【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式中，使 dT/ds=0,可求出產(chǎn)生 maxT 時(shí)的轉(zhuǎn)差率 ms 又因通常 ? ?39。1 1 2R X X?? ? 可得 39。2m 39。12RS XX?? ? ? ?21m a x 39。s 1 2m2 UT XX??? ?? 通過(guò)以上公式可見(jiàn)： （ 1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)各參數(shù)及電源頻率不變時(shí)， maxT 與 2U? 成正比， ms 則保持不變，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 與 U? 無(wú)關(guān)。 （ 2）當(dāng)電源頻率及電壓不變時(shí)， ms 與 maxT 近似的與 ? ?39。12XX? 成反比。 （ 3） maxT 與 239。R 無(wú)關(guān)， ms 則與 239。R 成正比。 除了 maxT 外，異步電動(dòng)機(jī)還有另一個(gè)重要參數(shù)，即起動(dòng) stT ，它是異步電動(dòng)機(jī)接至電源開(kāi)始起動(dòng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí) s=1（ n=0），代入?yún)?shù)表達(dá)式中得 ? ? ? ?239。12st 2239。39。s 1 2 1 2m= URT R R X X?? ? ? ? 由上式可見(jiàn)，對(duì)于繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)附加電阻（即加大 239。R ），便能改變 stT ，從而可改善起動(dòng)特性。 圖 23異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 3 實(shí)用表達(dá)式： maxmm2TT SSSS? ? 其中 maxT 為最大轉(zhuǎn)矩， mS 為發(fā)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率。 三種表達(dá)式其應(yīng)用場(chǎng)合各有不同，一般物理表達(dá)式適用于定性的分析 T與 m? 及2239。cos 39。I ? 間的關(guān)系；參數(shù)表達(dá)式可用以分析各參數(shù)變化對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的影響；沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 實(shí)用表達(dá)式最適于用以進(jìn)行機(jī)械特性的工程計(jì)算。 固有機(jī)械特性 固有機(jī)械 特性是指異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓及額定功率下，電動(dòng)機(jī)按規(guī)定的接線(xiàn)方法接線(xiàn)，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻（電抗或電容）時(shí)所獲得的機(jī)械特性曲線(xiàn) n=f（ T）。如圖 24 所示。 圖 24三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性 （ 1）起動(dòng)點(diǎn) A （ 2）額定工作點(diǎn) B （ 3）同步速點(diǎn) H， H點(diǎn)是電動(dòng)狀態(tài)與回饋制動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn) （ 4）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn) P和 39。P 由參數(shù)表達(dá)式可得 39。m mSS? 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 39。max maxTT? 由上式可見(jiàn)，在回饋制動(dòng)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較電動(dòng)狀態(tài)時(shí)大，只有當(dāng)忽略 1R時(shí)，兩者才相等。 人為機(jī)械特性 由三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性參數(shù)表達(dá)式可見(jiàn)：異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 T的數(shù)值是由某一轉(zhuǎn)速 n（或 s）下的電源電壓 U? 、電流頻率 1f 、定子極對(duì)數(shù) p、定子及轉(zhuǎn)子電路的電阻及電抗（ 1R 、 239。R 、 1X 、 239。X ）決定的。因此人為的改變這些參數(shù)，就可得到不同的人為機(jī)械特性。 現(xiàn)介紹改變某些參數(shù)時(shí)人為機(jī)械特性的變化： （ 1）降低 U? sn 不變， mS 不變，因?yàn)?T、 stT 、 maxT 均與 2U? 成正比，所以降低電壓 U? 時(shí) T、 stT 、maxT 均減小，其人為機(jī)械特性如圖 25。 圖 25異步電動(dòng)機(jī)降低 U? 時(shí)的人為機(jī)械特性 U? 降低后電動(dòng)機(jī)電流將大于額 定值，電動(dòng)機(jī)如長(zhǎng)時(shí)連續(xù)運(yùn)行，最終溫升 將超過(guò)允許值，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)壽命縮短甚至燒壞。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 2）轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻 sn 不變，當(dāng) 2R 增大，即串入 R? ， stT 增大， mS 增大， maxT 不變，其人為機(jī)械特性如圖 26 所示。 圖 26轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻時(shí)的人為機(jī)械特性 轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻適用于繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，也可用于調(diào)速。 （ 3）定子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電抗 sn 不變， mS 、 stT 、 maxT 隨所串電抗 stX 值的增大而減小，其人為機(jī)械特性如圖 27 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 27定子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng) 電抗時(shí)的人為機(jī)械特性 定子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電抗一般用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)，以限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。 （ 4）定子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻 sn 不變， mS 、 stT 、 maxT 隨所串電阻 fR 值的增大而減小，其人為機(jī)械特性如圖 28 圖 28定子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻時(shí)的人為機(jī)械特 性 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 5）轉(zhuǎn)自電路接入并聯(lián)阻抗 圖 29轉(zhuǎn)子接入并聯(lián)阻抗的電路圖與人為機(jī)械特性 適用于繞線(xiàn)式電機(jī)。轉(zhuǎn)子回路接入并聯(lián)電阻和電抗如圖 29 所示，起動(dòng)過(guò)程中，電抗值隨轉(zhuǎn)子回路的頻率變化，轉(zhuǎn)速較低即頻率較高時(shí)電抗值較大，轉(zhuǎn)子電流大部分流過(guò)電阻，隨著轉(zhuǎn)速升高，電抗逐步減小，流過(guò)電阻的電流逐步減小，流過(guò)電抗的電流逐步增大，起動(dòng)結(jié)束后，幾乎全部轉(zhuǎn)子電流都流過(guò)電抗，近乎將并聯(lián)的電阻開(kāi)路。如果參數(shù)配合適當(dāng)，電動(dòng)機(jī)在整個(gè)加速過(guò)程中產(chǎn)生幾乎恒定的轉(zhuǎn)矩，繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動(dòng)即應(yīng)用了上述原理。