們將n＝f（T）曲線(xiàn)稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)，如下（右）圖所示。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性額定轉(zhuǎn)矩TN是指電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)等速運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)矩T必須與阻轉(zhuǎn)矩TC相平衡，即1三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩（1）額定轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩主要包括轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2和機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩T0。由于T0很小，可忽略不計(jì)，所以由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的功率P2等于轉(zhuǎn)矩T與角速度ω的乘積，即P2＝Tω，則6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性最大轉(zhuǎn)矩Tm是指三相異步電動(dòng)機(jī)所能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩。它所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)速nm和臨界轉(zhuǎn)差率sm。令dT/ds＝0即可得sm為：1三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩（2）最大轉(zhuǎn)矩于是可得可以看出，Tm與U12成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2無(wú)關(guān)；sm與R2有關(guān)，R2越大，sm也越大。對(duì)應(yīng)于不同U1和R2的機(jī)械特性曲線(xiàn)如下圖所示。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)將因帶不動(dòng)負(fù)載而發(fā)生停車(chē)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為堵轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，其定子繞組仍接在電源上，而轉(zhuǎn)子卻靜止不動(dòng)，這時(shí)定子及轉(zhuǎn)子中的電流將會(huì)立即增大到額定值的6～7倍，若不及時(shí)切除電源，電動(dòng)機(jī)將迅速過(guò)熱，以致燒毀。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩只是短時(shí)間接近最大轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)過(guò)載，電動(dòng)機(jī)不會(huì)立即過(guò)熱，這是允許的。因此，最大轉(zhuǎn)矩也表示電動(dòng)機(jī)短時(shí)允許過(guò)載的能力，常用過(guò)載系數(shù)λm來(lái)表示。過(guò)載系數(shù)λm是指電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比，即6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst是指電動(dòng)機(jī)接通電源的瞬間（n＝0，s＝1）電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，即1三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩（3）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2才能啟動(dòng)。通常用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩TN之比來(lái)表示電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力，稱(chēng)為啟動(dòng)系數(shù)λs，即6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性如右圖所示，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)分為兩個(gè)區(qū)段，ab段和bc段。電動(dòng)機(jī)只能在ab段穩(wěn)定運(yùn)行，在bc段不能穩(wěn)定運(yùn)行。2電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)接通電源后，只要啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2，轉(zhuǎn)子便能啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩T開(kāi)始沿bc段隨轉(zhuǎn)速n的升高而不斷增大，一直到臨界點(diǎn)b，此時(shí)，T＝Tm。經(jīng)過(guò)b點(diǎn)進(jìn)入ab段后，T隨n的升高而減小，直到T＝T2，之后電動(dòng)機(jī)就以恒定速度n穩(wěn)定運(yùn)行。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性2電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析若由于某種原因使負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大到T2′（T2′＜Tm），在最初瞬間電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T＜T2′，所以其轉(zhuǎn)速n開(kāi)始下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大。當(dāng)轉(zhuǎn)矩增加到T＝T2′時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。由此可見(jiàn)，在機(jī)械特性曲線(xiàn)的ab段，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩以適應(yīng)其變化，從而保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，故ab段稱(chēng)為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。由于ab段比較平坦，轉(zhuǎn)矩變化時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速變化很小，這種特性稱(chēng)為硬的機(jī)械特性。在bc段，假設(shè)原來(lái)暫穩(wěn)在一個(gè)轉(zhuǎn)速上，當(dāng)負(fù)載突然增大時(shí)，轉(zhuǎn)速就會(huì)下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也減小，轉(zhuǎn)速會(huì)進(jìn)一步下降，最后變?yōu)榱恪Ｒ虼?，在bc段電動(dòng)機(jī)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性例6-2有一三相異步電動(dòng)機(jī)，三角形連接，額定功率為30kW，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min，過(guò)載系數(shù)為2.2。試求：（1）額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩；（2）當(dāng)電源電壓下降到0.9U時(shí)，其輸出的最大轉(zhuǎn)矩為多少？【解】（1）額定轉(zhuǎn)矩為：因nN＝1450r/min，可知n0＝1500r/min，則額定轉(zhuǎn)差率為：6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性6.4.2機(jī)械特性例6-2有一三相異步電動(dòng)機(jī)，三角形連接，額定功率為30kW，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min，過(guò)載系數(shù)為2.2。試求：（1）額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩；（2）當(dāng)電源電壓下降到0.9U時(shí)，其輸出的最大轉(zhuǎn)矩為多少？最大轉(zhuǎn)矩為：（2）電源電壓下降到0.9U時(shí)，由于最大轉(zhuǎn)矩Tm與U12成正比，所以6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的

啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)6.5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速6.5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)既要把啟動(dòng)電流限制在一定數(shù)值之內(nèi)，同時(shí)要有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以便縮短啟動(dòng)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法有直接啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)兩種。（1）直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)又稱(chēng)為全壓?jiǎn)?dòng)，是指利用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上。這種啟動(dòng)方法操作簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資少，但啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，所以只適用于小容量電動(dòng)機(jī)（7.5kW以下）的啟動(dòng)。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)對(duì)較大容量的電動(dòng)機(jī)，可參考以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行核定：（1）直接啟動(dòng)式中，SN——電源的總?cè)萘?，單位為kV·A；

PN——電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為kW降壓?jiǎn)?dòng)是指啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，啟動(dòng)結(jié)束后再增大到額定電壓。降壓?jiǎn)?dòng)的主要目的是為了降低啟動(dòng)電流，但同時(shí)也限制了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此，這種情況只適用于在空載或輕載情況下啟動(dòng)。常用的降壓?jiǎn)?dòng)方法有Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)和自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)兩種。（2）降壓?jiǎn)?dòng)6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)（2）降壓?jiǎn)?dòng)①Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)這種方法適用于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子繞組進(jìn)行三角形連接的電動(dòng)機(jī)。在啟動(dòng)時(shí)，可先將定子繞組連接成星形，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)再連接成三角形。這樣，啟動(dòng)時(shí)定子繞組上的電壓就降為了額定電壓的1/

。如右圖所示為Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)的接線(xiàn)圖。設(shè)定子繞組的每相阻抗模為|Z|，電源額定電壓為U1N，當(dāng)采用三角形（Δ）連接直接啟動(dòng)時(shí)，線(xiàn)電流為：6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)（2）降壓?jiǎn)?dòng)當(dāng)采用星形（Y）連接降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，每相繞組的相電壓為UPY＝U1N/，其線(xiàn)電流為：故6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)②自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)這種方法適用于容量較大或正常運(yùn)行時(shí)定子繞組進(jìn)行星形連接的電動(dòng)機(jī)。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)利用自耦變壓器將電源電壓降低后再加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，以降低啟動(dòng)電流。如右圖所示為自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的接線(xiàn)圖。啟動(dòng)時(shí)，將開(kāi)關(guān)扳到“啟動(dòng)”位置，自耦變壓器一次側(cè)接電源，二次側(cè)接電動(dòng)機(jī)定子繞組，實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，再將開(kāi)關(guān)扳向“運(yùn)行”位置，切除自耦變壓器，使電動(dòng)機(jī)直接接電源運(yùn)行。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)因自耦變壓器的一、二次電壓之比等于一、二次繞組的匝數(shù)之比，以及啟動(dòng)電流與啟動(dòng)電壓成正比，可得出引入自耦變壓器前后啟動(dòng)電流的關(guān)系為：式中，Ist1——電源向自耦變壓器一次側(cè)提供的降壓?jiǎn)?dòng)電流，單位為A；Ist——電源向電動(dòng)機(jī)提供的直接啟動(dòng)電流，單位為A；K——自耦變壓器的變比。由上式可以看出，引入自耦變壓器后的降壓?jiǎn)?dòng)電流為直接啟動(dòng)電流的1/K2。因啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，所以，引入自耦變壓器后的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也為直接啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/K2。自耦變壓器備有多個(gè)抽頭，可根據(jù)所要求的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇不同的電壓（如電源電壓的73%、64%、55%）。但這種啟動(dòng)方法的設(shè)備費(fèi)用高，不宜頻繁啟動(dòng)。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)在轉(zhuǎn)子電路中接入適當(dāng)?shù)膯?dòng)電阻，可減小啟動(dòng)電流；同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)隨之提高。轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)的接線(xiàn)圖如下圖所示。2繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)（1）轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)常用于要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上，如鍛壓機(jī)、起重機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)等。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵耗很大的三相電抗器，其等效阻抗的大小隨轉(zhuǎn)子電流頻率的變化而變化。轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)與轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)相比，其轉(zhuǎn)子等效電阻隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高自動(dòng)且連續(xù)的減小，啟動(dòng)過(guò)程平滑性較好。2繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)（2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)例6-3已知Y280S-4型籠型異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN＝75kW，nN＝1480r/min，Tst/TN＝1.9。負(fù)載轉(zhuǎn)矩為200N·m，電動(dòng)機(jī)由額定容量為320kV·A，輸出電壓為380V的三相電力變壓器供電。試問(wèn)：（1）電動(dòng)機(jī)能否直接啟動(dòng)？（2）電動(dòng)機(jī)能否采用Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)？6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)【解】（1）根據(jù)式：因Ist/IN＝4～7，所以，此電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)。（2）電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為：直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：若采用Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)，則其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：所以，此電動(dòng)機(jī)可以采用Y–Δ降壓?jiǎn)?dòng)。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：可以看出，異步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)改變電源頻率f1、極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s三種方法來(lái)進(jìn)行調(diào)速。1變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于電源頻率f1，若連續(xù)改變電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率f1，即可連續(xù)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速需要采用一套專(zhuān)門(mén)的變頻設(shè)備，其價(jià)格較貴，但它可在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，且具有硬的機(jī)械特性。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動(dòng)機(jī)正越來(lái)越普遍的采用這種方法進(jìn)行調(diào)速。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2變極調(diào)速變極調(diào)速是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線(xiàn)以改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。由于磁極對(duì)數(shù)只能成倍變化，所以，變極調(diào)速不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但其經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，所以，許多工廠的生產(chǎn)機(jī)械都采用這種方法和其他方法協(xié)調(diào)進(jìn)行調(diào)速。需要注意的是，變極調(diào)速只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)榛\型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子極數(shù)能自動(dòng)與定子繞組的極數(shù)相適應(yīng)。3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速在繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入調(diào)速電阻（和串啟動(dòng)電阻方法類(lèi)似），可以通過(guò)改變轉(zhuǎn)子電路的電阻值來(lái)改變轉(zhuǎn)差率s，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法可平滑調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但能量損耗大，調(diào)速范圍有限，主要應(yīng)用于起重設(shè)備中。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)是在切斷三相電源的同時(shí)，將一直流電源接到三相定子繞組的任意兩相上，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場(chǎng)，如右圖所示。此時(shí)，轉(zhuǎn)子由于慣性作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)右手定則和左手定則可判斷出，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與固定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動(dòng)作用，稱(chēng)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。能耗制動(dòng)的能量消耗小，制動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，但需要直流電源。6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2反接制動(dòng)在電動(dòng)機(jī)需要停車(chē)時(shí)，將三相定子繞組工作電源的任意兩相對(duì)調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子在慣性作用下仍按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速減小。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反轉(zhuǎn)。在反接時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反，其相對(duì)轉(zhuǎn)速n0＋n非常大，因此，轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流也非常大。