电机基本定律课件

电机基本定律全电流定律电磁感应定律电磁力定律铁磁特性磁路基本定律（基尔霍夫定律）全电流定律（安培环路定理）I1I3I2简而言之就是：磁场积分为所包电流之和 （路径无关）电流正负用右手定则：点来差去电磁感应定律(右手)NS内部磁通方向楞次定律：感应电流产生的磁场总是防止线圈磁链变化变压器电动势运动电动势引起磁通变化因素：1.时变电流（磁通随时间变化，与 变压器工况一致）2.线圈磁场相对运动 变变 压压 器器 电电 动动 势势 变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断变压器电动势的方向可根据楞次定律来判断运运 动动 电电 动动 势势eBv电磁力定律（左手）铁磁特性oaoa段：段：H H较弱，较弱，B B缓慢增加缓慢增加abab段：段：H H较强，较强，B B迅速增加迅速增加bcbc段：段：H H继续加强，继续加强，B B增加增加变慢（饱和段）变慢（饱和段）c c段：段：H H继续加强，继续加强，B B增增加缓慢（深度饱和段）加缓慢（深度饱和段）磁导率H为磁场强度适量，辅助物理量，无特定意义磁化过程磁化过程 磁滞回线磁滞现象磁滞现象铁磁材料磁化过程：1.励磁磁场增大，0a磁化2.励磁磁场消失，ab退磁，Br 剩磁3.要想完全退磁，需加反向励磁，以bc曲线退磁4.材料在反复磁化中要消耗能量并转化成热量耗散，这就是磁滞损耗。磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比，软磁性材料的磁滞损耗最小。专业术语解释漏磁：线圈间有缝隙，缝隙间形成小磁体，且闭合回路，产生与理 论不同的磁感强度漏感：电机在初次级耦合过程中漏掉的一部分磁通主磁场气隙磁场铜耗（绕组电阻发热）涡流损耗：由于铁磁性材料通常是导电体，当线圈通有交流电时，铁芯内的磁通随之变化，在铁芯就会感生漩涡状电流（涡流）。涡流产生热量耗散，称为涡流损耗。磁路基本定律假设漏磁不考虑，铁心面积为A，磁路长度L,主磁通F=Ni，磁动势磁阻12 3基尔霍夫第一定律：基尔霍夫第二定律：封闭面磁通和为0闭合磁路磁动势之和等于磁压降之和小结左手力，右手电，手心向着磁感线。左手力，右手电，手心向着磁感线。楞次定律看磁链，阻碍变化是关键楞次定律看磁链，阻碍变化是关键磁滞损耗看回线，损耗越大面积宽磁滞损耗看回线，损耗越大面积宽与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。直流电机的优点：直流电机的优点：（1）调速性能好）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。调速范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。）易于控制。应用：应用：（1）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。备。（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。（3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具直流电机直流电机 直流电机的主要结构 直流电机的基本工作原理和结构主磁极换向磁极换向磁极电刷装置机座端盖定子转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴轴承直流电机具体结构参看P46导电线圈放在磁场中，会收到洛伦兹力作用，方向左手定则判定。当线圈面与磁感线垂直时所受的力矩最大。受到磁场的作用力的线框会旋转，当旋转90度后，换向器改变了线框电流的方向，于是导线框会连续旋转下去，这就是直流电动机的工作原理每根导体内电动势瞬时值工作原理：电枢线圈的导体中将产生感应电势 e=B l v，但导体电势为交流电，而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势 EAB，以便输出直流电能.直流电机电枢绕组所感应的电动势是极性变化的交流电动势，只是换向器配合电刷作用将其转换为极性恒定的直流电动势。直流电机结构主要部分：定子，转子，绕组，机座，换向器该直流电动机模型的定子有一对主磁极，安装在机座上，机座也叫磁轭，是主磁极磁力线的通路。磁极与磁轭都是用导磁良好的钢铁制成。在主磁极上安装有励磁绕组，绕组通电后就会在两个主磁极间产生主磁场。直流电机转子也称为电枢，电枢铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，铁芯圆周均匀分布18个槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁芯直径比主磁极间距离略小点。把绕制好的电枢绕组嵌入电枢槽内，每个绕组都有一对引出线。焊接后的电枢线圈换向器有18个铜制换向片，排成圆筒形，固定在一个绝缘套筒上，换向片间留有缝隙，相互绝缘。下图用两个角度展示换向器的外观。把换向器安装在电枢转轴上，把电枢绕组的引出线按规律焊接在换向片上。为散去电机发出的热量，还要在电枢转轴上安装风扇。电枢绕组通过电刷供电，电刷的主要成份是石墨，导电良好又润滑。电刷固定在刷握内，由弹簧片压向换向器。电刷装置与换向器的位置关系见右上，根据电枢绕组的常用绕法的线端头与换向器焊接位置，当磁极在上下方时两个电刷组分布在换向器上下两侧加上磁轭和机座，剖面图如下：透视工作状态为：直流电机的空载磁场 右图为一台四极直流电机空载时的磁场示意图。当励磁绕组的串联匝数为 ，流过电流为 ，每极的励磁磁动势为：电机空载是表示电机已经启动运转，但是没有拖动负荷，也就电机空载是表示电机已经启动运转，但是没有拖动负荷，也就是没有带动负载，只是在做空转的意思。是没有带动负载，只是在做空转的意思。直流电机的空载磁场 直流电机中，主磁通是主要的，它能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩，而漏磁通没有这个作用，它只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。