【正文】 SE2SI2三相異步電動機空載時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n 接近于同步轉(zhuǎn)速 。 三、定子側(cè)功率因數(shù) ： )(c o s 21 Pf??空載時定子側(cè)的功率因數(shù)很低，不超過 ，接近額定負(fù)載時，定子電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高，接近額定負(fù)載時，功率因數(shù)接近于 1；但是如果進一步增大負(fù)載，由于轉(zhuǎn)差率的增大，使功率因數(shù)角增大，則功率因數(shù)減小。對中、小型異步電動機，大約 時，效率最高。記錄定子繞組加的端電壓、定子電流 和定子輸入功率 。 ,mm xR試驗過程 ：轉(zhuǎn)軸上不加任何負(fù)載，即電動機處于空載運行，把定子繞組接到額定頻率的三相對稱電源上，當(dāng)電源電壓為額定值時，讓電動機運行一段時間，使其機械損耗達到穩(wěn)定值。 NU定子加額定電壓時，根據(jù)空載試驗測得的數(shù)據(jù) 和 ，可以算出 : 0I 0P2000010 3, IpPRIUz m???20200 Rzx ??10 xxx m ??10 RRR m ?? 空載實驗 三相異步電動機的起動和調(diào)速 三相異步電動機的起動 在額定電壓下直接起動三相異步電動機，由于最初起動瞬間主磁通約減少到額定值的一半，功率因數(shù) cos 很低， 起動電流相當(dāng)大而起動轉(zhuǎn)矩并不大 。 第①種情況下需要減小起動電流，第②種情況下需要加大起動轉(zhuǎn)矩。 總之，起動必須滿足的條件是： 起動電流要足夠??；起動轉(zhuǎn)矩要足夠大。 然而，定子串電抗器起動，降低了起動電流，但起動轉(zhuǎn)矩降低得更多。 起動電流關(guān)系 : Y △ 降壓起動設(shè)備簡單，成本低。適用于不需頻繁起動的大容量電動機。 頻敏變阻器靜止無觸點，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，大大提高了轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)，既限制了起動電流，又提高了起動轉(zhuǎn)矩，應(yīng)用較為廣泛。 為了有較大的起動轉(zhuǎn)矩、使起動過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動電阻。 二、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 ： 繞線式電動機的轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻時的機械特性如圖。 轉(zhuǎn)子回路串電阻是屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法 3322221122sRRsRRsRRsR SSSN??????式中 s s s3別是轉(zhuǎn)子串入不同的電阻后的轉(zhuǎn)差率。單繞組三速電機繞組接法已經(jīng)相當(dāng)復(fù)雜，故變極調(diào)速不適宜超過三種速度。 mdpkNfEU ??? 11111 ⑴ 保持 =常數(shù) ： （ 這種方法為恒磁通控制方式） 11fE? ?? ?sRxsREfpnsRIPT M 2222222112221 236023 ??????????????????????? ??????????從基頻向下變頻調(diào)速： 為避免電機磁路過飽和，在降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。 由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此變頻調(diào)速為 無級調(diào)速，平滑性好 。 由機械特性可見，隨著 f1的降低， Tm 減小。 mT mS從基頻向上變頻調(diào)速 ： 2121121 12321fXXfpU ???? ）（?1212 1fXX Rs m ?????⑤ 頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級調(diào)速。 串級調(diào)速的基本原理： 前述的雙饋調(diào)速要求加在電機轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢同頻率。 單相異步電動機 一、結(jié)構(gòu) ： 定子為單相繞組（起動和工作繞組）；轉(zhuǎn)子為鼠籠式。 由于反向轉(zhuǎn)矩的作用，合成轉(zhuǎn)矩減小，過載能力低。 