大学课件-机电传动控制(完整)

第一章概述1.1机电传动的目的和任务1.2机电传动及其控制系统的发展概况1.3课程的性质和任务1.4课程的内容安排1.5对本课程学习的基本要求1．1机电传动控制的目的与任务

一、机电系统的组成

机电系统完成生产任务的基础驱动运动部件的原动机（这里指的是各种电动机）之总称控制电动机的系统驱动生产机械的电动机和控制电动机的一整套电气系统二、机电传动控制的任务

将电能转换为机械能；

实现生产机械的启动、停止以及速度的调节；

完成各种生产工艺过程的要求；

保证生产过程的正常进行。三、机电传动控制的目的

从广义上讲，机电传动控制的目的就是要使生产设备、生产线、车间乃至整个工厂都实现自动化。

从狭义上讲，则指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加（效率）、质量的提高（精度）、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能量的合理利用等。

1.1机电传动的目的和任务生产机械平面磨床生产机械织布机控制减速器电动机1.1机电传动的目的和任务轧钢机电动机联轴器减速器输入(电动机)输出(生产机械)

随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统的要求愈来愈高。

一些精密机床要求加工精度百分之几毫米，甚至几微米；

重型镗床为保证加工精度和粗糙度，要求在极慢的稳速下进给，即要求系统有很宽的调速范围；

轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械，操作频繁，要求在不到一秒的时间内完成从正转到反转的过程，即要求系统能迅速启动、制动和反向；

对于电梯和提升机，则要求启动和制动平稳，并能准确地停止在给定的位置上；

对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或分部，则要求各机架或各分部的转速保持一定的比例关系进行协调运转；

为了提高效率，由数台或十几台设备组成的生产自动线，要求统一控制或管理。

诸如此类的要求，都要靠电动机及其控制系统来实现。1.2机电传动控制的发展

机电传动及其控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。机电传动控制的发展可从机电传动和控制系统两方面来讨论。一、机电传动的发展

成组拖动——一台电动机拖动一根天轴（或地轴），然后再由天轴（或地轴）通过皮带轮和皮带分别拖动多台生产机械。

单电机拖动——一台电动机拖动一台生产机械的各运动部件。

多电机拖动——一台生产机械的各个运动部件分别由不同的电动机来拖动。

特点是生产效率低、劳动条件差、一旦电动机出现故障，将造成成组的生产机械停车；

这种拖动方式较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，其传动机构仍十分复杂；成组拖动－单电机拖动－多电机拖动二．机电传动控制系统的发展

控制系统的发展伴随控制器件的发展而发展。随着功率器件、放大器件的不断更新，机电传动控制系统的发展日新月异，它主要经历了下面几个阶段：

1．继电器—接触器控制：出现在20世纪初，它仅借助于简单的接触器与继电器，实现对控制对象的启动、停车以及有级调速等控制，它的控制速度慢，控制精度差；

2．电机放大机控制：3．磁放大器控制和大功率可控制水银整流器控制：5．数字控制（CNC）：自动化程度、通用性和加工效率。4．大功率可控整流元件晶闸管控制和功率晶体管控制

柔性制造系统（FMS）—由数控机床、工业机器人、自动搬运车等组成的统一由中心计算机控制的机械加工自动线，它是实现自动化车间和自动化工厂的重要组成部分。

机械制造自动化高级阶段是走向设计、制造一体化，即利用计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）形成产品设计和制造过程的完整系统，对产品构思和设计直到装配、试验和质量管理这一全过程实现自动化。

为了实现制造过程的高效率、高柔性、高质量，研制计算机集成制造系统（CIMS）是人们现在的任务。1.5对本课程学习的基本要求了解机电传动控制系统的组成和基本规律；掌握常用电机、电器、晶闸管的工作原理主要特性，了解其应用与选用；掌握继电器－接触器的工作原理，学会用它们来实现生产过程的自动控制；掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工作原理和特点，了解性能和应用场所。学会分析机电传动控制系统的基本方法。11第二章机电传动系统的动力学基础2.1机电传动系统的运动方程式2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算2.3生产机械的机械特性2.4机电传动系统稳定运行的条件122.1机电传动系统的运动方程式电动机（M）生产机械TLTM+TL图2.1单轴拖动系统静态（稳态）动态（加速或减速）132.1机电传动系统的运动方程式单轴机电传动系统的运动方程式TM----电动机转矩TL----负载转矩GD2---飞轮矩n-----转速t-----时间14动态转矩

恒速正值加速负值减速2.1机电传动系统的运动方程式152.1机电传动系统的运动方程式TM与n同向为正TL与n相反为正启动时制动时拖动矩（TM、n同向）制动矩（TM、n反向）TM与n符号相同，则TM作用方向与n相同，TM为拖动转矩；TM与n符号相反，则TM作用方向与n相反，TM为制动转矩；TL与n符号相同，则TL作用方向与n相反，TL为制动转矩；TL与n符号相反，则TL作用方向与n相同，TL为拖动转矩。162.1机电传动系统的运动方程式例2-11.列出系统的运动方程式；2.说明系统运行的状态。加速运行状态拖动转矩拖动转矩制动矩制动矩减速减速1172.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算