磁力线由N极出来，经气隙、电枢齿部、电枢铁心的铁轭、电枢齿部、气隙进入S极，再经定子铁轭回到N极主磁通主磁通主磁路磁力线不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路漏磁通漏磁通漏磁路 空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。磁极中心及附近的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。无齿电枢表面的气隙磁密分布无齿电枢表面的气隙磁密分布直流电机的磁化曲线 为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极磁通 ，空载时，气隙磁通 与空载磁动势 或空载励磁电流 的关系，称为直流电机的空载磁化特性。如右图所示。为了经济、合理地利用材料，一般直流电机额定运行时，额定磁通 设定在图中A点，即在磁化特性曲线开始进入饱和区的位置。2.3.3 直流电机的电枢磁场 直流电机带上负载，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的磁动势称为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使电机的磁场发生变化。右图为一台电刷放在几何中性线的两极直流电机的电枢磁场分布情况。假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。2.3.3 直流电机负载时的负载磁场2.3 直流电机的电枢反应 如果认为直流电机电枢上有无穷多整距元件分布，则电枢磁动势在气隙圆周方向空间分布呈三角波，如图中 所示。由于主磁极下气隙长度基本不变，而两个主磁极之间，气隙长度增加得很快，致使电枢磁动势产生的气隙磁通密度为对称的马鞍型，如图中 所示。直流电机的电枢反应直流电机的电枢反应 当励磁绕组中有励磁电流，电机带上负载后，气隙中的磁场是励磁磁动势与电枢磁动势共同作用的结果。电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。当电刷在几何中性线上时，将主磁场分布和电枢磁场分布叠加，可得到负载后电机的磁场分布情况，如图（a）所示。直流电机的电枢反应由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：2)、对主磁场起去磁作用1)、使气隙磁场发生畸变 空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线 角，磁通密度的曲线与空载时不同。磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，因此每极量的磁通量与空载时相同。电机正常运行于磁化曲线的膝部，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁心磁阻增大，增加的磁通少些，因此负载时每极磁通略为减少。即电刷在几何中性线时的电枢反应为交轴去磁性质。直流电机的电枢电动势直流电机的电枢电动势和电磁转矩产生产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。大小:性质性质:发电机电源电势(与电枢电流同方向);电动机反电势(与电枢电流反方向).)(电动势常数为电机的结构常数其中可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。直流电机的电磁转矩2.3.5直流电机的电枢电动势和电磁转矩产生产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。大小:性质性质:发电机制动(与转速方向相反)；电动机驱动(与转速方向相同)。P73可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。为电机的转矩常数，有其中二、直流电机的电磁转矩当直流电机带上负载时，电枢绕组中就有电流流过，载流的电枢绕组在气隙磁场中将受到电磁力作用而产生电磁转矩，电磁力的大小可以利用电磁力定律来计算。只要计算一根导体在一个磁极范围内气隙磁场中所受到的平均电磁力和电磁转矩，然后再乘以总导体数，就可得到作用在整个电枢上的电磁转矩。根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：他励电动机：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在 同一电源上。同一电源上。M他励他励UfIfIaUM并励并励UIfM串励串励UM复励复励U直流电机励磁方式直流电机励磁方式励磁的定义：励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。电枢电动势及电压平衡关系电枢电动势及电压平衡关系电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用圈中产生感应电动势（用E表示）。表示）。一、一、电枢中的感应电动势电枢中的感应电动势FFU+NS电刷电刷换向片换向片IIEE根据右手定则知，根据右手定则知，E和原通入的电流方向相反，和原通入的电流方向相反，其大小为：其大小为：CE：与电机结构有关的常数：与电机结构有关的常数n：电动机转速：电动机转速 ：磁通：磁通单位：单位：（韦伯），（韦伯），n（转（转/每分），每分），E（伏）（伏）FFU+NS电刷电刷换向片换向片IIEE二、二、电枢绕组中电压的平衡关系电枢绕组中电压的平衡关系因为因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。与通入的电流方向相反，所以叫反电势。U：外加电压：外加电压Ra:绕组电阻绕组电阻MRaIaE+U以上两公式反映的概念：以上两公式反映的概念：(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想 改变改变E，只能改变，只能改变 或或 n。