第二篇三相感应电动机的电力拖动

1、王玉彬副教授王玉彬副教授Associate Professor Wang Yubin电机拖动及新型电机电机拖动及新型电机电气工程及其自动化专业本科生课程电气工程及其自动化专业本科生课程中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE第二篇 三相感应电动机的电力拖动2-1 三相感应电动机的机械特性直流电动机直流电动机的机械特性，是指转速与电磁转矩之间的关系。感应电动机感应电动机的机械特性也是指转速与电磁转矩之间的关系，不过通常用转差率与电磁转矩转差率与电磁转矩之间的关系来代替。一、机械特性的三种表达式一、机械特性的三种表达式1.1.机械特性的物理表达式机械特性的物理表达式P2Cu

2、pMP12221112111cos22MwmPm E IfppEf N K 中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE)/2/(cos212211111pfIkNfmPTmwM1111/ 2wMm pNkC122cosMmTCI上式称为三相异步电动机机械特性的物理表达式。物理表达式反映了电磁转距电磁转距与转子电流有功分量转子电流有功分量、每极磁通每极磁通成正比的物理本质。直流电机的电磁转矩表达式？MaTCI中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2.2.机械特性的参数表达式机械特性的参数表达式12222112()UIrrxxs22122122112

3、221)()/(xxsrrsrUmsrImPMpfPPTMM/211221221122112xxsrrfsrpUm它反映了感应电机的电电磁转矩磁转矩T跟电源电压电源电压U1、频率频率f1、电机参数电机参数及转转差率差率S之间的关系。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE221221122112xxsrrfsrpUmT当U1、f1和电机的参数不变时，T仅是S的函数，可得到T=f(S)关系曲线。n与S存在一一对应的关系，所以可以得到n与T的关系n=f(T)，即为感应电动机的机械特性曲线。1S0表示感应电机处于电动状态，S1和S0表示感应电机处于发电状态在机械特性曲线上有两

4、处最大电磁转矩点0dsdT0/)()/(/1221221dsxxsrrsd)(4)(421121122121211211212221212xxfpUmxxrrfpUmTxxrxxrrSmm正号表示电动，负号表示发电，分别对应于B、B点Tm为最大电磁转矩，而Sm为临界转差率，为什么不是最大转差率？感应电机运行时，要有一定的过载能力，通常用 来表示，也称为过载倍数过载倍数，这是感应电动机的一个重要指标，一般感应电动机，过载倍数为1.62.2。/MmNTT中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE当电源频率和电机参数不变时21mTU)(4)(421121122121211211

5、212221212xxfpUmxxrrfpUmTxxrxxrrSmmSm与电源电压无关，只与电机参数有关。Tm与 无关，而Sm与 成正比。2r2rSm与f1有何关系？Tm呢？121122()xxf LL中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE221221122112xxsrrfsrpUmT将S=1代入，可得到起动转矩221122112122Qm pU rTfr rxx当电源频率和电机参数不变时21QTU在额定电压、额定频率和电机固有参数的条件下，起动转矩是一个固定的值。定义起动转矩与额定转矩之比为起动转矩倍数起动转矩倍数：/MQNKTT一般要求大于1，这样才能带额定负载

6、顺利起动中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE3.3.机械特性的实用表达式机械特性的实用表达式,222122112211xxsrrfsrpUmT)(4211211xxfpUmTm222112mrSrxx 22mmmmmSSSSTssTss2mmmTTSSSS求出Tm和Sm即可得到实用表达式中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EEmMNTT2(1)mNMMSS根据产品目录可以查出PN（单位为kW），nN和M，求出TN：3310106095502NNNNNNNPPPTnn2mmmTTSSSS即可得到T与S的关系，称为实用表达式。实用表达式反映出感应

7、电机机械特性是由一段直线段和一段双曲线构成。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE当SSm时，mmSSSS22mmmmmTTTSSSSSS称为直线表达式注意 ：(1)直线表达式只表示SSm的那一段，不满足S=SASBSCSD=0，所以 IAIBICID中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE三、感应电动机的人为机械特性三、感应电动机的人为机械特性人为地改变电动机的任一参数（如U1，f1，p，定子回路电阻或电抗，转子回路电阻或电抗等）的机械特性统称为人为机械特性。1.降低定子端电压的人为特性其它条件与固有特性一样，仅降低定子相电压得到的人为机械特