为了对多轴拖动系统进行运行状态的分析，一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。182.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算2.2.1负载转矩的折算多轴旋转拖动系统实际负载功率=折算后的负载功率速比依据系统传递功率不变的原则:传动效率负载功率:电动机轴上的功率:传动效率：19多轴直线运动系统2.2.1负载转矩的折算（下放重物）2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算负载功率:202.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总转动惯量为电机轴、中间轴、负载轴上的转动惯量；电动机轴与中间传动轴之间的速比；电机轴与负载轴之间的速度比；电机轴、中间轴、负载轴上的角速度中间轴、电机轴上的齿数。（旋转型）212.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总飞轮矩为（旋转型）经验公式电机轴、中间轴、生产机械轴上的飞轮转矩。式中，22直线运动系统折算到电机轴上的总转动惯量、飞轮矩为多轴系统的运动方程式2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算23例2-2Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，解（1）2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算24解（2）飞轮矩的折算近似计算252.3生产机械的机械特性生产机械的特性2.3.1恒转矩型机械特性nTLT-TL（a）反抗转矩

（摩擦转矩）（T与n的方向恒为相反）nTTL（b）位能转矩（因重力产生的转矩）（T的方向恒定与无关）1262.3生产机械的特性2.3.2离心式通风机型机械特性2.3.3直线型机械特性2.3.4恒功率型机械特性Tn0

T0离心式通风机型机械特性Tn0直线型机械特性恒功率型机械特性Tn0272.4机电系统稳定运行的条件

机电传动系统中，电动机与生产机械连成一体，为了使系统运行合理，就要使电动机的机械特性与生产机械的机械特性尽量相配合。特性配合好的一个基本要求是系统能稳定运行。

一、机电系统稳定运行的含义1.系统应能一定速度匀速运行；2.系统受某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）使运行速度发生变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。28

二、机电系统稳定运行的条件

从T—n坐标上来看，就是电动机的机械特性曲线n=f(TM)和生产机械的机械特性曲线n=f(TL)必须有交点，交点被称为平衡点。2.充分条件系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的能力，即：当干扰使速度上升时，有TM<TL

；否则，当干扰使速度下降时，有TM>TL。这是稳定运行的充分条件。

符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。

1.必要条件电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，方向相反。

当有外部干扰时，速度变化，而在外部干扰消除后，系统能恢复到原来的运行速度。29

分析举例a、b两点是否为稳定平衡点？a点：

当负载突然增加后

当负载波动消除后

故a点为系统的稳定平衡点。

同理b点不是稳定平衡点。异步电动机的机械特性生产机械的机械特性交点a交点b30

判断下图b点是否是系统的稳定平衡点？解

系统中有交叉点ｂ，当△ｎ↑时ＴM<ＴLTM-TL<0

当△ｎ↓时

ＴM＞ＴTM-TL>0

b点是平衡稳定点△ｎｎ△ｎ注意：1.两机械特性曲线的区别，

2.同时满足二稳定平衡条件。

2.4机电传动系统稳定运行的条件31第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.3直流电动机的机械特性3.4直流他励电动机的启动特性3.5直流他励电动机的调速特性3.6直流他励电动机的制动特性32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。直流电机的优点：（1）调速性能好，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。（3）易于控制。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备。（2）用蓄电池做电源的地方。（3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具定义：机械能直流电能直流发电机直流电动机33第三章直流电机的工作原理及特性

3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构

根据电机的工作原理，直流电机的组成可分为定子、转子和换向器三大部分。

定子部分主要由定子铁心和绕在上面的励磁绕组两部分组成。

转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。

换向器由换向片和电刷组成，电刷固定在定子上，换向片与电枢绕组相连，换向片与电刷保持滑动接触。34第三章直流电机的工作原理及特性

3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构换向器定子转子35第三章直流电机的工作原理及特性

3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(定子剖面图)主磁极换向极36第三章直流电机的工作原理及特性

3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(转子结构图）转子换向片转轴电枢线圈37第三章直流电机的工作原理及特性

3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(换向器图）电刷换向片38把复杂的直流电机结构简化为电机具有一对主磁极，电枢绕组只是一个线圈，线圈两端分别联在两个换向片上，换向片上压着电刷A和B。1—主磁极：励磁绕组上加上直流电压，励磁绕组上有励磁电流通过，使定子铁心产生固定磁场，即定子的主要作用是产生主磁场。392—电枢绕组：在固定的磁场中旋转，主要作用是产生感应电动势或产生机械转矩，实现能量的转换。3、4—换向器：电刷固定不动，换向片与电枢绕组一起旋转，主要作用对发电机而言是将电枢绕组内感应的交流电势转换成电刷间的直流电势。对电动机而言，则是将外加的直流电流转换为电枢绕组的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。3—换向片4—电刷40第三章直流电机的工作原理及特性

3.1.2直流电机的工作原理有关磁场的几个物理量

磁感应强度B(磁场强弱和方向)NSNSNS电流方向右手螺旋法则41第三章直流电机的工作原理及特性

3.1.2直流电机的工作原理有关磁场的几个物理量

右手定则左手定则B---磁感应强度v---速度方向e---感应电势I---电流方向f---电磁力方向电磁感应定理电磁力定理42直流发电机用右手定则判感应电动势E的方向感应电动势输出电压U+–NSEEIa第三章直流电机的工作原理及特性

3.1.2直流电机的工作原理电枢绕组电阻Ra43直流电动机U+–NS电刷换向片直流电源电刷换向器线圈II44注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。FFU+–NS电刷换向片II电磁转矩45FFU+–NS电刷换向片IIEE由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。感应电动势46电动势和电磁转矩1.电动势E