(2)若忽略绕组中的电阻若忽略绕组中的电阻Ra，则，则 ，可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反 比，通过改变比，通过改变 可调速。可调速。：线圈所处位置的磁通：线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流：电枢绕组中的电流一、电磁转矩一、电磁转矩单位：单位：（韦伯），（韦伯），Ia（安培），（安培），T（牛顿（牛顿 米）米）由转矩公式可知：由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者 改变磁通的方向。改变磁通的方向。转矩常数，转矩常数，a为支路数为支路数二、二、转矩平衡关系转矩平衡关系电磁转矩电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即TL：负载转矩负载转矩T0：空载转矩：空载转矩 转矩平衡过程：转矩平衡过程：当负载转矩（当负载转矩（TL）发生变化时，）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。转矩自动调整，以实现新的平衡。例：例：设外加电枢电压设外加电枢电压 U 一定，一定，T=TL+T0(平衡平衡)，这时，这时，若若TL突然增加，则调整过程为：突然增加，则调整过程为：与原平衡点相比，新的平衡点：与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、P入入 TL n E Ia T 最后达到新的平衡点。最后达到新的平衡点。l l典型负载的机械特性典型负载的机械特性nf(TL)（1 1）恒转矩负载：）恒转矩负载：T TL L=constconst（2 2）风机类负载：）风机类负载：T T L Ln n2 2（3 3）恒功率负载：）恒功率负载：P P L L=constconstl下垂的机械特性的机械特性l上翘的机械特性的机械特性l稳定条件二、二、电动电动机机组稳组稳定运行的条件定运行的条件 机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励和串励电机为例说明。下边以他励和串励电机为例说明。他励电动机和并励电动机的特性一样。他励电动机和并励电动机的特性一样。机械特性机械特性一、一、他励电动机的机械特性他励电动机的机械特性M他励他励UfIfIaUn0：理想空载转速理想空载转速,即即T=0时的转速。（实际工作时的转速。（实际工作时时,由于有空载损耗，电机的由于有空载损耗，电机的T不会为不会为0 0。）。）当当 T 时时n ，但由于他励电动机的电枢电阻，但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小，很小，所以在负载变化时，所以在负载变化时，转速转速 n 的变化不大的变化不大，属硬机械，属硬机械特性。特性。根据根据 n-T 公式公式画出特性曲线画出特性曲线n0nNTNTn n其中其中，串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。二、二、串励电动机的机械特性串励电动机的机械特性设磁通和电流成正比，即设磁通和电流成正比，即 =K Ia ,则则据此公式做出据此公式做出 T-n 曲线曲线nTM串励串励UIa(1)(1)T=0时，在理想情况下，时，在理想情况下，n。但。但实际上负实际上负 载转矩不会为载转矩不会为 0 0，不会工作在，不会工作在 T=0 的状态，的状态，但空载时但空载时 T 很小，很小，n 很高。串励不允许空载很高。串励不允许空载 运行，以防转速过高运行，以防转速过高，导致飞速，导致飞速。串励特性：串励特性：(2)(2)随随负载负载转矩的增大，转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属下降得很快，这种特性属 软机械特性。软机械特性。nT(2)(2)恒功率负载（恒功率负载（P 一定时，一定时，T 和和 n 成反比），成反比），要选软特性电机拖动。如：电气机车等。要选软特性电机拖动。如：电气机车等。直流电动机特性类型的选择直流电动机特性类型的选择:(1)(1)恒转矩的生产机械恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关）一定，和转速无关）要要 选硬特性的电动机，如：选硬特性的电动机，如：金属加工、起重机金属加工、起重机 械等。械等。电力传动基础单轴电力拖动系统单轴电力拖动系统：电动机转轴直接拖动生产机械运转的系统电动机转轴直接拖动生产机械运转的系统三部分在同一轴线上三部分在同一轴线上三部分转速相同三部分转速相同 一般指风机、水泵等一般指风机、水泵等电动机传动装置（连接器）生产机械TTL在上图的在上图的单轴电力拖动系统中单轴电力拖动系统中 若若Td=TL说明系统静止、匀速运动说明系统静止、匀速运动 加速度加速度 Td TL说明系统加速说明系统加速(产生加速度产生加速度)加速度加速度系统运动方程式：系统运动方程式：在工程上往往不用转动惯量，而用飞轮矩在工程上往往不用转动惯量，而用飞轮矩GD2表表示旋转体的惯性。示旋转体的惯性。()回转直回转直(半半)径，与物体的半径不同，详见专径，与物体的半径不同，详见专表。表。转速转速n规定某一旋转方向为正，反之为负；规定某一旋转方向为正，反之为负；T与与n正方向相同为正，反之为负；正方向相同为正，反之为负；TL与与n正方向相反为正，反之为负。正方向相反为正，反之为负。例例在实际应用中：为了满足生产工艺的要求，生产机械的运行速度一般很低；为了满足生产工艺的要求，生产机械的运行速度一般很低；而电动机为了合理经济地使用材料，制造较高转速的电机。而电动机为了合理经济地使用材料，制造较高转速的电机。