第10章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态

1、 10.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式三相异步电动机机械特性的三种表达式 10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性 10.3 三相异步电动机的各种运转状态三相异步电动机的各种运转状态 10.4 根据异步电动机的技术数据计算其参数根据异步电动机的技术数据计算其参数10.5 绕线式异步电动机调速与制动电阻计算绕线式异步电动机调速与制动电阻计算10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页 物理表达式物理表达式表明：表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通m m与转与转子电流的有功分量子电

2、流的有功分量I2 cos 2相互作用产生的。相互作用产生的。形式上，与直流电动机转矩表达式形式上，与直流电动机转矩表达式T=CTF FIa相似；相似；称物理表达式，用于物理上分析异步电动机在各种运转称物理表达式，用于物理上分析异步电动机在各种运转状态下，转矩状态下，转矩T与磁通与磁通F Fm及转子电流有功分量之间的关及转子电流有功分量之间的关系较方便。系较方便。221cosFICTmT21111WTkNpmC 转矩系数转矩系数10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页由异步电动机的近似等效电路得由异步电动机的近似等效电路得2212122/XXRsRUIFsR

3、ImTS2221221221221/XXsRRsRUmTSF1IFU1X1R2R2X2I21Rss说明：电磁转矩与电源参数（说明：电磁转矩与电源参数（、f1）、结构）、结构参数（参数（R、X、m1、p）和运行参数（）和运行参数（s）有关。）有关。2 电磁转矩的参数表达式电磁转矩的参数表达式 10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页221221221/XXsRRsRUmTSFSSnnns/ )()(Tfn 602SSnnSTnOmaxTmss10stT10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页临界转差率：临界转差率：221

4、212XXRRsm最大转矩：最大转矩： 将将sm代入代入T = f（s）得：）得：F22121121max2XXRRUmTS0d/dsT通常通常211XXR212XXRsm)(22121maxXXUmTSF10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页212XXRsm)(22121maxXXUmTSF小结小结1)当电动机参数及电源频率不变时，当电动机参数及电源频率不变时，Tmax与与U2成正比，成正比，sm保持不变，与保持不变，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近似与近似与X1X2成成反比；频率越高，最大电磁转

5、矩和临界转差率越小；反比；频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小；3) Tmax与与R2无关，无关，sm则与则与R2成正比。成正比。10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页过载倍数过载倍数 Tmax 是电动机可能产生的最大转矩。是电动机可能产生的最大转矩。如果如果TzTmax，电动机将停转，为保证电动机不会因短，电动机将停转，为保证电动机不会因短时过载而停转，电动机必须有一定的过载倍数时过载而停转，电动机必须有一定的过载倍数KTNmax/TTKT一般电动机的一般电动机的KT1.83.0，起重设备的电动机的，起重设备的电动机的KT可可达达3.5；10.1 三

6、相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页起动转矩起动转矩除除Tmax外异步电动机还有一个重要的参数，即起动转矩。外异步电动机还有一个重要的参数，即起动转矩。起动时，起动时，s=1（n=0）代入）代入T = f（s），得），得221221221stXXRRRUmTSF结论：当其它参数一定时结论：当其它参数一定时(1) (1) 起动转矩与电源电压平方成正比；起动转矩与电源电压平方成正比；(2)(2)频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；(3)(3)绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。绕线式电动机，转子

7、回路电阻越大，起动转矩先增后减。ststNTKT (4)(4)起动转矩倍数起动转矩倍数10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页对鼠笼式异步电动机，则不可通过转子回路串电阻来对鼠笼式异步电动机，则不可通过转子回路串电阻来增加电动机的增加电动机的TST；l当当TSTTz时，电动机才能起动，在额定负载下，只有时，电动机才能起动，在额定负载下，只有KST1的笼型异步电动机才能额定负载起动。的笼型异步电动机才能额定负载起动。 三相异步电动机的机械特性曲线可分为两个区域：三相异步电动机的机械特性曲线可分为两个区域： (1)稳定运行区域；稳定运行区域； (2)不稳定运行

8、区域。不稳定运行区域。10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页稳定运行区域：稳定运行区域： 在此区域内，在此区域内， ， 。此时，。此时，机械特性向下倾斜，无论是对于恒转矩负载还是对于风机、机械特性向下倾斜，无论是对于恒转矩负载还是对于风机、泵类负载，电力拖动系统可以稳定运行；泵类负载，电力拖动系统可以稳定运行；mss 0SmSnnsn)1 (不稳定运行区域：不稳定运行区域： 在此区域内，在此区域内， ， 。对于恒。对于恒转矩负载，系统将无法稳定运行；而对于风机、泵类负载，转矩负载，系统将无法稳定运行；而对于风机、泵类负载，尽管系统可以稳定运行，但由于转速