其人為機(jī)械特 性 不變，低速時(shí)由于電阻流過(guò)的電流大，轉(zhuǎn)矩比固有特性大， 由于電抗的串入略有減小如圖 29 所示。 綜上所述， 本設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻的方法對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速其原理如圖 210 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 210電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)速原理圖 圖 210 當(dāng) K2閉合 K3 斷開(kāi)時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)， K3 閉合 K2 斷開(kāi)時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)， RR R R R R6 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)自?xún)?nèi)串聯(lián)的電阻，通過(guò)控制 K K K K KK9 的導(dǎo)通或閉合來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 211 開(kāi)關(guān)控制保護(hù)原理圖 如圖 211所示，當(dāng)正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)候， K2 線(xiàn)圈通電 K2斷開(kāi)，當(dāng)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)候 K3 斷開(kāi)，保證了正反轉(zhuǎn)的獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)遇到故障需要停車(chē)閉合急停開(kāi) 關(guān)K1 通電，正反轉(zhuǎn)電路中 K1 斷開(kāi)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 與直流電動(dòng)機(jī)相同，三相異步電動(dòng)機(jī)也可工作于兩大運(yùn)行狀態(tài)，即電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，拖動(dòng)不同負(fù)載的條件下，改變異步電動(dòng)機(jī)電源電壓的大小、相序及頻率，或者改變繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路所串電阻等參數(shù)，三相異步電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)行在四個(gè)象限的各種不同狀態(tài)。 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 圖 212電動(dòng)狀態(tài)下異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 的方向與旋轉(zhuǎn)的方向 相同，在圖 212的第 I及第 III 象限繪出了電動(dòng)狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。第 I象限電動(dòng)機(jī)工作在正向電動(dòng)狀態(tài)，第 III 象限相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)改變 相序后，工作在反向電動(dòng)狀態(tài)。在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)由電網(wǎng)吸取電能，變換為機(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載。 制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 與直流電動(dòng)機(jī)相同，異步電動(dòng)機(jī)也可工作于回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)三種制動(dòng)狀態(tài)。其共同的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 的方向相反，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，并轉(zhuǎn)換為電能 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 （ 1）回饋制動(dòng)狀態(tài) 回饋制動(dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖 213 所示繪于第二象限。電動(dòng)機(jī)在位能負(fù)載的作用下，使其轉(zhuǎn)速高于同步速 sn ，即 n sn 時(shí)，如圖 214 電動(dòng)機(jī)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài) 。 圖 213異步電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)的機(jī)械特 性 圖 214位能負(fù)載帶動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài) 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 綜上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于同步速時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)?；仞佒苿?dòng)狀態(tài)一般用于位能性負(fù)載下放，以獲得穩(wěn)定的下放速度，或異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速由少極數(shù)變?yōu)槎鄻O數(shù)時(shí)發(fā)生。 （ 2）反接制動(dòng)狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)可有轉(zhuǎn)速反向和定子兩相反接兩種方法 1. 轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng) 轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)與直流電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)反接制動(dòng)相似。異步電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載，按正轉(zhuǎn)接線(xiàn)，轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻 ，機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)到了第 IV象限。當(dāng)接通電源，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方向與重物 產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩相反，而且，在重物 的作用下，迫使電動(dòng)機(jī)反 的方向旋轉(zhuǎn)，并在重物下降的方向加速。此時(shí)轉(zhuǎn)差率 ，隨著 的增加， 、 及 均增大，直到轉(zhuǎn)矩增至 ，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為 ，此時(shí)重物以等速下降，穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)在第 IV象限的 點(diǎn)，如圖 215所示，圖中機(jī)械特性在第 IV象限的部分（用實(shí)線(xiàn)表示）即為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 215轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)特性 這種制動(dòng)與前述回饋制動(dòng)一樣，可用于起重機(jī)的重物下放，這也屬于一種穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 2. 定子兩相反接的反接制動(dòng) 為了迅速停車(chē)或反向，可將定子兩項(xiàng)反接，工作點(diǎn)由