一、能耗制動： 三相異步電動機處于電動運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為 n ,如果突然切斷三相交流電源，同時把直流電通入它的定子繞組，結(jié)果，電源切換后的瞬間，三相異步電動機內(nèi)形成了一個不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動勢，它相對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來說變成了一個旋轉(zhuǎn)磁動勢 ,旋轉(zhuǎn)方向為順時針，轉(zhuǎn)速大小為 n 。系統(tǒng)原來貯存的動能主要被電動機轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，故稱之為 能耗制動 。 LT?LT 如果電動機拖動負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩或拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，如果進行反接制動停車，則必須在降速到 n ＝ 0時切斷電源并停車，否則電動機將會反向起動。如果所串的電阻超過某一數(shù)值則會使電動機反轉(zhuǎn)，稱之為倒拉反轉(zhuǎn)制動運行狀態(tài)。 正向回饋制動運行 ：通過將一部分機械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋回電源的現(xiàn)象。 反向回饋制動運行： 當(dāng)三相異步電動機拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電源為負(fù)相序（ A、 C、 B）時，電動機運行于第 IV象限，如圖中的 B點，電磁轉(zhuǎn)矩 T＞ 0，轉(zhuǎn)速 n＜ 0,稱為反向回饋制動運行。從節(jié)能的觀點看問題，反向回饋制動下放重物比能耗制動下放重物要好。若負(fù)載大小不變，轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，轉(zhuǎn)速絕對值加大，如圖中的 C點；串入電阻越大，轉(zhuǎn)速絕對值越高。 整個回饋制動過程中，始終有 n＞ ， 轉(zhuǎn)差率 1n011 ??? n nns 轉(zhuǎn)子邊送過來的電磁功率，除了定子繞組上銅耗外，其余的回饋 給電源了。但是 倒拉反轉(zhuǎn)運行時負(fù)載向電動機送入的機械功率是靠著負(fù)載貯存的位能的減少，是位能性負(fù)載倒過來拉著電動機反轉(zhuǎn) 。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械，為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率，經(jīng)常采用反接制動停車接著反向起動的方法。反接制動過程中，電動機電源相序為負(fù)序，（ b）圖為拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 反接制動的同時轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時的反接制動機械特性。 顯然 T與 n反方向，電動機處于制動運行狀態(tài)， T為制動性的阻轉(zhuǎn)矩。 結(jié)構(gòu)特點 ：凸極定子，工作繞組為集中繞組，極靴表面開槽，小極部分罩 — 短路環(huán)（即為罩極繞組）； 工作特點 ：電動機起動轉(zhuǎn)矩很小，只適用于小型風(fēng)扇、電動模具及電唱機中，容量一般在 30～ 40瓦以下； 轉(zhuǎn)向 ：由未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分。 設(shè)電動機轉(zhuǎn)速為 n ，則對正、反轉(zhuǎn)磁場而言，轉(zhuǎn)差率 s+及 s 為： sn nns ????11 snnns ??????? 211三、單相異步電動機的特點 ： 轉(zhuǎn)子 靜止時，合成轉(zhuǎn)矩為 0，即單相異步電動機無起動轉(zhuǎn)矩。 通過改變逆變角的大小，就能改變電動機的轉(zhuǎn)差率 S。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，繞線式異步電動機組成的雙饋調(diào)速系統(tǒng)，得到了許多人的重視。 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時，只能保持電壓為 UN 不變，頻率越高，磁通 Φ m 越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁升速情況。 恒磁通變頻調(diào)速是屬于為 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式 。可見，在這種調(diào)速方式下，最大轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，并且不同頻率的各條機械特性是平行的，硬度相同。 