根据电磁学原理，两电刷间的感应电动势为:式中：E——感应电动势（V）；

Φ——对磁极的磁通（Wb）；

n——电枢转速（r/min）；

Ke——与电机结构有关的常数。

直流发电机中，电动势的方向总是与电流的方向相同，被称为电源电动势。直流电动机中，电动势的方向总是与电流的方向相反，被称为反电动势。472．电磁转矩T

电枢绕组中的电流和磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，其大小可用如下公式表示：式中：T——电磁转矩（N·m）；

Φ——对磁极的磁通（Wb）；

Ia——电枢电流（A）；

Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55Ke48

直流发电机和直流电动机的电磁转矩的作用是不同的。

发电机的电磁转矩是阻转矩，它与电枢转动的方向或原动机的驱动转矩的方向相反。因此，在等速转动时，原动机的转矩T1必须与发电机的电磁转矩T及空载损耗转矩T0相平衡。

电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。因此，电动机的电磁转矩T必须与机械负载转矩TL及空载损耗转矩T0相平衡。49第三章直流电机的工作原理及特性

他励并励串励复励按励磁方式分类2503．3直流电动机的机械特性

电动机的机械特性指的是转速与电磁转矩之间的关系。

不同励磁方式的电动机，其运行特性也不尽相同，下面主要介绍在调速系统中应用的较广泛的他励电动机的机械特性。

直流他励电动机的原理电路图。3.3.1

他励电动机的机械特性51

式中:——外加电枢电压（V）；——感应电势（V）；——电枢电流（A）；——电枢回路内阻（Ω）电枢回路部分励磁回路部分52

即：……转速特性……机械特性531.理想空载转速：T=0时的转速称为理想空载转速，用n0表示。2.转速降落3.机械特性硬度

为了衡量机械特性的平直程度，引入机械特性硬度的概念，其定义为：理想空载点54

即转矩变化与所引起的转速变化的比值，称为机械特性的硬度。

根据

值的不同，可将电动机机械特性分为三类。

（1）绝对硬特性

（2）硬特性

>10

（3）软特性

<10

551、固有机械特性

直流他励电动机的固有机械特性指的是在额定条件（额定电压UN和额定磁通

N

)下和电枢电路内不外接任何电阻时的

n=f(T)

即:

直流他励电动机固有机械特性曲线可根据电动机的铭牌数据求出(0,n0)和(TN,nN)即可绘出固有的机械特性。

通常直流电动机铭牌上给出额定功率PN

、额定电压UN

、额定电流IN和额定转速nN。

固有机械特性的计算步骤如下。56(1)估算电枢电阻Ra

依据：电动机在额定负载下的铜耗Ia2Ra约占总损耗

PN的50%～75%。式中：是额定运行条件下电动机的效率，且此时故得57(2)求

额定运行条件下的反电势为：故(3)求理想空载转速:得(4)求额定转矩:得根据两点，就可作出他励直流电动机近似是机械特性曲线582、人为机械特性

人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。1.电枢回路中串接附加电阻时的人为特性电压平衡方程式为：得到的人为机械特性方程式为：59

特性变软理想空载速度不变；随着电阻的增加，转速降落增加；602.改变电枢电压U时的人为特性

由于电动机电枢绕组绝缘耐压强度的限制，电枢电压只允许在其额定值以下调节，所以，不同值的人为特性曲线均在固有特性曲线之下。理想空载速度随着U的减小而减小；转速降落不变；

特性硬度不变613．改变磁通

时的人为特性转速降随磁通的改变而变化。理想空载转速随磁通的改变而变化；特性变软62由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和它对应的磁通只能在低于其额定值的范围内调节；

当磁通过分削弱后：

（2）当＝0时，从理论上说，空载时电动机速度趋近

，通常称为“飞车”；

当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流为Ist

，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。

因此，直流他励电动机启动前必须先加励磁电流，在运转过程中，决不允许励磁电路断开或励磁电流为零，为此，直流他励电动机在使用中，一般都设有“失磁”保护。

（1）如果负载转矩不变，将使电动机电流大大增加而严重过载；63电动机的机械特性例题

例3-1

一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E＝E1，如负载转矩TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1?解

两个已知条件，一个是负载转矩TL＝常数；一个是从一个稳态到另一个稳态(而不涉及瞬态过程)。注意：从不能判断E是如何变化的64例一台他励直流电动机的额定数据为：，计算：（1）固有机械特性；（2）电枢串接电阻（3）电压降为（4）磁通减弱为时的人为特性；时的人为特性；时的人为特性；（5）当负载转矩为额定转矩时，要求电动机以的速度运转，问有几种可能的方案，并分别求出它们的参数。解（1）固有机械特性：

65固有特性为

理想空载点：

额定工作点：

连接这两点，得固有特性曲线，如图中曲线4。

66（2）时的人为特性

不变，

增大为

人为特性为

当时

特性曲线如图2.2.7中曲线1所示。（3）时的人为特性

斜率不变，变为

67人为特性为

当时

特性曲线如图2.2.7中曲线2所示。（4）时的人为特性

均变化

人为特性为

当时

681串电阻特性8274固有特性165424813弱磁特性

2降压特性

图2.2.7人为机械特性

69（5）当负载转矩为额定转矩时，转速下降为时，可以采用电枢串电阻或降低电源电压的方法来实现。

电枢串入时，变化。

将代入机械特性：

得

应串入的电阻为

70当电压下降时，由

得

3713.4直流他励电动机的启动特性一、启动特性

对直流电动机而言，在未启动之前n=0,E=0,而Ra一般很小。当将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电流为：