9、太低，转差率较大，尽管系统可以稳定运行，但由于转速太低，转差率较大，转子铜耗较大，三相异步电动机将无法长期运行。转子铜耗较大，三相异步电动机将无法长期运行。1 ssm)1 (0mSsnnnSTnOmaxTmss10stT稳定运行区域：稳定运行区域：不稳定运行区域：不稳定运行区域：10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性返回目录页返回目录页ssssTTmm/2maxNmmNssssTT/2maxNNmaxTKTT)1(2NTTmKKss 由于由于 sN sm，上式取号。，上式取号。 3 电磁转矩的实用表达式电磁转矩的实用表达式 T = +2Tmax sms ssm由由 = 1

10、s sm TmaxT( )2TmaxT10.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性解方程，可得各种运行情况下解方程，可得各种运行情况下的转差率与临界转差率的关系的转差率与临界转差率的关系 根据根据 s 和和 sm 的相对大小，取的相对大小，取“”或取或取“”。 返回目录页返回目录页额定负载时，额定负载时，s一般很小，有一般很小，有s/sm TZ。 Ist线路允许值。线路允许值。 起动转矩倍数起动转矩倍数 Kst = TstTN 起动电流倍数起动电流倍数 KI = IstIN返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性 Y 系列

11、三相异步电动机系列三相异步电动机Kst = 1.6 2.2，KI = 5.5 7.0 临界转速临界转速 (3) 临界状态（临界状态（M 点）点）nSnTOM 对应对应 s = sm，T = T max的状态。的状态。nmTmax 临界状态明了电动机的临界状态明了电动机的 短时过载能力。短时过载能力。 过载倍数过载倍数KT =TmaxTN Y 系列三相异步电动机系列三相异步电动机 KT = 2 2.2 临界转差率临界转差率s sm sm = sN (KT KT21 ) 【例例 10.2 】 一台一台Y225M2 型三相异步电型三相异步电动机，若动机，若 TZ = 200 Nm，试问能否带此负载：

12、，试问能否带此负载：(1) 长期长期运行；运行；(2) 短时短时运行；运行；(3) 直接起动（设直接起动（设 Ist 在允许范围内）在允许范围内）。解：解： 查电工手册得知该电机的查电工手册得知该电机的 PN = 45 kW，nN = 2 970 r/min，KT = 2.2， Kst = 2.0。 (1) 电动机的额定转矩电动机的额定转矩 602 TN =PNnN6023.14 = = 145 Nm451032 970由于由于 TNTZ ，故不能带此负载，故不能带此负载长期长期运行。运行。返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性(2)

13、 电动机的最大转矩电动机的最大转矩 Tmax = KT TN = 2.2145 Nm = 319 Nm由于由于 TmaxTZ ，故可以带此负载，故可以带此负载短时短时运行。运行。 (3) 电动机的起动转矩电动机的起动转矩 Tst = Kst TN = 2.0145 Nm = 290 Nm由于由于 TstTZ ，且超过，且超过 1.1 倍倍 TZ ，故可以带此负，故可以带此负载载直接起动直接起动。返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性2.

14、三相异步电动机的人为机械特性三相异步电动机的人为机械特性人为地改变电动机的任一个参数（如人为地改变电动机的任一个参数（如U、f1、p、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗）定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或电抗）的的机械特性称为人为机械特性。机械特性称为人为机械特性。 降低定子端电压的人为特性；降低定子端电压的人为特性； 改变转子回路的电阻的人为特性；改变转子回路的电阻的人为特性； 改变定、转子回路电抗的人为特性；改变定、转子回路电抗的人为特性； 改变极数后的人为特性；改变极数后的人为特性； 改变输入频率的人为特性；改变输入频率的人为特性；返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与

15、人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性(1) 降低定子电压时的人为特性降低定子电压时的人为特性212XXRsm)(22121maxXXUmTSF221221221XXRRRUmTSstFpfnS160TmaxU2；TstU2；nS和和sm与电压无关。与电压无关。返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性sU1U1U10snsm10nSsU1TTZTm1 R2S sT = I22 降低降低 U1 转速稳定后转速稳定后 T = TZ s s nn I2I2 1 1s1sI22 =I221sNI2N2 =1sI22如电动机原在额定状如电