电机的电机的 P=2T P=2T n/60 n/60 即即 P T P Tn n在在P P一定时一定时 n T n T或或 n n T T 而电机的而电机的mIsmIs若使若使T T(或或Is)Is)电机体积增大电机体积增大 因此电动机不直接与生产机械联接(单轴系统)而需在两者之间加减速机构如减速齿轮箱,蜗轮蜗杆或皮带轮等传动装置构成多轴系统.直流电动机的使用和额定值直流电动机的使用和额定值一、使用一、使用1.启动启动启动时启动时,n=0 Ea=0，若加入额定电压，则，若加入额定电压，则Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换向器。一般向器。一般Iast限制在限制在 (2-2.5)IaN 内。内。限制限制Iast的措施：的措施：（1）启动时在电枢回路）启动时在电枢回路串电阻串电阻。（2）启动时）启动时降低电枢电压降低电枢电压。i为直流电动机电流短路时允许过载倍数。为使为使n n能到达额定转速，应使能到达额定转速，应使1.1.RcRc随随n n升高逐步切除，直到升高逐步切除，直到RcRc0 02.2.或或U U随随n n升高逐步增大，直到升高逐步增大，直到 达到达到 额定电压额定电压(1)若电动机原本静止，由于励磁转矩若电动机原本静止，由于励磁转矩 T=KT Ia，而而 0，电机将不能启动，因此，反电动势电机将不能启动，因此，反电动势 为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁 的危险。的危险。直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而且启动时要满励磁不能让它断开，而且启动时要满励磁（励磁回路调（励磁回路调节电阻为零）。节电阻为零）。否则，磁路中只有很少的剩磁，可否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：能产生以下事故：注意：注意：（2）如果电动机在）如果电动机在带带载运行时磁路突然断开，载运行时磁路突然断开，则则 ，E ，Ia ，可能不满可能不满 足足TL的要求，电动机必将减速或停转，使的要求，电动机必将减速或停转，使 Ia更大，也很危险。更大，也很危险。（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。）如果电机空载运行，可能造成飞车。E Ia T T0 n 飞车飞车措施：措施：他励直流电动机一定要有他励直流电动机一定要有失磁保护失磁保护。一般在励磁绕组加失压继电器或欠一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。当失压或欠流时，自动流继电器。当失压或欠流时，自动切断电枢电源切断电枢电源U U。M他励他励UfIfIaU2.2.反转反转电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。（1 1）改变励磁电流的方向。）改变励磁电流的方向。（2 2）或改变电枢电流的方向。）或改变电枢电流的方向。改变直流电机转向的方法：改变直流电机转向的方法：改变洛伦兹力的方向改变洛伦兹力的方向 直流电动机的调速直流电动机的调速 与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。（1 1）调速均匀平滑，可以无级调速。）调速均匀平滑，可以无级调速。（2 2）调速范围大，调速比可达）调速范围大，调速比可达200 200（他励式）以上（他励式）以上 （调速比等于最大转速和最小转速之比）。（调速比等于最大转速和最小转速之比）。直流电动机调速的主要优点是：直流电动机调速的主要优点是：转速调节的机电过程转速调节的机电过程由该式可知，由该式可知，n 和和 有关，在有关，在 U 一定的情一定的情况下，改变况下，改变 可改变可改变 n。在励磁回路中串。在励磁回路中串上电阻上电阻Rf，改变，改变Rf大小调节励磁电流，从而大小调节励磁电流，从而改变改变 的大小。的大小。一、改变磁通（调磁）一、改变磁通（调磁）1.原理原理其中其中，M他励他励UfIfIaU其中：其中：=K If Rf If n ，但在额定情况下但在额定情况下,已接已接 近饱和，近饱和，If 再加大，对再加大，对 影响不大，所以这种增加影响不大，所以这种增加 磁通的办法一般不用。磁通的办法一般不用。Rf If n ，减弱磁通是常用的调速方减弱磁通是常用的调速方 法。法。If的调节有两种情况：的调节有两种情况：概念：概念：改变磁通调速的方法改变磁通调速的方法 减小磁通，减小磁通，n只能上调。只能上调。其中其中，2.2.特性的变化特性的变化所以：磁通减小以后特性上移，而且斜率增加。所以：磁通减小以后特性上移，而且斜率增加。，因为：因为：（减减小小）TLRf增增加加Tn 其中其中，调速过程调速过程:U一定一定,则则暂时暂时T TL最后达到新的平衡最后达到新的平衡T=TL其中其中，（1 1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调，）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调，受机械本身强度所限，受机械本身强度所限，n不能太高。不能太高。（2 2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多），）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多），调节控制方便。调节控制方便。3.减小减小 调速的特点：调速的特点：二、改变电枢电压调速二、改变电枢电压调速由转速特性方程知：由转速特性方程知：调电枢电压调电枢电压U，n0变化，斜率不变，变化，斜率不变，所以调速特性是一所以调速特性是一组平行曲线。组平行曲线。1.特性曲线特性曲线其中其中，2.2.改变电枢电压调速的特点改变电枢电压调速的特点（1 1）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超 过过UN，而，而 n U，所以调速只能向下调所以调速只能向下调。（2 2）可得到平滑、无级调速。）可得到平滑、无级调速。（3 3）调速幅度较大。）