8、性称为降低定子端电压的人为特性。特点：(1)频率不变，故理想空载点不变(2) ，Sm不变。21mTU(3) 21QTU中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE根据这三个特点，可以得到降低端电压人为机械特性的实用表达式：2112mmmmmNTTSSSSUTTU 同理可以写出直线表达式：2mmTTSS211mmNUTTU2mMNSS为什么必须降低定子端电压？频率不变，若端电压高于额定电压，则根据 知，主磁通升高，磁路饱和，励磁电流迅速增大。而且容易引起绝缘损坏。111114.44wmUEf Nk中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2.转子回路串对

9、称三相电阻的人为特性仅绕线式感应电机可以转子回路串电阻。其它条件与固有特性一样，仅在转子回路串入对称三相电阻，得到的人为机械特性称为转子回路串对称三相电阻的人为特性。特点：(1)频率不变，故理想空载点不变(2) ，Sm随转子电阻增大而增大但Tm不变。2mSr(3)Sm1时，TQ随R的增大而减小。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE转子串对称三相电阻时的人为特性的实用表达式为：2mmmTTSSSS222211mmSrRRRSrrr 直线表达式为：2mmTTSS21mmSRSr 令Sm=1，可以获得最大的起

10、动转矩：此时222222211211()mrRrRrSrrrXX221122()RrXXr中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE3、定转子回路串对称三相电抗器的人为特性笼型感应电机可在定子回路串电抗器，而绕线式感应电机则在定转子回路中都可以串对称三相电抗器。)(4)(421121122121211211212221212xxfpUmxxrrfpUmTxxrxxrrSmm211222112122Qm pU rTf r rxx串入电抗器后，Sm、Tm、TQ均下降。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2-2 三相感应电动机的起动一、感应电动机的固

11、有起动性能一、感应电动机的固有起动性能感应电动机额定接法、转子回路不串任何阻抗，直接投入额定电压、额定频率的电网，使之从静止状态开始转动直至稳定运行，称为直接起动，这时的起动特性称为固有起动特性。回想一下直流电机的直接起动，起动电流如何？起动转矩如何？又有几种起动方式？大，大。电枢回路串电阻、降压。2)(2)(2121121xxrrUIIQQNKIZU11)74(中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE122cos(0.81.8)QMmQNTCIT主磁通与额定值相比，是大还是小，为什么？转子回路的阻抗角与额定值相比，是大还是小？小大尽管起动电流很大，但是起动时的电磁转矩

12、并不大起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小是普通感应动机固有起动性的主要矛盾。过大的起动电流可能引起供电变压器的电压波动，对电机本身及其它用户带来不良影响；起动转矩小则会对需满载起动的机械造成困难。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE不同的起动方法就是在保证一定转矩的情况下，采取不同的措施限制起动电流，即从电网吸收的电流。原则：对电网、电机、应用场合综合考虑，选最佳启动方式电网、电机、应用场合综合考虑，选最佳启动方式。 电动机容量相对于电网容量很小时，可以直接起动；如果生产机械对转矩要求不大，则只考虑限制电流；如生产机械对转矩要求较高，则既要限制电流，又要保

13、证需要的转矩。对于笼形异步电动机，通常采用直接起动、降压起动等；对于绕线式异步电动机，通常采用转子串电阻起动等。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE二、笼型感应电动机的起动方法1.直接起动7.5kW以下的小容量感应电机，都可直接起动，但7.5kW以上的电机，应根据经验公式来核定。344QHNNISIPIQ为直接起动时的定子线电流；IN为电机额定电流；SH为供电电源的总容量；PN为电动机的额定功率。不频繁起动电动机，上面的经验公式可适当放宽，较频繁起动电动机则应严格按经验公式判断。满足经验公式，可直接起动，不满足，则不宜直接起动。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油

14、大学（华东）电气工程系EE2.2.降压起动降压起动(1)(1)定子回路串对称三相电抗器起动定子回路串对称三相电抗器起动22122111)()(xxrrUIQ22122111)()(QQxxxrrUI假设电流变为原来的1/a，则电机端电压变为原来的多少？则起动转矩变为原来的1/a2，所以只能空载或轻载起动。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE(2)(2)自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动电机端电压变为直接起动的1/k，所以电机的起动电流变为直接起动电流的1/k，但这个电流是变压器副边电流，变压器的原边电流是副边电流的1/k，即电机从电网吸收的电流电机从电网吸收的电流