16、动机原在额定状态下运行，降压后：态下运行，降压后：I2 I2N 返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性(2) 转子回路串对称电阻时的人为特性转子回路串对称电阻时的人为特性212XXRsm)(22121maxXXUmTSF221221221XXRRRUmTSstFpfnS160返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性 根据根据 sm = R2 / (X1+X2) ，Tmax与与 R2 无关。无关。R2 R2R2 X1+X2R2 X1+X2R2 =X1+X2Tmaxsm1sm=1s

17、m1R2R2R2 TsO0n0R2 R2 R2 当当 R2 X1+X2 时，时，sm1， R2 Tst 。 当当 R2 = X1+X2 时，时， sm = 1，Tst = Tmax。 当当 R2 X1+X2 时，时， sm1，R2 Tst 。 返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性分析分析 当转子电阻当转子电阻R2 增大时，同步转速增大时，同步转速nS和临界转和临界转矩矩Tmax不变，但临界转差率不变，但临界转差率sm变大，起动转矩变大，起动转矩Tst随随转子电阻转子电阻R2 增大而增大，直至增大而增大，直至Tst=Tmax 。 当转

18、子电阻当转子电阻R2 再增大时，起动转矩再增大时，起动转矩Tst反而减反而减小。转子串入对称三相电阻的方法应用于绕线式异小。转子串入对称三相电阻的方法应用于绕线式异步电动机的起动和调速。步电动机的起动和调速。返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性（3）定子回路串联对称电抗）定子回路串联对称电抗时的人为机械特性时的人为机械特性pfnS160 由上面公式可知，由上面公式可知，X1增大时，增大时，nS不变，不变，Tmax 、sm、Tst随随X1的增大而减小。的增大而减小。221212XXRRsmF22121121max2XXRRUmTS22

19、1221221XXRRRUmTSstF返回目录页返回目录页10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性nSnTOXst=0Xstsmsm 定子回路串联对称电抗用于笼型异步电动机降压起动，定子回路串联对称电抗用于笼型异步电动机降压起动，以限制电动机启动电流以限制电动机启动电流。10.2 三相异步电动机的固有与人为机械特性三相异步电动机的固有与人为机械特性定子回路串联对称电阻，定子回路串联对称电阻，R1增大时，增大时，nS不变，不变，Tmax 、sm、Tst随随R1的增大而减小，与定子回路串对称电抗相似。的增大而减小，与定子回路串对称电抗相似。l定子回路串联对称电

20、阻亦可用于笼型异步电动机降压起动，以定子回路串联对称电阻亦可用于笼型异步电动机降压起动，以限制电动机启动电流限制电动机启动电流。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页10.3 三相异步电动机各种运转状态三相异步电动机各种运转状态1. 电动运转状态电动运转状态nSnTMTnMTnO正向电动反向电动三相异步电动机有两大运转状态：电动状态与制动状态。三相异步电动机有两大运转状态：电动状态与制动状态。特点：特点： 1）电动机转矩方向与转速方）电动机转矩方向与转速方向相同。向相同。 2）机械特性在第一、三象限）机械特性在第一、三象限内。内。 3）电动机从

21、电网吸收电能，）电动机从电网吸收电能，转化为机械能带动负载。转化为机械能带动负载。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页2. 制动运转状态制动运转状态与直流电动机相同，异步电动机可工作于回馈制动，反与直流电动机相同，异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。轴上吸收机械能，并转换为电能。l 机械特性位于第二象限和第四象限。机械特性位于第二

22、象限和第四象限。与直流电动机相同，异步电动机可工作于回馈制动，反与直流电动机相同，异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。轴上吸收机械能，并转换为电能。nTMTMTnOn第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页1). 回馈制动回馈制动 实现：实现：电动机转子在外力作用下，使电动机转子在外力作用下，使| n | | nS |，s0。电机处于

23、发电机状态。电机处于发电机状态。(1) 正向回馈制动原理正向回馈制动原理 当异步电动机由于某种原因，使得当异步电动机由于某种原因，使得nnS时，转差率时，转差率s0,则转子感应电动势则转子感应电动势sE2反向。反向。转子电流的有功分量为：转子电流的有功分量为：222cosIIa2222222222222222/XsRsREXsRsRXsRE第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页转子电流的无功分量为：转子电流的无功分量为：222sinIIr2222222222222222/XsRXEXsRXXsRE上两式说明：当上两式说明：当snS，从电网吸收无