调速幅度较大。MUfIfIaU变变压压整整流流220V整整流流调调压压220VUf=110V固定固定U=0110V可调可调改变电枢电压调速方案举例：改变电枢电压调速方案举例：例：例：已知他励电动机的已知他励电动机的 PN=2.2KW,UN=220V,IaN=12.4A Ra=0.5 ,nN=1500r/min。求：求：（1）TL=0.5TN 时时,n=?（2）=0.8 N 时时,n=?解：（解：（1）TL=0.5TN 时时（2）=0.8 N 时时这种调速方法耗能较大，只用于小型直流机。这种调速方法耗能较大，只用于小型直流机。串励电机也可用类似的方法调速。串励电机也可用类似的方法调速。三、改变转子电阻调速三、改变转子电阻调速其中其中，增大；因机械能量不能突变，不变不变，（1 1）反接制动）反接制动（改变电枢电流改变电枢电流IaIa的方向）的方向）3.3.制动制动制动的所采用的方法：制动的所采用的方法：反接制动、能耗制动、发电回馈制动反接制动、能耗制动、发电回馈制动MUUfIf+R运行运行制动制动电阻电阻 R 的作用的作用是限制电源反是限制电源反接制动时电枢接制动时电枢的电流过大。的电流过大。（2 2）能耗制动）能耗制动 电枢断电后立即接入一个电阻。电枢断电后立即接入一个电阻。MUUfIf+R运行运行制动制动K停车时，电枢从停车时，电枢从电源断开电源断开,接到电接到电阻上，这时：由阻上，这时：由于惯性电枢仍保于惯性电枢仍保持原方向运动，持原方向运动，感应电动势方向感应电动势方向也不变，电动机也不变，电动机变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时，特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时，在重力的作用下在重力的作用下 n n0（n0理想空载转速），这理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高。而限制电机转速过分升高。(3)(3)发电回馈制动发电回馈制动直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小区别。区别。4.4.连接连接（1）绕组的阻值范围）绕组的阻值范围 电枢绕组电枢绕组的阻值在的阻值在零点几欧姆到零点几欧姆到12欧姆欧姆。他励他励/并励电机的励磁绕组并励电机的励磁绕组的阻值有的阻值有几百欧姆几百欧姆。串励电机的励磁绕组串励电机的励磁绕组的阻值的阻值与电枢绕组的相当与电枢绕组的相当。自学自学（2）绕组的符号）绕组的符号S1T1B1C1H1BC1Q1S2T2B2C2H2BC2Q2电枢绕组电枢绕组他励绕组他励绕组并励绕组并励绕组串励绕组串励绕组换向极绕组换向极绕组补偿绕组补偿绕组启动绕组启动绕组始端始端绕组名称绕组名称末端末端二、额定值二、额定值1.额定功率额定功率PN:电机轴上输出的机械功率。电机轴上输出的机械功率。2.额定电压额定电压UN：额定工作情况下的电枢上加的额定工作情况下的电枢上加的直流电压。（例：直流电压。（例：110V，220V，440V）3.额定电流额定电流IN：额定电压下，轴上输出额定功率额定电压下，轴上输出额定功率时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）三者关系：三者关系：PN=UNIN （：效率）：效率）注意：注意：调速时对于没有调速要求的电机，最大转速调速时对于没有调速要求的电机，最大转速 不能超过不能超过 1.2nN。4.4.额定转速额定转速nN：在在PN，UN，IN 时的转速。直流电时的转速。直流电 机的转速等级一般在机的转速等级一般在 500 500r/min 以上。特殊的直以上。特殊的直流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或很高（每分钟很高（每分钟30003000转以上）。转以上）。本章小结本章小结一个公式：一个公式：其中其中，两大平衡：两大平衡：三大关联：三大关联：交流电机绕组理论交流电机绕组理论交流电机包括：同步电机和异步电机交流电机包括：同步电机和异步电机 定子绕组三相交流绕组定子绕组三相交流绕组交流电机基础交流电机基础 定子磁场旋转磁场定子磁场旋转磁场 定子感应电势三相绕组定子感应电势三相绕组 的感应电势的感应电势三相交流电产生旋转磁场原理三相交流电由A、B、C三相组成，按每个交流周期360度算，每相间距120度，下面是三相交流电波形图，黄色为A相波形，绿色为B相波形，红色为C相波形，我国使用的三相交流电频率是50赫兹。三相交流电通过三相绕组来产生旋转磁场，三相绕组由三个嵌在电动机定子铁芯上的线圈组成，下面是一个三相交流电动机模型的定子，在定子内圆有6个嵌线槽，分别嵌有A、B、C三相线圈，三个线圈按120度分布，黄色线框AX是A相线圈，绿色线框BY是B相线圈，红色线框CZ是C相线圈。线框的A、B、C端为线圈入端，X、Y、Z端为线圈出端。在三个线圈通上三相交流电后，在定子铁芯中间会形成一个旋转磁场。以A相起点为0度时为例当A相为105度时当A相180度时同理，当A相225度时最终形成了一个旋转的磁场 定子磁势及磁场定子磁势及磁场单相绕组的磁势：单相绕组的磁势：整距线圈通入电流产生磁场如右图，整距线圈通入电流产生磁场如右图，若忽略铁心磁阻的影响，气隙磁势为：若忽略铁心磁阻的影响，气隙磁势为：气隙磁势的发布曲线如右下图：气隙磁势的发布曲线如右下图：若若 线圈电流线圈电流 则则单相绕组的磁势单相绕组的磁势表明：表明：该矩形波磁势的大小随时间按该矩形波磁势的大小随时间按正弦函数规律变化；正弦函数规律变化；而气隙磁势的轴线和波而气隙磁势的轴线和波幅幅在空在空间位置（间位置（0及及A,X处）是固定的，处）是固定的，故称之故称之脉动磁势脉动磁势。矩形脉动磁势的分解矩形脉动磁势的分解矩形波为基波和一系列奇次的高次谐波矩形波为基波和一系列奇次的高次谐波单相绕组的基波磁势单相绕组的基波磁势若只考虑基波分量的磁势，磁密在空间发布就若只考虑基波分量的磁势，磁密在空间发布就不是各点相等了，而在空间按正弦规律分布；不是各点相等了，而在空间按正弦规律分布；一个整距线圈的基波磁势是脉动磁势，既是时一个整距线圈的基波磁势是脉动磁势，既是时间间t的函数；又是空间位置的函数；又是空间位置x的函数。