这个电流很大，一般情况下能达到其额定电流的（10～20）倍。过大的启动电流危害很大：

（1）对电动机本身的影响：

•使电动机在换向过程中产生危险的火花，烧坏整流子；

•过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏；72

（2）对机械系统的影响：

与启动电流成正比例的启动转矩使运动系统的动态转矩很大，过大的动态转矩会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏；

（3）对供电电网的影响：

过大的启动电流将使保护装置动作，切断电源造成事故，或者引起电网电压的下降，影响其他负载的正常运行。

因此，直流电动机是不允许直接启动的，即在启动时必须设法限制电枢电流，例如普通的Z2型直流电动机，规定电枢的瞬时电流不得大于额定电流的1.5～2倍。73二、启动方法

限制直流电动机的启动电流，一般有降压启动和电枢回路串电阻启动两种方式。1.降压启动：

所谓降压启动即在启动瞬间，降低供电电源电压，随着转速的升高，反电势增大，再逐步提高供电电压，最后达到额定电压时，电动机达到所要求的转速。2.电枢回路串电阻启动

启动时，电枢回路串接启动电阻Rst,此时启动电流Ist=UN/(Ra+Rst)将受外加启动电阻的限制。随着转速的升高，反电势增大，再逐步切除外加电阻直到全部切除，电动机达到所要求的转速。74电枢回路串电阻启动时电动机电枢电路和启动特性如图所示：

直线1为电动机电枢回路串接启动电阻时的机械特性，直线2为电动机的固有机械特性。启动电阻的大小就是保证启动电流为额定值的两倍。75

从图中不难看出：当电动机的工作点从a点切换到b点时，冲击电流仍很大，为了解决这种现象，通常采用逐级切除启动电阻的方法来实现。图所示为具有三段启动电阻的原理电路和启动特性。

图中：－尖峰（最大）转矩；－换接（最小）转矩76

由上可见，启动级数愈多，T1、T2愈与平均转矩

接近，启动过程快而平稳，但所需的控制设备也就愈多。我国生产的标准控制柜都是按快速启动原则设计的，一般启动电阻为（3～4）段。

多级启动时，T1、T2的数值需按照电动机的具体启动条件决定，一般原则是保持每一级的最大转矩T1（或最大电流I1

）不超过电动机的允许值，而每次切换电阻时的T2（或最小电流I2

）也基本相同，一般选择：77一、速度调节和速度变化调速（又称速度调节）与速度变化是两个完全不同的概念

电动机的调速是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速，如图所示。转速的变化是人为改变（或调节）电枢回路的电阻大小所造成的，故称调速或速度调节。3.5直流他励电动机的调速特性78

速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化（增大与减小）或其它不可预见因素引起电动机转速的变化（下降或上升），如图所示。

速度变化是在某条机械特性上，由于负载改变而引起的；而速度调节则是在某一特定的负载下，靠人为改变机械特性而得到的。79

速度变化

速度调节80二、调速方法从直流他励电动机机械特性方程式

可知：改变串入电枢回路的电阻Rad

；改变电枢供电电压U或主磁通

，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。

813.5.1电枢电路外串电阻Rad缺点1.机械特性变软，稳定性差；2.轻载时调速范围不大；3.无级调速困难；4.电阻上消耗大量电能；适用于起重机、卷扬机。823.5.2改变电压调速其中，

从特性可看出，在一定的负载转矩TL下，电枢外加不同电压可以得到不同的转速。如在电压分别为UN、U1、U2、U3的情况下，可以分别得到稳定工作点a、b、c和d，对应的转速为na、nb、nc、nd。即改变电枢电压可以达到调速的目的。83

改变电枢外加电压调速有如下特点：1）当电源电压连续变化时，转速可以平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节；2）调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大；3）调速时，因电枢电流与电压U无关，且

=

N，转矩T=Kt

N

Ia不变。

调速过程中，电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩调速。具有恒转矩调速特性的调速方法适合于对恒转矩型负载进行调速；4）可以靠调节电枢电压来启动电机，而不用其他启动设备。843.5.3改变主磁通φ从特性可看出，在一定的负载功率PL下，不同的主磁通

N、

1、

2、，可以得到不同的转速na、nb、nc。即改变主磁通

可以达到调速的目的。85

改变电动机主磁通特点：1）可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上调节；2）调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制。

普通他励电动机的最高转速不得超过额定转速的1.2倍，所以，调速范围不大，若使用特殊制造的“调速电动机”，调速范围可以增加，但这种调速电动机的体积和所消耗的材料都比普通电动机大得多；3）调速时维持电枢电压U和电枢电流Ia不变时，电动机的输出功率P=UIa电动机的输出功率不变。