15、变为直接起动的1/k2。1 2QI1QI1 211QQIIk1 11 21QQIIk1 1121QQIIk例如一台电机，IQ/IN=5，则如果要限制起动电流不超过额定电流，起动电压为UN/5，则起动转矩变为TQN/25，不适合带稍大的负载起动，而采用自耦变压器起动，则限制电网侧的起动电流为额定电流，于是变比k取 ，起动转矩变为TQN/5，可以带稍大负载起动。5改变变比k，可以满足带不同负载起动的需要，但抽头有限，一般有三种抽头。运行可靠，在现场中有不少应用，尤其在大容量的电机起动中。对电网而言，起动电流倍数跟起转矩倍数相同，可以带较大的负载起动。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东

16、）电气工程系EE(3)星星-三角三角(Y-)起动起动变成Y，则感应电机定子相电压变为13NU起动转矩变为：211133NQyQQNUTTTU起动相电流与相电压成正比：1113QyQII则从电网每相输入的线电流的关系为：11133QyQQIIIY-起动是笼型异步电动机起动的基本方法之一，适用于正常正常运行时定子绕组为形接法的电动机运行时定子绕组为形接法的电动机空、轻载起动。形接法的电动机长时间处于空载或轻载运行时，可将其改为Y形接法，以提高功率因数和效率，节约电能。为什么？空载或轻载时，电机的转子铜耗很小，而定子铜耗主要是励磁电流产生的，励磁电流的大小由主磁通决定。铁耗随主磁通变化，磁通正比于电

17、压。电压降低，主磁通减少，励磁电流减少，定子铜耗减少，铁耗减少，电机转速变化不大，机械损耗几乎不变，附加损耗不变，转子铜耗稍有增加，但增加不大。电机效率增高。而且，降低电压后，主磁通减少稍有增加，转子有功电流增加，励磁电流减少，故电机的功率因数增加。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE为此，国产4kW以 上笼型异步电动机，都设计为U1N=380V，定子绕组接法为形，以便于接成Y形。为什么说S稍有增加？需要注意，就是当负载不为轻载，变换接法，反而会使转子电流成为主角，转子铜耗增大，从而烧坏电机。前提是空载或轻载。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工

18、程系EE小结1：关于降压运行感应电机带恒转矩负载或恒功率负载，当端电压下降时，电机的转速将下降，主磁通减少，励磁电流减少，铁耗减少，而转子电流增大，转子铜耗增大。定子铜耗是否增大，取决于励磁电流的减少与转子电流的增大，哪一个因素占主导，在空载或轻载时，前者占主导，定子铜耗减少，电机效率提高，而如果带额定负载，则后者占主导，定子铜耗增加，电机效率下降。关于功率因数，则取决于电机的参数和转速下降的范围，在S较小的情况下，转子支路呈阻性，转子电流为有功分量，而励磁电流则视为无功分量，功率因数提高。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE小结2：关于降压起动直流电动机降压起动可

19、以达到很好的效果，在允许的电流情况下产生较大的电磁转矩，为什么感应电机的降压起动，限制电流，但转矩会变得更小？笼型感应电机降压起动不宜带满载起动。在以前变频器没有大规模应用，要带满载起动，是没有办法的。只能采用绕线式感应电机，利用转子串电阻的方法。感应电机降压起动中要限制的电流是电机从电网吸收的电流，而不是电机的定子电流。主要原因是感应电机降压时，主磁通也降低，而直流电机则不是这样。那么可不可以在降压的过程中使主磁通不降低？可以，根据4.44公式，只要在成比例地降压和降频，就可以实现主磁通基本不变，这就是变频起动。可带满载起动，但成本较高。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气