的函数。写成：写成：绕组系数绕组系数kw短距系数短距系数ky分布系数分布系数kq三相绕组的基波磁势的合成三相绕组的基波磁势的合成取取A相绕组轴线处为空间坐标原点；相绕组轴线处为空间坐标原点；正方向正方向为正相序（为正相序（ABCABC）的方向。）的方向。三相合成磁势为：三相合成磁势为：行波方程行波方程行波方程说明：行波方程说明：分析：分析：性质为旋转磁势；性质为旋转磁势；转速转速 ；若想反向旋转，可任意调换其中的二相；若想反向旋转，可任意调换其中的二相；n0对于交流电机称为同步转速；对于交流电机称为同步转速；三相异步电机工作原理三相异步电机工作原理三相交流异步电动机也是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电动机转子旋转的，转子不是永磁的也不是线绕电磁的，在转子铁芯上镶嵌着一个“鼠笼”。下图是一个铜制的鼠笼，由多根铜条与两个铜端环组成，铜条与铜端环有良好的电连接。鼠笼上的铜条一通电流，在旋转磁场下就会产生旋转的洛伦兹力，带动鼠笼旋转绿色表示电流指向屏幕外，红色表示电流指向屏幕内，绿色表示电流指向屏幕外，红色表示电流指向屏幕内，黄色表示无电流黄色表示无电流显然，鼠笼是不可能与磁场同步旋转的，只有鼠笼比磁场转的慢才有鼠笼与磁场的相对转动，才能切割磁力线感生电流，感应电流在洛伦兹力作用下推动鼠笼转子异步异步旋转。鼠笼与磁场转速之差称为转差转差，转差大则感生电流大，电流大则力大，力大则增加鼠笼转速。转差与力会形成平衡，鼠笼转速将稳定在某一转差值。为增大导磁率，鼠笼是嵌装在转子铁芯内的。把鼠笼转子插入定子铁芯中，组成一个三相交流异步电动机原理模型。通上三相交流电，电机就旋转了。由于转子旋转速度比旋转磁场慢，故称之为异步电动机。转子与旋转磁场旋转速度之差再与磁场旋转速度之比称为转差率，一般异步电动机运行时的转差率为2%至6%，输入三相交流电为50周时，鼠笼转子每分钟转速约2820至2940转。异步电机结构异步电机结构三相交流异步电动机的定子铁芯由硅钢片叠成，在铁芯内圆有许多槽，用来嵌放定子绕组，见下左图。电动机的转子铁芯也由硅钢片叠成，在铁芯外圆有许多槽，用来嵌放转子绕组，见下中图。下右图是转子铁心插入定子铁心示意图，定子铁芯与转子铁心之间留有气隙。定子铁芯的槽内嵌放着定子绕组，即三相交流绕组，接入三相交流电源就可产生旋转磁场三相交流异步电动机的转子铁芯外周的许多槽是用来嵌放转子绕组，应用最广的小型异步电动机采用在转子铁芯上直接浇铸熔化的铝液形成鼠笼转子，在转子槽内直接形成铝条即绕组，并同时铸出散热的风叶，简单又结实，下图是铸有笼型绕组的转子。最后加上散热风扇，前后端盖等等外围以后，异步电机就形成了。三相交流异步电动机以其结构简单，密封性好，维护容易，价格低廉而广受欢迎，应用非常广泛。定子的旋转磁场以同步转速定子的旋转磁场以同步转速n1切割绕组产生切割绕组产生E1和和E2电势比电势比三相异步电机运行原理三相异步电机运行原理转子静止时转子静止时-绕组开路（定子单独作用）绕组开路（定子单独作用）N1,N2分别为定子，转子一相绕组匝数。kw1，kw2分别是旋转磁场和气隙磁场基波绕组系数这种情况下，转子a相绕组轴线会滞后定子a相绕组轴线一个角度，异步电机起移相器的作用。（相当于定子转，转子停）转子静止时转子静止时-转子绕组短路转子绕组短路与前不同，出现与前不同，出现I I2 2转子磁动势转子磁动势F F2 2，由于转子不转由于转子不转E E2 2的频率的频率f f2 2与定子与定子f f1 1频率相同；频率相同；定子电流定子电流I I1 1I I1010（I I2 2/ki/ki）电流比电流比m1，m2是定子转子相数 在异步电机气隙中，全部磁动势都由定子电流产生。一个用来产生旋 转磁场，另一个用来平衡转子磁动势二、转子旋转后二、转子旋转后(带负载带负载)异步电机正常运行时，转子绕组一般是闭合的，异步电机正常运行时，转子绕组一般是闭合的，而且一般是短路的。而且一般是短路的。变化最大的是转子电路！变化最大的是转子电路！转子电动势频率转子电动势频率当转子旋转时，转子绕组的电动势，电流的频率取决当转子旋转时，转子绕组的电动势，电流的频率取决于气隙中的旋转磁场和转子的相对转速。转子转速于气隙中的旋转磁场和转子的相对转速。转子转速n，气隙旋转磁场气隙旋转磁场n1转子电动势转子电动势转子绕组漏电抗转子绕组漏电抗E20对应于定子频率的转子相绕组电动势，即转子不转，主磁通仍为1时转子相电动势。X20对应于定子频率f1时的转子漏电抗三相异步电动机的实际电路三相异步电动机的实际电路实际电路实际电路定、转子回路为两个不同频率的交流定、转子回路为两个不同频率的交流 正弦电路，没有办法直接分析和计算。正弦电路，没有办法直接分析和计算。因此，首先要设法统一这两个电路的频率称为频率因此，首先要设法统一这两个电路的频率称为频率的归一化处理（频率折算）。的归一化处理（频率折算）。异步电机中，由于转子是旋转的，随着转速不同，转子电动势的频异步电机中，由于转子是旋转的，随着转速不同，转子电动势的频率是不同的，这为问题的分析带来了麻烦，因此需要将不同的转速率是不同的，这为问题的分析带来了麻烦，因此需要将不同的转速变换到一个特定的转速下研究问题变换到一个特定的转速下研究问题。旋转时异步电旋转时异步电动机的电路动机的电路 频率归算频率归算频率归算频率归算 保持整个电磁系统的电磁性能不保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用一个具频率的参数和物理量。在这里，就是用一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。子电路。所谓所谓“等效等效”是指：是指：1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。应不变。2）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。