在调速过程中，输出功率不变的这种特性称为恒功率调速，这种调速适合于对恒功率型负载进行调速。86例一台他励直流电动机：

带额定负载运行，求：

（1）欲使电动机转速降为，电枢回路应串多大电阻？

（2）采用降压调速使电动机转速降为，电压应降至多少伏？（3）减弱磁通使时，电动机的转速将升至多高？能否长期运行?解：

（1）

时，将各已知数代入

87得

电枢回路应串电阻为

电动机的理想空载转速

额定转矩时的转速降

降压调速时的理想空载转速

电枢电压

（2）采用降压调速使电动机转速降为，电压应降至多少伏？88因为常数

所以

（3）减弱磁通使时，电动机的转速将升至多高？能否长期运行?89因为带额定负载运行，

电枢电流为

由于，所以不能长期运行。

4901．制动与启动

启动：施电于电动机使电动机速度从静止加速到某一稳定转速的一种运动状态；

制动：使电动机速度是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制位能负载下降速度的一种运转状态。2.制动与自然停车1）自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩消耗机械能使转速慢慢下降，直到转速为零而停车。这种停车过程需时较长，不能满足生产机械快速停车的要求；2）制动：外加阻力转矩使电动机迅速停车。为了提高生产效率，保证产品质量，需要加快停车过程，实现准确停车等，要求电动机运行在制动状态。3.6直流他励电动机的制动特性913.电动机的两种工作状态1)电动状态：

为拖动转矩为阻转矩

电动机的作用是将电能转换机械能。电动机的T和n方向相同,机械特性在1、3象限2）制动状态：为阻转矩为拖动转矩

电动机的作用是吸收或消耗重物的机械能。电动机的转矩T与转速n方向相反，机械特性在2、4象限

924.电动机工作在制动状态下的两种情况1）使转速迅速减速到停止，过渡的制动状态(n是变化的)2）限制位能负载的下降速度，稳定的制动状态(n=C)

根据实现制动的方法和制动时电动机内部能量传递关系的不同，制动方法分为三种：

反馈制动、反接制动、能耗制动933.6.1反馈制动电动机变成发电机，机械能变成电能向电源馈送称为反馈制动特点：1）在外部条件的作用下，转速大于理想空载转速；2）电动机输出转矩的作用方向与n的方向相反。941．电车走下坡路时的反馈制动

设电车与地面的摩擦转矩为Tr

，阻转矩；下坡时电车所产生的位能转矩为Tp，拖动转矩；且Tp>Tr

。

匀速走平路时（a点）：输出转矩TM用来克服负载转矩Tr

。

在a—n0段：TM与n的方向相同，故为电动状态。在n0—b段：TM与n的方向相反，且工作速度大于理想空载转速，故电动机工作在反馈制动状态。952．电枢电压突然下降时的反馈制动

若电动机工作在A点时将电枢电压突然降低为U2，电动机的机械特性变为曲线2，由于机械惯性，工作点由A转换到B点。此时-TM-TL<0，电动机的转速在TM、TL的共同的作用下沿着曲线2下降直到新的平衡点D。

在B—C段，转速n与转矩TM的方向相反，运行速度大于空载转速n02，为反馈制动状态。96注意：反馈制动只在调磁降速过程中产生Φ↑n↓TL3．调磁通调速过程中的反馈制动97下放重物时的反馈制动过程下放电动状态下放制动状态提升电动状态

a点→b点n↑E↑Ia↓-TM↓制动矩B点→C点│n│>n0Ia=-Ia-TM→TM与n反方向制动改变Rad改变下降的nRad太大n很高不安全98制动简便可靠，不需改变接线能量回馈电网比较经济制动只能在n>n0时，应用范围较窄适用于位能负载稳定地下放的场合反馈制动特点99

反接制动具有如下特点：1）电动机的外加电枢电压U与感应电动势E的方向在外界的作用下由相反变为相同；2）电动机的输出转矩TM与转速n的方向相反。

在反接制动中，把改变电枢电压U的方向所产生的反接制动称为电源反接制动；而把改变电枢电动势E的方向所产生的反接制动称为倒拉反接制动。3.6.2反接制动1001．电源反接制动

设电动机外加电枢电压的参考方向为图中所示。

当电压的实际方向与参考方向相同时，电动机的机械特性为4101

当电压的实际方向与参考方向相相反时，电动机的机械特性为

其特性曲线分别如图（b）中的曲线1和曲线2所示。102反向电动正向电动反接制动位能负载反馈制动103

注意:由于在反接制动期间，电枢感应电动势和电源电压是串联相加的，因此，为了限制电枢电流，电动机的电枢电路中必须串接足够大的限流电阻。

电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。104制动强烈而迅速有自动反转的可能，转速接近零时应立即切断电源从电网吸取大量电能适用于要求迅速制动的场合电源反接制动特点1052.倒拉反接制动(串接Rad改变斜率法)注意：这里T没有反向选用不同的Rad可改变下放速度但不能太小，交叉点必须在第四象限106控制电路简单可实现低速下放重物适用于要求平稳低速下放重物地场合倒拉反接制动特点1073.6.3能耗制动(U=0串接Rad)位能负载制动状态优点：运行速度稳定不会出现倒拉制动那样因计算不准而引起不降反而上升的事故反抗负载制动优点：不会出现反向起动的危险Rad不能太小I<Imax

电阻越小，产生的反向电流越大，制动越快。108控制电路简单，平稳可靠可实现准确停车制动效果随转速成反比适用于要求减速平稳，没有反向而准确停车地场合能耗制动特点109正常接线可有三种运转状态反转接线方法不同四象限对应反转状态正转状态正常接线可有三种运转状态正转110例一台他励直流电动机的额定数据为：

(1)电动机带反抗性负载运行时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为，电枢回路应串多大电阻？

(2)电动机带位能性额定负载转矩，以1000r／min的速度下放时，可用那些方法，电枢回路分别应串多大电阻？

(3)电动机带反抗性额定负载转矩运行时，进行电压反接制动停车，欲使起始制动转矩为，电枢回路应串多大电阻?