20、工程系EE三、绕线式感应电动机的起动三、绕线式感应电动机的起动中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE 串电阻分级起动串电阻分级起动串入电阻不仅串入电阻不仅可以限制电流可以限制电流，而且可以调，而且可以调节起动转矩节起动转矩, , 获得优越的起获得优越的起动性能动性能222112mrsrxx maxT211122()pmUxx 中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE 转子串频敏变阻器起动转子串频敏变阻器起动l 频敏变阻器利用铁耗随励磁频率的频敏变阻器利用铁耗随励磁频率的变化而变化这一原理工作。变化而变化这一原理工作。l 铁芯中有磁通交变，产生铁

21、耗，铁铁芯中有磁通交变，产生铁耗，铁耗随励磁电流交变的频率的增大而耗随励磁电流交变的频率的增大而增大。增大。l 感应电机起动时，转子电流频率较感应电机起动时，转子电流频率较大，频敏电阻器的等效电阻较大，大，频敏电阻器的等效电阻较大，相当转子回路串很大电阻起动。电相当转子回路串很大电阻起动。电机转速升高，转子电流频率变小，机转速升高，转子电流频率变小，铁耗减少，频敏电阻器等效电阻变铁耗减少，频敏电阻器等效电阻变小。小。绕线式感应电动机转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是利用铁耗随励磁频率的变化而变化这一原理工作的。铁芯中有磁通交变，就有铁耗，铁耗随励磁电流交变的频率的增大而增大。感应电机起动时，转子

22、电流频率较大，所以频敏电阻器的等效电阻较大，相当转子回路串很大电阻起动。随着电机转速升高，转子电流频率变小，铁耗减少，频敏电阻器等效电阻变小。铁心用厚钢板叠成，铁耗很大；磁路较饱和，所以其电抗较小，其等效电路与变压器相似。自始至终，X都不大。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE绕线式感应电机价格较高，而且有滑环和电刷，可靠性不如笼型感应电机，所以在一些场合，尽管需要较大起动转矩，人们选择的是用更大容量的笼型感应电机，也不选绕线式感应电机。比如抽油机，它需要的起动转矩大，而正常运行时负载转矩不大，正常运行时处于轻载状态，这就造成了大马拉小车的现象。功率因数低、效率低。

23、中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE四、改善起动性能的笼型感应电动机四、改善起动性能的笼型感应电动机1、高转差率感应电动机：转子导条采用电阻率较大的铝合金等材料。限制起动电流，增加起动转矩。缺点是特性软，铜耗大，转子发热厉害，效率低。2、深槽式感应电机：深槽式感应电动机的结构特点是：转子槽深而窄，其槽深h和槽宽b之比h/bl020，如图5-13(a)所示。可以将转子导条看成是由若干沿槽高排列的小导体并联而成。越靠近槽底的小导体所交接的漏磁链越多，所以越靠近槽底的小导体漏电抗越大。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE中国石油大学（华东）电气

24、工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE起动时, ，转子漏电抗大，各并联小导体的电流分配主要取决于电抗。这时转子电流 主要从漏电抗小的槽顶处小导体通过，转于导条沿槽高的电流密度分布情况如5-13(b)所示。这时转子电流被“挤”到槽顶表层，这种现象称作集肤效应或趋表效应。其结果，槽底部分的导体截面内几乎没有电流，相当于转子导体截面减小了，使转子电阻增大，转子电流减小而起动转矩增加。3、双笼型感应电动机：两套笼型绕组，内层导体粗，电阻率小，所以漏抗大、电阻小；外层导体细，电阻率大，所以漏抗小、电阻大。两笼共同作用，既有大的起动转矩，又有硬的特性，得到理想性能曲线。缺点是转子漏抗较大，造成功率因数和

25、过载能力稍低，而且结构复杂、成本较高。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE本节小结 异步电机直接起动的特点及原因 笼型异步电机降压起动有哪几种形式，各有何特点 笼型异步电机Y/接法对其运行性能的影响 绕线式异步电机转子回路串电阻及频敏电阻器起动的工作原理及适用场合 能够改善起动特性的几种特殊的笼型异步电机的转子结构特点、工作原理及性能上存在的问题1.转向反向的反接制动一、感应电动机的反接制动一、感应电动机的反接制动相当于直流电机的电动势反向的反接制动。适用于将重物匀低速下放。提升重物稳定运行于A点，现将重物匀低速下放，可在转子回路串入足够大的电阻，使系统稳定运行于F