下面考虑两种转子电路下面考虑两种转子电路（1）静止；（）静止；（2）以转差率）以转差率s旋转的转子；旋转的转子；以转差率以转差率s s旋转的转子旋转的转子 静止转子电路中电流静止转子电路中电流从旋转磁动势幅值的计算公式中可以看出，从旋转磁动势幅值的计算公式中可以看出，若保持两者电流幅值相等，则可以使两者产生若保持两者电流幅值相等，则可以使两者产生的旋转磁动势幅值为相等。的旋转磁动势幅值为相等。转子电阻的变化转子电阻的变化转子真实电阻为转子真实电阻为r2，但在等效静止转子中电阻为，但在等效静止转子中电阻为r2/s，出现了一个附加电阻。出现了一个附加电阻。附加电阻上产生的功耗，实质上表征了异步电动机的机附加电阻上产生的功耗，实质上表征了异步电动机的机械功率械功率相当变压器模型 异步电动机的等效电路异步电动机的等效电路等效平衡方程为：等效平衡方程为：几种异步电动机的典型运行情况几种异步电动机的典型运行情况1、空载运行2、额度负载下运行转子电路基本上是电阻性的，功率因数较高。3、起动时的情况附加电阻为零，起动电流很大，功率因数较低。三相异步电动机的参数测定三相异步电动机的参数测定异步电机中有两种参数：异步电机中有两种参数：（1）空载励磁参数：励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗）空载励磁参数：励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗（2）堵转参数：定子电阻、定子漏抗、转子电阻、转）堵转参数：定子电阻、定子漏抗、转子电阻、转子电抗子电抗一、空载试验及空载时参数的确定一、空载试验及空载时参数的确定1、空载试验试验条件：（1）轴上不带任何负载；（2）异步电动机在额定频率下运行；（3）电压从1.11.3倍额定值逐渐降低，直到转速发生明显的变化（转差率明显增大）获得数据：端电压、空载电流、空载功率、转速空载特性曲线空载特性曲线2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定异步电机空载时，输入功率补偿定子铜耗、铁耗、机械损耗：铁耗正比于电压平方，做出铁耗与机械损耗之和与电压平方的曲线；延长该曲线与纵轴的相交，该交点所对应的只就为机械损耗值；剩余部分就是铁耗值；异步电机空载时，异步电机空载时，转差率近似为零，负载引起的附加电阻为无穷大，等效电路开路：二、堵转试验及堵转时参数的确定二、堵转试验及堵转时参数的确定1、堵转试验异步电机堵转时，转差率s1，附加电阻为零，转子短路：实验条件：电压从0.4倍额定值逐渐降低获得数据：堵转电压、堵转电流、堵转功率 忽略励磁支路，忽略定子中的铁耗，机械损耗为零。输入功率完全用于抵消定转子铜耗。从异步电机堵转时的等效电路可知从异步电机堵转时的等效电路可知根据不同的电机极对数、功率等级可以将电抗值分离。转矩平衡关系 在式 的两边同时除以机械角速度 得：即即：或或电磁转矩电磁转矩电磁转矩等于电磁功率除以同步角速度，也等于总机械功率除以转子机械角速度。物理表达式物理表达式表明：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 相互作用产生的。电磁转矩三种表达式电磁转矩三种表达式参数表达式：说明：电磁转矩与电源参数（、f）、结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s）有关。临界转差率临界转差率 sm 和最大电磁转矩和最大电磁转矩Tmax由两个表达式可见当其它参数一定时：1 1、最大电磁转矩与电源电压平方成正比；、最大电磁转矩与电源电压平方成正比；临界转差率与电源电压无关临界转差率与电源电压无关。3 3、频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小；2 2、转子回路电阻越大，临界转差率越大；、转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁转矩与转子电阻无关最大电磁转矩与转子电阻无关。4 4、过载能力、过载能力起动转矩起动转矩Tst和起动转矩倍数和起动转矩倍数Kst当其它参数一定时当其它参数一定时:1、起动转矩与电源电压平方成正比；2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。4、起动转矩倍数实用表达式实用表达式已知电机的额定功率、额定转速、过载能力忽略空载转矩，有将将Tm和和sm代入即可得到机械特性方程式代入即可得到机械特性方程式异步电机的固有机械特性异步电机的固有机械特性异步电机固有（自然）特性的条件：异步电机固有（自然）特性的条件：施加电源电压额定施加电源电压额定N；电源频率额定电源频率额定N；定子按规定方式接线；定子按规定方式接线；定转子不串定转子不串R、L、C。异步电机机械特性异步电机机械特性由下三点确定曲线：由下三点确定曲线：同步转速点（同步转速点（T，）最大转矩点（最大转矩点（TT，）起动点（，起动点（，TTst）nSmTmTstDTQS00 1Tn0异步电机工作特性异步电机工作特性一，转差率特性空载运行时，输出功率P2=0，在0,Sm区间，近似有即P2增大，s增大，转速n则减小二，效率特性先增后减当P2从零开始增加时，总损耗P增加较慢，效率上升很快，在可变损耗与不变损耗相等时，效率达到最大；当P2继续增大，由于定，转子铜耗加快，效率反而下降。三，功率因素特性（三，功率因素特性（cos1先增后减先增后减）空载时功率因数很低，通常小于0.2.随着P2增大，定子电流有功分量增大，cos1增大，在额定附在附近，cos1达到最大值；当P2继续增大时，转差s变大，使回路阻抗角变大，从而cos1下降四，转矩特性四，转矩特性T2线性正相关五，定子电流特性五，定子电流特性空载运行时，定子电流近似等于励磁电流；随着P2增大，定子电流也增大。三相异步电机启动与调速三相异步电机启动与调速启动启动1.直接启动直接启动直接起动也称全压起动，起动时通过三相闸刀或磁力起动器将定子绕组直接通上额定电压的电源。这种方法设备简单，操作方便，但起动电流较大，可达额定电流的倍。