24、功功率建立磁场，向电网输，从电网吸收无功功率建立磁场，向电网输送有功功率，经济。送有功功率，经济。应用：应用： 电机拖动位能性负载电机拖动位能性负载(如绕线式异步机如绕线式异步机)下放重物。下放重物。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页 【例例 10.3】一台三相绕线型异步电动机，已知一台三相绕线型异步电动机，已知 PN = 20 kW，nN = 1420 r/min， U2N =187 V， I2N = 68.5 A，KT = 2.3，拖动拖动 TZ = 100 Nm 的位能性负载。的位能性负载。现欲采用回馈制动下放该重物，在转子电路中串联

25、现欲采用回馈制动下放该重物，在转子电路中串联电阻电阻 R = 0.0159 。试试求：求：(1) 切换后的瞬间（切换后的瞬间（B点）的制动转矩；点）的制动转矩； (2) 在在 D 点下放重物点下放重物时的转速。时的转速。解：欲采用回馈制动下放该重物，定子两相应反接解：欲采用回馈制动下放该重物，定子两相应反接。0533. 0150014201500SNSNnnns第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页0841. 05 .6831870533. 03222NNNIUsRN.m57.1341420102055. 955. 93NNNnPTN.m5 .

26、30957.1343 . 2maxNTTKT233. 0)13 . 23 . 2(0533. 0)1(22TTNmKKss时的转速：在固有特性上工作，N.m100ZTT387.0011005 .309(1005 .309233. 01)(22maxmax）TTTTssm第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页min/1442)0387. 01 ()1 (rnsnS满足题意要求的机械特性满足题意要求的机械特性:BA AC0D12nSn-nSnAnDTBTZTsmB-TmaxTmaxsm第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行

27、状态返回目录页返回目录页(1) nB = nA = 1442 r/min nS nB nSsB = 1 500 1 442 1 500= = 1.96 smB = sm R2R R2= 0.233 = 0.277 0.1 0.0841TB = +2TM smBsB sBsmB = =85.77 Nm+2309.5 0.277 1.96 1.960.277 第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页(2) 转子串联电阻转子串联电阻 R 时，时，Tmax 不变，不变，sm(R2R) nD = ( 1sD ) nS = ( 10.046 ) (1 500

28、) r/min = 1 569 r/min=0.277 1 =0.046 ( )2309.5100309.5100( )2sD =smB 1 TmaxTZTmaxTZ第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页2). 反接制动反接制动(1) 定子两相反接的反接制动定子两相反接的反接制动 迅速停车迅速停车3 M33 M3R制制动动前前的的电电路路制制动动时时的的电电路路 制动原理制动原理实现实现：将电动机电源两相反接。：将电动机电源两相反接。TZ制动前：正向电动状态。制动前：正向电动状态。 制动时：定子相序改变，制动时：定子相序改变， nS 变向。变向

29、。OnT1 nS2nS Bs = nS n nS= nSn nS即即：s 1 (第二象限第二象限)。同时同时：sE2、I2 反向，反向，T 反向。反向。ACA 点点 B 点点(T0，制动开始，制动开始)惯性惯性 n C 点点(n = 0，T 0)， 制动结束。制动结束。返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态MTZnTT0MTZTnT0取决于取决于 R 的大小。的大小。 制动效果制动效果AOnT1nSnS 制动时的功率制动时的功率 Pe = m1I22 R2R s0 pCu2 = m1(R2R ) I22 = PeP = Pe|P|0 P = (

30、1s ) Pe 三相电能三相电能 电磁功率电磁功率Pe转子转子机械功率机械功率Pm定子定子转子转子电阻电阻消耗消耗掉掉返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态 定子两相反接的反接制动优点：定子两相反接的反接制动优点： 制动效果强，制动速度快。制动效果强，制动速度快。 定子两相反接的反接制动缺点：定子两相反接的反接制动缺点：能量损耗大，制动准确度差。能量损耗大，制动准确度差。 制动过程分析制动过程分析 对于反抗性恒转矩负载对于反抗性恒转矩负载 当制动到当制动到n

31、=0时，即时，即C点，若点，若|T| |TZ| ，则电动机将反向启，则电动机将反向启动。最后稳定运行于动。最后稳定运行于D点，电动机工作于反向电动状态。点，电动机工作于反向电动状态。 返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态TZTZOnT1 nS2nS BACD 所以反接制动特别适合所以反接制动特别适合于要求频繁正、反转的生产于要求频繁正、反转的生产机械，以便迅速改变旋转方机械，以便迅速改变旋转方向，提高生产率。如果采用向，提高生产率。如果采用定子两相反接制动只是为了定子两相反接制动只是为了停车，那么当制动到停车，那么当制动到n=0前，前，必须切