(4)电动机带位能性负载，，欲以1800r／min的速度下放时，应采用什么方法，电枢回路应串多大电阻?

111解

（1）能耗制动时串入的电阻计算电动机的

理想空载转速

额定电磁转矩

(1)电动机带反抗性负载运行时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为，电枢回路应串多大电阻？

112时的转速

能耗制动起始时的电枢电动势:

能耗制动时电枢回路应串电阻:113所需下放速度低于理想空载转速，故可用能耗制动或倒拉反接制动方法下放该重物。用能耗制动方法下放时，电枢回路应串电阻由

用倒拉反接制动方法下放时，由其机械特性表达式可得电枢回路应串电阻的计算公式，因为

由

(2)电动机带位能性额定负载转矩，以1000r／min的速度下放时，可用那些方法，电枢回路分别应串多大电阻？

114运行时的电枢电动势

反接制动停车时电枢回路应串电阻:(3)电动机带反抗性额定负载转矩运行时，进行电压反接制动停车，欲使起始制动转矩为，电枢回路应串多大电阻?

115所需下放速度大于理想空载转速，应采用反馈制动方法电枢回路串电阻时的机械特性方程式为代入

解之得电枢回路应串电阻(4)电动机带位能性负载，，欲以1800r／min的速度下放时，应采用什么方法，电枢回路应串多大电阻?

5116第四章机电传动系统的过渡过程4.1研究机电传动系统过渡过程的实际意义4.2机电传动系统过渡过程的分析4.3机电时间常数4.4加快机电传动系统过渡过程的方法117

第四章机电传动系统的过渡过程

4.1研究机电传动系统过渡过程的

实际意义

机电传动系统过渡过程─由一个稳态向另一个稳态过渡的过程（动态过程－启动、制动、反转和调速）。外因─系统转矩平衡关系被破坏。内因─贮能的惯性元件。（机械惯性、电磁惯性和热惯性）实际意义─满足生产的需要，必须研究转速、转矩、电流对时间的变化规律才能正确地选择机电传动装置、控制电路等。118

第四章机电传动系统的过渡过程

4.2机电传动系统过渡过程的分析利用相似三角形原理TMn代入上式得机电时间常数119第四章机电传动系统的过渡过程

4.2机电传动系统过渡过程的分析一阶线性常系数非齐次微分方程全解仅考虑机械惯性的过渡过程n、T、I都是按指数规律变化的对（4.3）求导，代入运动方程式化简得120启动1.当t=0、TM=Tst、n=0，加速度最大。3τ0.05n00.95n02.实际上当t=（3～5）TM=TLn=ns3.令t=代入（4.8）n=0.632ns在数值上等于转速在此时加速直线上升到稳态ns所需时间。第四章机电传动系统的过渡过程

4.2机电传动系统过渡过程的分析121第四章机电传动系统的过渡过程

4.2机电传动系统过渡过程的分析停车电动机从开始自由停车过程中转速也是按指数规律变化的。机电时间常数由运动方程式积分得tnns0.368ns122第四章机电传动系统的过渡过程

4.3机电时间常数机电时间常数的几种表达式斜率K123第四章机电传动系统的过渡过程

4.4加快机电传动系统过渡过程的方法1.假设动态转矩不变，由初速n1到终速n2的时间为：2.由初速n1＝0到终速n2的时间为：124第四章机电传动系统的过渡过程

4.4加快机电传动系统过渡过程的方法减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子）；增加动态转矩Td；力矩惯量比大的电动机加快过渡过程的方法：3.由初速n1制动到终速n2＝0的时间为：125第四章机电传动系统的过渡过程

4.4加快机电传动系统过渡过程的方法从控制系统考虑启动过程中平均启动电流越大，启动越快。充满系数K来衡量启动快慢K=1为最优过程126第五章交流电动机的工作原理及特性5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.2三相异步电动机的定子和转子电路5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.4三相异步电动机的启动5.5三相异步电动机的调速5.6三相异步电动机的制动5.7单相异步电动机127第五章交流电动机的工原理及特性

5.1三相异步电动机的结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的基本结构定子和励磁线圈转子和转子线圈1285.1.1三相异步电动机的基本结构三相对称绕组AX，BY，CZ定子和转子硅钢冲片1295.1.1三相异步电动机的基本结构鼠笼转子结构1305.1.1三相异步电动机的基本结构ABC外接变阻器（启动和速度调节）滑环和电刷绕线转子结构131磁场闭合线圈e方向用右手定则确定f方向用左手定则确定磁场旋转5.1.2三相异步电动机的工作原理132磁极旋转导体切割磁力线产生感应电动势（右手定则）闭合导线产生电流

i（左手定则）通电导线在磁场中受力5.1.2三相异步电动机的工作原理1331.线圈跟着磁场旋转→两者转动方向一致

结论：2.线圈比磁场转得慢异步134YBZXAC转子定子定子绕组（三相）机座转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。三相定子绕组：产生旋转磁场。135旋转磁场的产生AYCBZ(•)电流出(