一般不可取。2.降压启动之定子串电抗降压启动降压启动之定子串电抗降压启动直接起动电流为直接起动电流为I1st，降压起动电流为，降压起动电流为I1st I1st I1st (1为起动电流所需降低的倍数)而而 Tst Tsta2 (起动转矩Tst比电流下降得多)在已知a情况下，可以求得3 3、星、星三角（三角（Y Y）起动）起动只有只有正常运行时正常运行时接法接法,且又有首尾且又有首尾6 6个出线端的电动机可个出线端的电动机可在起动时在起动时Y Y接法，正常运行时又改成接法，正常运行时又改成接法接法,从而实现降从而实现降压压3 3倍起动。倍起动。U UY Y 1 I 1 I1st1st 1 1 1 1由由 -U U 3 I 3 I1st 1st (3)(3)2 2 3 3 T TststT Tstst3 3条件：条件：1 1只能用于轻载和空载起动；只能用于轻载和空载起动；2 2正常运行为正常运行为接法的电机；接法的电机；3 3电动机必须有六个抽头。电动机必须有六个抽头。若若Y/380/220 Y/380/220 这种电机则不行这种电机则不行 （在只有（在只有380V380V三相电源时）三相电源时）若若Y/660/380Y/660/380只有只有380V380V电源时便可。电源时便可。4 4、自耦变压器降压起动、自耦变压器降压起动自耦变压器自耦变压器降压启动器降压启动器由一台三相形连接的由一台三相形连接的 自耦变压器和切换开关组成，又称起动补偿器。自耦变压器和切换开关组成，又称起动补偿器。右图为自耦变压器一相绕组接线图 N N1 1 u u1 1 I I2 2其变比为：其变比为：-N N2 2 u u2 2 I I1 1降压起动时，自耦变压器原边电压降压起动时，自耦变压器原边电压U U1 1为为U UN N ；副边电压；副边电压U U2 2就是异步电就是异步电动机降低了的电压动机降低了的电压U U1 1其降压倍数为：其降压倍数为：U U1 1 U Ue e -U U2 2 U U1 1设全压起动电流为设全压起动电流为I I1st1st；自耦变压器降压起动电流为；自耦变压器降压起动电流为I I1st1st(I(I2 2)I I1st1st=I=I2 2a a I I1st1sta a2 2 同样：同样：T Tstst=T=Tstst/a/a2 2 由上可知由上可知T Tstst与与I I1st1st降低倍数相同降低倍数相同,这是自耦变压器降压起动的优这是自耦变压器降压起动的优点。点。可将自耦变压器做成不同变比的抽头,以适应不同起动转矩的要求 三相异步电动机的制动与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也可运行于制动状态：可运行于制动状态：当当T与与n方向相同，电机运行于一、三象限，为方向相同，电机运行于一、三象限，为电动状态；电动状态；当当T与与n方向相反，电机运行于二、四象限，为方向相反，电机运行于二、四象限，为制动状态。制动状态。异步电动机制动运行的作用仍然是快速减速或停车和匀速下放重物。、转子反转的反接制动、转子反转的反接制动 绕绕线线式异步电机定子电源正向连接，使其定子磁动势旋转式异步电机定子电源正向连接，使其定子磁动势旋转方方向为向为n1n1，但由于转子回路串有较大电阻，电机启动时电，但由于转子回路串有较大电阻，电机启动时电磁转矩磁转矩TstTst与负载转矩与负载转矩TzTz方向相反，且方向相反，且TstTz,Tst11，能量消耗多；，能量消耗多；应用：改变应用：改变R R得到不同下放重物的转速。得到不同下放重物的转速。nTAABCTz、定子两相、定子两相(电压电压)反接的反接制动反接的反接制动两相电压反接n0变负转子切割磁场方向改变随着切割速度加大I2 T(T方向改变)而n方向未变，BD区间为制动状态。从点B点，转差率接近2。-0nB n0nB SB-0电势，电流均很大SE2 E22异步电机电压反接制动时若不在转子串电阻,制动的转矩和电流反而小。n-n0T-TBABDC-nCE二、回馈制动的运行状态二、回馈制动的运行状态在上图区间：在上图区间：电机的电机的T与与n反向，反向，且且nn0 为为回馈制动。回馈制动。回馈制动。回馈制动。电机的回馈制动还电机的回馈制动还可能出现在第二象限。可能出现在第二象限。n-n0T-TBABDC-nCE可以看出，在反向回馈制动时，电动机转子绕组从转轴上吸收机械功率，并且电动机定子绕组向电网输出电功率，即工作在发电机状态。三、能耗制动的运行状态三、能耗制动的运行状态与直流电机不同的是与直流电机不同的是:异步电动机断开异步电动机断开电源时电源时,定子失去磁场定子失去磁场,若想进行能耗制动，若想进行能耗制动，须在定子绕组另外施加直流励磁。须在定子绕组另外施加直流励磁。右图右图K1合上合上K2断开电机处电动状态；断开电机处电动状态；若若K1断开断开K2合上在合上在定子绕组通入直流定子绕组通入直流电流电流，于气隙中建立恒定磁场，由惯性，于气隙中建立恒定磁场，由惯性旋转的转子切割磁力线感应电动势、产旋转的转子切割磁力线感应电动势、产生电流、生电流、产生制动作用的电磁转矩，电产生制动作用的电磁转矩，电机处于能耗制动机处于能耗制动。机械惯性转变为电能。机械惯性转变为电能消耗在转子回路的电阻上。当消耗在转子回路的电阻上。当n0动能动能降为零，制动过程结束。降为零，制动过程结束。三相异步电动机的调速方法三相异步电动机的调速方法三相异步电动机运行时，其转速为：三相异步电动机运行时，其转速为：变极调速调压调速变极调速调压调速调速方法调速方法 变调速转子串电阻调速变调速转子串电阻调速变频调速串级调速变频调速串级调速电磁离合器调速电磁离合器调速 1.变变 极极 调调 速速一、变极原理：异步电动机的同步转速一、变极原理：异步电动机的同步转速n0与极时数与极时数p成反比，成反比，改变极对数，就改变了同步转速，实现了变极调速。改变极对数，就改变了同步转速，实现了变极调速。三相异步电机定子绕组极对数是由绕组接线方式决定的。三相异步电机定子绕组极对数是由绕组接线方式决定的。双绕组变极双绕组变极:两套不同极对数定子绕组两套不同极对数定子绕组,每次用其中一套每次用其中一套 单绕组变极单绕组变极:改变绕