32、断电动机的电源，否必须切断电动机的电源，否则会出现则会出现|T| |TZ|，使电动，使电动机反转。机反转。 MTZnTT0MTZTnT0MTZTnT0返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态对于恒转矩位能性负载对于恒转矩位能性负载 制动前：正向电动状态。制动前：正向电动状态。 制动时：定子相序改变，制动时：定子相序改变， nS 变向。变向。s = nS n nS= nSn nS即即：s 1 (第二象限第二象限)。同时同时：E2s、I2 反向，反向，T 反向。反向。A 点点 B 点点(T0，制动开始，制动开始)惯性惯性 n C 点点(n = 0，T

33、 0)， 制动结束。制动结束。TZ1 OnTnS2nS BACMTZnTMTZTnT0T0返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态到到 C 点时，在制动转矩点时，在制动转矩和负载转矩的共同作用和负载转矩的共同作用下，下，M 将反向起动、加将反向起动、加速，速，T与与n都为负，反向都为负，反向电动。电动。TZ1 OnTnS2nS BACFnF 到到n=nS时，虽然时，虽然T=0，但，但在负载转矩的作用下，电在负载转矩的作用下，电动机继续反向加速，电磁动机继续反向加速，电磁转矩改变方向，为正，与转矩改变方向，为正，与电动机旋转方向相反，制电动机旋转方

34、向相反，制动，直到动，直到F点，稳定运行点，稳定运行,因因|n|nS|，回馈制动。，回馈制动。MTZnTT0MTZTnT0E返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态特性总结特性总结 当电机拖动恒转矩负载时，在电动机电磁转矩和负当电机拖动恒转矩负载时，在电动机电磁转矩和负载转矩的共同作用下，迫使电动机很快减速到载转矩的共同作用下，迫使电动机很快减速到C点，点，n=0，制动结束。，制动结束。 BC段为电源反接制动的制动特性，要想停车，需在段为电源反接制动的制动特性，要想停车，需在n=0前拉闸，否则，若电机拖动反抗性负载，而且前拉闸，否则，若电机拖动反

35、抗性负载，而且C点点的电动机电磁转矩的电动机电磁转矩T大于负载转矩，则反向起动到大于负载转矩，则反向起动到D点点稳定运行。稳定运行。CD段为反向电动状态特性。若电动机拖动段为反向电动状态特性。若电动机拖动位能性负载，则要从反向电动状态继续加速到位能性负载，则要从反向电动状态继续加速到-n1 (E)点，点，再到反向回馈制动状态的再到反向回馈制动状态的F点稳定运行。点稳定运行。(2) 转速反向的反接制动转速反向的反接制动下放重物下放重物On T 1nSBCTZAD 实现方法与制动原理实现方法与制动原理带位能性负载，带位能性负载，定子相序不变，定子相序不变，绕线转子电路串联绕线转子电路串联适当大的适

36、当大的对对称电阻称电阻 R（对应机械特性的起（对应机械特性的起动转矩小于负载转矩）。动转矩小于负载转矩）。A 点点 B 点点(TBTZ)， 惯性惯性 n C 点点 ( n = 0，TCTZ ) 在在TZ 作用下作用下M 反向起动反向起动D 点点( nD0，TD = TZ ) 制动运制动运 行状态行状态 制动效果制动效果 改变改变 R 的大小，的大小，改变特性改变特性 2 的斜率，的斜率， 改变改变 nD 。返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态2MTZnTT0MTZnTT0 制动时的功率制动时的功率s =nSnnS第四象限第四象限：1 (n0)

37、Pe = m1I22R2R s 0 pCu2 = m1(R2R ) I22 = PeP = Pe|P|0 P = (1s ) Pe 定子输入电功率定子输入电功率 轴上输入机械功率轴上输入机械功率 （位能负载的位能）（位能负载的位能） 电功率与机械功率均电功率与机械功率均 消耗在转子电路中。消耗在转子电路中。返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态 特点和应用特点和应用特点：特点： s 1 ，运行过程中能量消耗多，改变转，运行过程中能量消耗多，改变转子串联电阻，