26、点。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2-3 三相感应电动机的制动F点，nF0，电机运行于制动状态。特点：(1)转速与理想空载转速相反，这个理想空载转速就是气隙旋转磁场的转速。(2)能量流动关系0FPT 221 20MrRPm IS111FnnSn2CuMMpPPPP电机从电网吸收的电功率和从轴上吸收的机械功率转化成的电功率消耗在转子回路电阻上。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2.定子两相对调的反接制动这种反接制动相当于他励直流电机电压反向的反接制动，适用于反抗性负载的快速停机。他励直流电动机电压反向，其理想空载转速反向，而感应电动

27、机定子两相对调，其理想空载转速也反向(1)机械特性同步速110nn 设此时转差率为： ，则：S111111122nnnnnnnSSnnn关于负号，因为同步转速现在为负，而电磁功率表达式不变。2112221112112/MMPPmU rSTrrXXS 参数表达式：中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE2mmmTTSSSS 实用表达式：直线表达式：2mmTTSS 除S_之外的所有各量，如n1、SN、Sm、TN、Tm均采用正向电动时的值。可得如图所示的机械特性。2mmmTTSSSS 转子回路串对称电阻R的人为特性：22mmrRSSr中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学

28、（华东）电气工程系EE(2)物理过程原来稳定运行于A点定子任意两相对调，机械特性已发生变化，而转速来不及变化，G点。0zTT转速下降，一直到达C点。在GC段，T0，n11，电机处于反接制动状态。如果是反抗性负载，在C点不切断电源，则系统会不会反向起动？0zTT系统会反向起动进入第三象限，最后稳定运行于A点，n0，T0，处于反向电动状态。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EEG点的电流较大(why?)，且产生的制动转矩较小，通常在两相对调后在转子回路串入足够大的制动电阻。如果是位能性负载，则系统反向起动后Tz方向不变，在T和Tz共同作用下，进入第四象限，最后稳定运行于H

29、点，T=Tz，达到新的平衡。不是反接制动，而是回馈制动。真正的反接制动只有真正的反接制动只有GCGC一段一段。此时，电机的转速与理想空载转速方向相同，且高于理想空载转速，系统运行于何种状态？仍用等效电路分析。此时S_大于1，所以制动电流比起动电流还要大。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE二、感应电动机的回馈制动二、感应电动机的回馈制动感应电动机也有两类回馈制动：转速反向的回馈制动和转速不反向的回馈制动。根据直流电机的回馈制动可以推测出这两类回馈制动的特点是：(1)实际转向与理想空载转速即基波气隙旋转磁场的转向相同，且转速的绝对值比理想空载转速大。(2)电机将轴上的

30、机械能变为电能，一部分消耗在电机中，一部分返回到电网。此时S为正还是负？负中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EEu 异步电机的发电机（回馈）制动异步电机的发电机（回馈）制动转向反向的回馈制动转向反向的回馈制动在在HH点，转速与理想空载点，转速与理想空载转速方向相同，且比理想转速方向相同，且比理想空载转速绝对值大。空载转速绝对值大。此时此时S_0S_0，对应的应用场合是将重物快匀速放，对应的应用场合是将重物快匀速放中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE异步电机的制动异步电机的制动u

31、 异步电机的发电机（回馈）制动异步电机的发电机（回馈）制动转向不反向的回馈制动转向不反向的回馈制动对于变极调速（对于变极调速（由少极数变为多由少极数变为多极数极数）而言，设原运行于固有特）而言，设原运行于固有特性上的性上的 A A点，是正向电动状态点，是正向电动状态。现电机。现电机极数增加一倍极数增加一倍，则电机，则电机转速转速n n超过新的同步速超过新的同步速n n1 1 。若电若电机的接法及各参数均不变，则最机的接法及各参数均不变，则最后稳定运行于点后稳定运行于点D D，显然，显然 ，且两，且两者方向一致，所以者方向一致，所以 ，系统运行，系统运行于回馈制动状态。于回馈制动状态。对应于他励