這樣大的電流會(huì)對(duì)電源及電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生很大的沖擊，因此，為了限制此電流，反接制動(dòng)時(shí)必須在定子電路（籠型）或轉(zhuǎn)子電路（繞線(xiàn)型）中串接限流電阻。反接制動(dòng)制動(dòng)迅速、簡(jiǎn)單，但能量消耗大，對(duì)電源及電動(dòng)機(jī)的沖擊很大。6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的選用常識(shí)6.6.1功率的選擇6.6.2種類(lèi)和型式的選擇6.6.3電壓的選擇6.6.4轉(zhuǎn)速的選擇6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的選用常識(shí)6.6.1功率的選擇功率選擇的原則是根據(jù)拖動(dòng)的負(fù)載，最經(jīng)濟(jì)、合理地確定電動(dòng)機(jī)的功率。電動(dòng)機(jī)的功率選擇，一般按電動(dòng)機(jī)的工作方式通過(guò)計(jì)算確定。詳細(xì)的計(jì)算方法可參閱有關(guān)電機(jī)手冊(cè)。實(shí)踐證明，電動(dòng)機(jī)在接近額定狀態(tài)下工作時(shí)，定子電路的功率因數(shù)最高。功率選得過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過(guò)小電動(dòng)機(jī)容易因過(guò)載而損壞。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的選用常識(shí)6.6.2種類(lèi)和型式的選擇三相籠型異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便；但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，啟動(dòng)性能差。它適用于通風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、傳送帶及小型機(jī)床。繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)：?jiǎn)?dòng)性能好，可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速；但價(jià)格較貴，維護(hù)亦較不方便。適用于起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍛壓機(jī)及重型機(jī)床。一般應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用籠型電動(dòng)機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用籠型電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合才選用繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)。1種類(lèi)的選擇2型式的選擇為使電動(dòng)機(jī)在不同的環(huán)境中安全可靠地工作，防止電動(dòng)機(jī)可能對(duì)環(huán)境造成災(zāi)害，必須根據(jù)不同的環(huán)境要求選用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)型式。電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)防護(hù)型式有：開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式四種。6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的選用常識(shí)6.6.3電壓的選擇電壓選擇主要依據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行場(chǎng)所供電網(wǎng)的電壓等級(jí)，同時(shí)還應(yīng)兼顧電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和功率。小容量的Y系列籠型電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級(jí)，大功率電動(dòng)機(jī)才采用3000V和6000V的高壓電動(dòng)機(jī)。6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的選用常識(shí)6.6.4轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求選定。轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)，體積小、價(jià)格便宜；而轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)體積大、價(jià)格貴。應(yīng)當(dāng)本著經(jīng)濟(jì)的目的，結(jié)合生產(chǎn)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的成本，選擇合適的電動(dòng)機(jī)。6.7單相異步電動(dòng)機(jī)6.7.1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理6.7.2單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)6.7單相異步電動(dòng)機(jī)6.7.1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理由于單相電動(dòng)機(jī)中只有一相繞組，所以，接通電源后，在繞組中會(huì)產(chǎn)生單相正弦交流電流，如左圖所示。電流在正半周時(shí)，在定子腔中產(chǎn)生的磁場(chǎng)如中圖所示；電流在負(fù)半周時(shí)，在定子腔中產(chǎn)生的磁場(chǎng)如右圖所示。該磁場(chǎng)的大小和方向隨交流電流按正弦規(guī)律變化，并不旋轉(zhuǎn)，稱(chēng)為脈動(dòng)磁場(chǎng)。6.7單相異步電動(dòng)機(jī)6.7.1單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理由于脈動(dòng)磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，也不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子也就不能旋轉(zhuǎn)，即電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng)。如果有一外力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子就會(huì)因切割磁場(chǎng)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而會(huì)持續(xù)沿外力方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵在于給它提供的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。下面我們根據(jù)不同的啟動(dòng)方法來(lái)進(jìn)一步了解單相異步電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及工作原理。6.7單相異步電動(dòng)機(jī)6.7.2單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如右圖所示為電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)圖。工作繞組的電阻小，匝數(shù)多，電感大；啟動(dòng)繞組的電阻大，匝數(shù)少，電感較小。兩繞組在空間相隔90°。啟動(dòng)繞組上串聯(lián)一個(gè)電容器，使兩個(gè)繞組中的電流在相位上相差90°。實(shí)驗(yàn)及理論證明，在空間相差90°的兩個(gè)繞組，其中通有的相位差為90°的兩相電流，也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)