)电流入X136旋转磁场的产生AXBYCZ137AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下5138XBZAYCAXYCBZAXYCBZAXYCBZ139旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相。旋转磁场的旋转方向140旋转磁场的转速大小

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电流频率为fHz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：n0称为同步转速141极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ142极对数（P）的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ143极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'144极对数和转速的关系145三相异步电动机的同步转速极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速额定转速146电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但

异步电动机无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流

如果147

转差率的概念：异步电机额定运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）148转子感应电流的频率：149第五章交流电动机的工原理及特性

5.1.4定子绕组线端连接方式出线端排列短路片线电压相电压铭牌：Y/△－接线方式

380/220－不同接线应加的线电压150第五章交流电动机的工原理及特性

5.2三相异步电动机的定子电路和转子电路5.2.2转子电路分析转子感应电流有效值为E20－转子未转动感应电势X2---转子每相绕组漏磁感抗转子电路功率因素为(I2迟后E2一个ψ2角)151第五章交流电动机的工原理及特性

5.2.2转子电路的分析152第五章交流电动机的工原理及特性

5.2.3三相异步电动机的额定值电动机铭牌上的额定数据型号额定功率PN(输出的机械功率)额定电压UN(220/380V△/Y)额定频率f(50HZ)额定电流IN(10.35/5.9A△/Y)额定转速nN(额定转差率SN)工作方式(定额)温升(或绝缘等级)电动机重量153第五章交流电动机的工原理及特性

5.2.3三相异步电动机的额定值电动机铭牌上不标的额定数据额定功率因数cosψN额定效率ηN

额定转矩TN

绕线式异步电动机转子静止时滑环电压和转子额定电流通常手册上给出的数据就是额定值154第五章交流电动机的工原理及特性

5.2.3三相异步电动机的额定值例有一台三相四极的异步电动机，其额定技术数据为nN=1440r/min，R2=0.02Ω，X20=0.08Ω，电源频率f1=50Hz，E20=20V，试求：(l)电动机的同步转速n0

：(2)电动机启动时的转子电流I2st(3)电动机在额定转速时转子电动势的频率f2N；

(4)电动机在额定转速时的转子电流I2N解

(1)n0=60f1/P=60×50/2=1500r/min

(2)(3)SN=(n0-nN)

/n0=(1500-1440)

/1500=0.04

f2N=SNf1＝0.04×50Hz=2Hz(4)155第五章交流电动机的工原理及特性

5.2.4三相异步电动机的能流图输入定子的电功率定子电路中的铜损转子电路中的铜损输入转子的电磁功率铁损(磁滞和涡流损耗)机械损失功率输出的机械功率156第五章交流电动机的工原理及特性

5.3三相异步电动机的转距与机械特性5.3.1三相异步电动机的转距直流电动机的转矩三相异步电动机的转距157第五章交流电动机的工原理及特性

5.3.1三相异步电动机的转距U---定子绕组相电压；R2------转子每相绕组的电阻；X20-----n=0时转子每相绕组的感抗；K-------三相异步电动机的转矩常数。1581．固有机械特性

异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。

根据

三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示。第五章交流电动机的工原理及特性

5.3.2三相异步电动机的机械特性159

从特性曲线上可以看出，其上有四个特殊点可以决定特性曲线的基本形状和异步电动机的运行性能，这四个特殊点是：

电动机处于理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速。理想空载点额定运行点启动点临界点160

电动机额定工作点。此时额定转矩和额定转差率为

式中:

PN——电动机的额定功率；

nN——电动机的额定转速，一般

SN——电动机的额定转差率，一般

TN——电动机的额定转矩。161电动机的启动工作点。

将S=1代入转矩公式中，可得

可见，异步电动机的启动转矩Tst与U、R2及X20有关。162

当施加在定子每相绕组上的电压降低时，启动转矩会明显减小；

当转子电阻适当增大时，启动转矩会增大；

而若增大转子电抗则会使启动转矩大为减小。

通常把在固有机械特性上启动转矩Tst与额定转矩TN之比

st=Tst/TN

作为衡量异步电动机启动能力的一个重要数据。163

电动机的临界工作点。欲求转矩的最大值，可令得临界转差率

再将Sm代入转矩公式中，即可得164

通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比

称为电动机的过载系数。它表征了电动机能够承受冲击负载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。

鼠笼式异步电动机

线绕式异步电动机转矩-转差率实用公式：T/Tmax代入sm=R2/X20化简得165

由上述分析可知：异步电动机的机械特性与电动机的参数有关，也与外加电源电压、电源频率有关，将关系式中的参数人为地加以改变而获得的特性称为异步电动机的人为机械特性。

改变定子电压U、定子电源频率f、定子电路串入电阻或电抗、转子电路串入电阻或电抗等，都可得到异步电动机的人为机械特性。2.人为机械特性6166

（1）降低电动机电源电压时的人为特性不变不变随着电压的减小而大大地减小随着电压的减小而大大地减小

改变电源电压时的人为特性如图所示：167

如当定子绕组外加电压为UN、0.8UN、0.5UN时，转子输出最大转矩分别为Ta=Tmax、Ta=0.64Tmax和Ta=0.25Tmax

。可见，电压愈低，人为特性曲线愈往左移。

此外，电网电压下降，在负载不变的条件下，将使电动机转速下降，转差率S增大，电流增加，引起电动机发热甚至烧坏。168

由于异步电动机对电网电压的波动非常敏感，运行时，如电压降低太多，会大大降低它的过载能力与启动转矩，甚至使电动机发生带不动负载或者根本不能启动的现象。

例如，电动机运行在额定负载TN

下，即使

m=2，若电网电压下降到70%UN

，则由于这时

此外，电网电压下降，在负载不变的条件下，将使电动机转速下降，转差率S增大，电流增加，引起电动机发热甚至烧坏。电动机会停转169（2）定子电路接入电阻或电抗时的人为特性