四、變 頻 調(diào) 速 改變?nèi)喈惒诫妱訖C電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢的同步轉(zhuǎn)速，達到調(diào)速的目的。 22 c o s ?ICT mT ??注意： 調(diào)速過程轉(zhuǎn)子電流維持在額定值，即 222222)( XsRREIs ???222222)( XsREINN??NII 22 ?因 因此 常數(shù)?2c o s ?２Ｐ＝４ Ａ １ Ｘ１ Ａ ２ Ｘ ２ Ｎ Ｓ Ｎ Ｓ Ｓ ２Ｐ＝２ Ｎ Ｓ 結(jié)論： 此種變極連接方法適用于恒功率負(fù)載變極調(diào)速。當(dāng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，電機的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而減小。 三相異步電動機的調(diào)速 異步電動機的轉(zhuǎn)速為 ： )1(60)1( 11 spfsnn ????（ 1） 改變轉(zhuǎn)差率 s調(diào)速 ，包括降低電源電壓、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻等方法； （ 3）改變電機供電電源頻率。起動時串入全部電阻，隨著轉(zhuǎn)速上升逐級切除所串電阻。 頻敏變阻器是利用鐵心渦流損耗隨頻率變化而變化的原理改變起動電阻的。 起動轉(zhuǎn)矩關(guān)系 : 31??SsII31??SsTT特點： 3. 自耦變壓器降壓起動 優(yōu)點： 自耦變壓器起動不受電動機繞組連接的影響，可以根據(jù)需要選擇分接頭，比較靈活。 Y一 ? 起動： 適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。顯然此時的電抗器起到了分壓的作用。 ?? ??????? RRUIIss])()[(232212211221??? ???????RRfRpUTs所以，降低起動電流的方法有：①降低電源電壓；②加大定子邊電抗或電阻；③加大轉(zhuǎn)子邊電阻或電抗。 2?? ? NNIs IIKI 7~4??Ns TT )~(? 一般地說， 容量在 以下的小容量鼠籠式異步電動機都可直接起動。記錄電動機的端電壓、空載電流、空載功率 P。根據(jù)試驗的數(shù)據(jù)，畫出異步電動機的短路特性 、 NUU ?KI1 KP11R)( 11 UfI K ? )( 11 UfP K ? 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，可以算出短路阻抗、短路電阻和短路電抗。一般來說，電動機的容量越大，效率越高。 20 TTT ???? 22 TP ??? 20 PTT0TT?2P2P ?????? pP pPP 212 1?)( 2Pf?? 空載時， = 0， ＝ 0，隨著輸出功率的增加，效率也增加。因此，隨著 P2 的增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 下降，轉(zhuǎn)差率 s 增大。方法是： NmmNmssssk ??21 故有： ssssTTmmm?? 2Nmm TkT ?NNNN nPTT 95502 ??11 n nnS NN ??)1( 2 ??? mmNm kkss以上為已知額定工作點的計算公式 因三相異步電動機在額定范圍運行時 ,它的轉(zhuǎn)差率很小 ,即有 ssTTmm2?則有 Nmm sks 2? 三相異步電動機的工作特性 異步電動機的工作特性是指 ， 時電動機的轉(zhuǎn)速 n、定子電流 ,功率因數(shù) ， 電磁轉(zhuǎn)矩 T、效率 η 等與輸出功率 P2的關(guān)系。 ? ?2212211221)()(23xxRRfRpUTs ????????繞線式三相異步電動機通過滑環(huán)，可以把三相對稱電阻串入轉(zhuǎn)子回路而后三相再短路。 對應(yīng) n =0， S =1的電磁轉(zhuǎn)矩，用 可見， TS 與電壓平方成正比，而且轉(zhuǎn)子電阻在一定范圍內(nèi)越大，起動轉(zhuǎn)矩越大，漏電抗越大，起動轉(zhuǎn)矩越小。 過載能力 (最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) )： 最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值，或稱最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，用 km表示。 （ 2）在 S＜ 0范圍內(nèi)， n＞ n 1 ，特性在第Ⅱ 象限，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，是制動性轉(zhuǎn)矩，電磁功率也是負(fù)值，是 發(fā)電狀態(tài) ，機械特性在 S＜ 0 和 S＞ 0 兩個范圍內(nèi)近似對稱。 三、電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式：