38、可变速度。子串联电阻，可变速度。应用：应用： 适用于位能性负载下放重物适用于位能性负载下放重物。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页 例例10.4 一台绕线式异步电动机，一台绕线式异步电动机，PN=60kW,nN=577r/min, I1N=133A，I2N=160A，E2N=253V，KT=2.9，N=89%，cosN=0.77，求：，求：（1）当电动机以转速）当电动机以转速300r/min提升提升TZ=0.8TN的重物时，的重物时，转子回路应串入多大电阻？转子回路应串入多大电阻？（2）当电动机以转速）当电动机以转速300r/min下放下放

39、TZ=0.8TN的重物时，的重物时，转子回路应串入多大电阻？转子回路应串入多大电阻？（3）当电动机以额定转速稳定运行时，突然将定子电源）当电动机以额定转速稳定运行时，突然将定子电源两相反接，要求反接瞬间制动转矩不超过两相反接，要求反接瞬间制动转矩不超过2TN，转子回路，转子回路应串入多大电阻？应串入多大电阻？（4）在（）在（3）的情况下，如负载转矩）的情况下，如负载转矩TZ=0.8TN，要求下放，要求下放速度为速度为660r/min，转子电路应串入多大电阻？，转子电路应串入多大电阻？请画出对应以上各种情况的机械特性。请画出对应以上各种情况的机械特性。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三

40、相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页mNnPTNNN.9935776095509550038. 0600577600SSNnnns035. 01603253038. 03222NNNIEsR)1(2TTNmKKss）1.929 . 2(038. 02140.207.00 或或（因小于（因小于sN，舍去），舍去）解：解：第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页5 . 06003006001SSnnns12maxmax11ZZmTTTTss18 . 09 . 28 . 09 . 25 . 02NNNNTTTT55. 307. 0或或（因小于（

41、因小于s1,舍去）舍去）（1）当电动机以转速）当电动机以转速300r/min提升提升TZ=0.8TN的重物时的重物时第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页在转子回路串入的电阻为在转子回路串入的电阻为55. 0035. 01214. 055. 31211RssRmm5 . 1600300(6002）SSnnns（2）当电动机以转速）当电动机以转速300r/min下放下放TZ=0.8TN的重物时的重物时12maxmax22ZZmTTTTss第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页18 . 09 . 2

42、8 . 09 . 25 . 12NNNNTTTT66.1021. 0或 (因小于因小于s2，舍去，舍去)。在转子回路串入的电阻为在转子回路串入的电阻为71. 1035. 01214. 066.101222RssRmm第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页 （3）在）在nN=577r/min时，突然将定子电源两相反接时，突然将定子电源两相反接96. 16005776003SSnnns当反接瞬间制动转矩不超过当反接瞬间制动转矩不超过2TN时时12maxmax33ZZmTTTTss129 . 229 . 296. 12NNNNTTTT9 . 478.

43、 0 和和第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页 77. 0035. 01214. 09 . 4123131RssRmm09. 0035. 01214. 078. 0123232RssRmm在转子回路串入的电阻为在转子回路串入的电阻为（4）以）以660r/min的速度，下放的速度，下放TZ=0.8TN的重物时的重物时1 . 0600)660(6004SSnnns第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页12maxmax44ZZmTTTTss 18 . 09 . 28 . 09 . 21 . 02NN

44、NNTTTT71. 0014.0 和 因小于因小于sm，舍去），舍去）在转子回路串入的电阻为在转子回路串入的电阻为081. 0035. 01214. 071. 01244RssRmm第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页 对应以上各种情况的机械特性对应以上各种情况的机械特性 （2）D（4）CEB-nSnOAT（1）nBnNnSnEnDTN-0.8TN0.8TN（3）（3）第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页M33S13). 能耗制动能耗制动(1) 制动原理制动原理 制动前制动前 S1 合上，合上，S2 断开，断开， M 为电动状态。为电动状态。 制动时制动时 S1 断开，断开，S2 合上。合上。 定子定子: U I1 转子转子: n E2 I2 M 为制动状态。为制动状态。nUS2 RI1FFT实现实现：电机定子：电机定子绕组绕组脱离交流电网脱离交流电网的同时，通入直流励磁电流。的同时，通入直流励磁电流。第第 10.3 三相异步电动机各种运行状态三相异步电动机各种运行状态返回目录页返回目录页OnT特点：特点： 因因T 与与 n 方向相反，方向相反，nT 曲线在第二、四象限。曲线在第二、四象限。 因因 n = 0 时，时， T = 0， nT 曲