在电动机定子电路中外串电阻或电抗后，电动机端电压为电源电压减去定子外串电阻上或电抗上的压降，致使定子绕组相电压降低,这种情况下的人为特性与降低电源电压时的相似。170（3）改变定子电源频率时的人为特性

一般变频调速采用恒转矩调速，即希望最大转矩保持为恒值，为此在改变频率的同时，电源电压也要作相应的变化，使U/f=C，这在实质上是使电动机气隙磁通保持不变。

因此，改变电源频率的机械特性如图所示171（4）转子电路串电阻时的人为特性

在三相线绕式异步电动机的转子电路中串入电阻后，转子电路中的电阻为172不变不变随着串接电阻的增加而增大，

此时的人为特性将是比固有特性较软的一条曲线，如图所示。随着串接电阻的增加而增大。

173

采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。

（1）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。

（2）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。

（3）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机械的冲击。

（4）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。

（5）启动过程中的功率损耗越小越好。第五章交流电动机的工作原理及特性

5.4三相异步电动机的启动特性174

其中，（1）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。

异步电动机本身的启动特性为：a.定子电流大，Ist=(5~7)IN

异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步转速）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流b.启动转矩小

启动时，转子功率因数很低，因而启动转矩却不大。175

异步电动机的固有启动特性如图所示：

显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾的，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。176一、鼠笼式异步电动机的启动方法

鼠笼式异步电动机有直接启动和降压启动两种方法，采用什么启动方法，要根据实际情况而定。1．直接启动（全压启动）

直接启动就是将电动机的定子绕组通过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额定电压下进行启动。

•特点：电动机定子绕组的工作电压和额定电压相等。

•直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此，在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。177

一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下，若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动；

若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。178

例5.2：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其PN=20kW,Ist/IN=6.5，如果供电变压器（电源）容量为560kVA，且有照明负载，问可否直接启动？同样的Ist/IN

比值，功率为多大的电动机则不允许直接启动？

解：根据经验公式算出

满足上述关系，故允许直接启动。

可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许直接启动。

1792．电阻或电抗器降压启动

异步电动机采用定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如图所示。

启动时，接触器1KM断开，KM闭合，将启动电阻串入定子电路，使启动电流减小；

待转速上升到一定程度后再将1KM闭合，Rst被短接，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。180•启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合；

•不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。

特点：

1813．Y-

降压启动

Y-

降压启动的接线图如图所示:

启动时，定子绕组接成星形；待转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。

设U1为电源线电压，IstY及Ist

为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电流），Z为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有所以所以182Y-

降压启动方法的特点：

•设备简单、经济、启动电流小；

•启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合；•只适用于正常运行时定子绕组接线为

的异步电动机。1834．自耦变压器降压启动

自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。由变压器的工作原理知，此时，副边电压与原边电压之比为

启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压启动时的K倍，因而电流也是全压启动时的K倍，即I2=KIst；而变压器原边电流I1=KI2=K2Ist，即此时电网供电电流I1是直接启动时电流Ist的K2倍。184

特点：

•与Y-

降压启动时情况一样，只是在Y-

降压启动时的为定值，而自耦变压器启动时的K是可调节的，这就是此种启动方法优于Y-

启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的K2倍。•

变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，不适于启动频繁的电动机。

•

在启动不太频繁，要求启动转矩较大、容量较大的异步电动机上应用较为广泛。通常把自耦变压器的输出端做成固定抽头，一般有K=80%、65%和50%三种电压，可根据需要进行选择。185五、延边三角形启动延边三角形启动时定子绕组的连接(a)启动时的连接(b)运行时的连接186启动方法启动电压相对值KU=Ust/UN启动电流相对值KI=Ist′

/Ist启动转矩相对值KT=Tst′/Tst直接（全压）启动111定子电路串电阻或电抗器降压启动0.80.650.50.80.650.50.640.420.25Y−Δ降压启动0.570.330.33自耦变压器降压启动0.80.650.50.640.420.250.640.420.25鼠笼式异步电动机几种常用启动方法的比较187例：有台拖动空气压缩机的鼠笼式异步电动机，PN=40KW，nN=1465r/min，Ist=5.5IN，Tst=1.6TN，运行条件要求启动转矩必须大于(0.9~1.0)

TN

，电网允许电动机的启动电流不得超过3.5IN

。试问应选用何种启动方法。启动电流的相对值应保证为只有当自耦变压器降压比为0.8时，才可满足KT≥0.56和KI≤0.64的条件。故选用自耦变压器降压启动方法，变压器的降压比为0.8。解：按要求，启动转矩的相对值应保证为188二、线绕式异步电动机的启动方法

鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。

线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。

在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电阻法和频敏变阻器启动法。1．逐级切除启动电阻法

采用逐级切除启动电阻的方法，其目的和启动过程与他励直流电动机采用逐级切除启动电阻的方法相似，主要是为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩。启动过程如图所示：189190

2．频敏变阻器启动法