32、直流电机的降压降速，理想空载转速小于电机实际转速的情况，感应电机在什么情况下才会有理想空载转速降低？理想空载转速由定子端电压的频率决定，所以降低频率可以使理想空载转速降低，而电机的转速在降频初瞬来不及改变，有可能高于理想空载转速。ACD这整个过程都是回馈制动吗？只有Cn1段时，n1D段属于正向电动。仅仅降频可不可以？为什么？不可以，根据4.44公式，端电压不变，只降低频率，主磁通将增大铁芯将饱和，根据电机磁化曲线，励磁电流将增大，有可能烧坏电机。所以在降频时，应降压。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE有功功率流动关系221 2(1)0S rPTm IS 2211

33、220MCurPTm IPpS 221 220Cupm I r转子轴上的机械功率变为电功率，一部分消耗在转子电阻上，另一部分为电磁功率，通过电磁感应作用传递到定子侧。0Fep211 1 10Cupm I r11MFeCuPPpp当PM较大时，P1为负，向电网回馈能量。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE无功功率流动关系从等效电路上看，电机吸收的无功功率为：22211 111 2220mmQm I XI Xm I X所以，电机仍然从电网吸收无功，所谓的发电，是指发有功，而不是发无功。221 220Qm I X中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系

34、EE三、感应电动机的能耗制动三、感应电动机的能耗制动回顾直流电机能耗制动，电枢串电阻，切掉端电压。反映在理想空载转速上，就是理想空载转速为零。电机轴上的机械能转换为电能，消耗在电枢回路的电阻上。感应电动机的能耗制动，如果切掉电源，则主磁通没有了，也就不会有电磁转矩来制动。如何得到一个空载转速为零的磁场？如果在一相或任两相定子绕组通入直流电流，就会形成一个空载转速为零的磁场。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE无论电机转向如何，转速如何，电磁转矩总起制动作用。所以可以用于反抗性负载完全停机而不会反向起动。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE

35、此时，电机定子绕组只起直流励磁作用，类似于直流电机的主磁极，并没有向转子传递电磁功率。转子从轴上吸收的机械能全部消耗在转子回路中，所以称为能耗制动。fBil/eBlvBlRp/PTfRBilRp 2/CupeiBlR i pP中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE本节小结 异步电机三种制动方式的电路运行条件、对应的物理过程（即适用场合）、转速特点（转差率的特点）和能量流动关系 利用机械特性和等效电路分析制动过程时的电机物理量的变化情况2-4 三相感应电动机的调速为什么要调速？系统功能的需要、节能的需要。电动车、空调、风扇、抽油机、恒压供水等等对于目前工业应用最广的感应

36、电机，如何来调速？1160(1)(1)fnS nSp两种途径：即改变同步速n1，改变转差率S改变同步速n1，有两种方法，一种是变频，一种是改变极对数。改变转差率S，最主要的也有两种方法，即降低定子端电压，转子回路串电阻。中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE一、感应电机的变极调速一、感应电机的变极调速用改变定子绕组的接法来改变极对数，这种电机称为多速电动机，其转子一般采用笼型，因为它感应的极对数能自动与定子相适应。定子每相绕组都由两个完全对称的“半相绕组”或“1/n相绕组”所组成。1A1X2A2X把这些由线圈组构成的1/n相绕组的首末端全部引出，通过不同地联接方式，即

37、可得到变化的极对数。优点：简单可靠、成本低、效率高、机械特性硬。不足：有级调速，级数有限，且电机只有在一种极数下可获得较好的性能。二、感应电机的变频调速二、感应电机的变频调速对于感应电机，如果降低端电压的频率，而端电压不变，则会有什么后果？铁芯饱和，励磁电流上升，功率因数下降，铁耗上升，定子铜耗上升，效率下降，严重时可以烧坏电机。在低于额定频率的变频调速的时，一定要注意电压频率协调控制，最常用的是保持主磁通不变的恒压频比调速。111114.44wmUEf N k1111114.44NwmNUUN kff中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE21122211112211221124()8()mm pUTfrrXXm pUfLL最大电磁转矩基本不变。频率较低时，定子电阻不可以忽略，分子比分母下降倍数大，Tm下降。起动转矩随着频率下降，先升后降。采用恒压频比调速，频率仍较高时，1211212()XXf LLr中国石油大学（华东）电气工程系中国石油大学（华东）电气工程系EE当频率低于额定频率，但仍较高时1211212()XXf LLr22221211221122()mrrSXXrXXrf LL2121112126060 2()2 ()mmrfrnS nf LLpLL频率