【文章內(nèi)容簡介】 ：異步電動機(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、電流頻率、定子極對數(shù)p、定子及轉(zhuǎn)子電路的電阻及電抗（、）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?，F(xiàn)介紹改變某些參數(shù)時(shí)人為機(jī)械特性的變化：（1）降低不變，不變，因?yàn)門、均與成正比，所以降低電壓時(shí)T、均減小，其人為機(jī)械特性如圖25。圖25異步電動機(jī)降低時(shí)的人為機(jī)械特性降低后電動機(jī)電流將大于額定值，電動機(jī)如長時(shí)連續(xù)運(yùn)行，最終溫升將超過允許值，導(dǎo)致電動機(jī)壽命縮短甚至燒壞。（2）轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對稱電阻不變，當(dāng)增大，即串入，增大，增大，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)對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對稱電阻適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動，也可用于調(diào)速。（3）定子電路串聯(lián)對稱電抗不變，、隨所串電抗值的增大而減小，其人為機(jī)械特性如圖27圖27定子電路串聯(lián)對稱電抗時(shí)的人為機(jī)械特性定子電路串聯(lián)對稱電抗一般用于籠型異步電動機(jī)的降壓起動，以限制電動機(jī)的起動電流。（4）定子電路串聯(lián)對稱電阻不變，、隨所串電阻值的增大而減小，其人為機(jī)械特性如圖28圖28定子電路串聯(lián)對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性（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，起動過程中，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)子電流大部分流過電阻，隨著轉(zhuǎn)速升高，電抗逐步減小，流過電阻的電流逐步減小，流過電抗的電流逐步增大，起動結(jié)束后，幾乎全部轉(zhuǎn)子電流都流過電抗，近乎將并聯(lián)的電阻開路。如果參數(shù)配合適當(dāng)，電動機(jī)在整個(gè)加速過程中產(chǎn)生幾乎恒定的轉(zhuǎn)矩，繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動即應(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)對稱電阻的方法對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速其原理如圖210所示。圖210電動機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)速原理圖圖210當(dāng)K2閉合K3斷開時(shí)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，K3閉合K2斷開時(shí)電動機(jī)反轉(zhuǎn)，RRRRRR6為電動機(jī)轉(zhuǎn)自內(nèi)串聯(lián)的電阻，通過控制KKKKKK9的導(dǎo)通或閉合來對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速。圖211 開關(guān)控制保護(hù)原理圖如圖211所示，當(dāng)正轉(zhuǎn)開關(guān)閉合的時(shí)候，K2線圈通電K2斷開，當(dāng)反轉(zhuǎn)開關(guān)閉合的時(shí)候K3斷開，保證了正反轉(zhuǎn)的獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)遇到故障需要停車閉合急停開關(guān)K1通電，正反轉(zhuǎn)電路中K1斷開。與直流電動機(jī)相同，三相異步電動機(jī)也可工作于兩大運(yùn)行狀態(tài)，即電動運(yùn)行狀態(tài)和制動運(yùn)行狀態(tài)。在交流電力拖動系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，拖動不同負(fù)載的條件下，改變異步電動機(jī)電源電壓的大小、相序及頻率，或者改變繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路所串電阻等參數(shù)，三相異步電動機(jī)可以運(yùn)行在四個(gè)象限的各種不同狀態(tài)。圖212電動狀態(tài)下異步電動機(jī)的機(jī)械特性電動運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)是電動機(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象限繪出了電動狀態(tài)下電動機(jī)的機(jī)械特性。第I象限電動機(jī)工作在正向電動狀態(tài)，第III象限相當(dāng)于電動機(jī)改變相序后，工作在反向電動狀態(tài)。在電動狀態(tài)下運(yùn)行，電動機(jī)由電網(wǎng)吸取電能，變換為機(jī)械能帶動負(fù)載。與直流電動機(jī)相同，異步電動機(jī)也可工作于回饋制動、反接制動及能耗制動三種制動狀態(tài)。其共同的特點(diǎn)是電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，以實(shí)現(xiàn)制動。此時(shí)電動機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，并轉(zhuǎn)換為電能（1）回饋制動狀態(tài)回饋制動時(shí)，異步電動機(jī)的機(jī)械特性如圖213所示繪于第二象限。電動機(jī)在位能負(fù)載的作用下，使其轉(zhuǎn)速高于同步速，即n 時(shí)，如圖214電動機(jī)進(jìn)入回饋制動狀態(tài)。圖213異步電動機(jī)回饋制動的機(jī)械特性圖214位能負(fù)載帶動異步電動機(jī)進(jìn)入回饋制動狀態(tài)綜上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于同步速時(shí)，電動機(jī)處于回饋制動運(yùn)行狀態(tài)?；仞佒苿訝顟B(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）反接制動狀態(tài)實(shí)現(xiàn)反接制動可有轉(zhuǎn)速反向和定子兩相反接兩種方法1. 轉(zhuǎn)速反向的反接制動轉(zhuǎn)速反向的反接制動與直流電動機(jī)的電勢反接制動相似。異步電動機(jī)帶位能性負(fù)載，按正轉(zhuǎn)接線，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，電動機(jī)的起動轉(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)線表示）即為異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速反向的反接制動。圖215轉(zhuǎn)速反向的反接制動時(shí)的異步電動機(jī)特性這種制動與前述回饋制動一樣，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為了迅速停車或反向，可將定子兩項(xiàng)反接，工作點(diǎn)由A轉(zhuǎn)移到B，此時(shí)轉(zhuǎn)差率為圖216異步電動機(jī)定子兩相反接的電路圖與機(jī)械特性在兩相反接時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為T，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩共同作用下，電動機(jī)轉(zhuǎn)速很快下降，這相當(dāng)與圖216中機(jī)械特性的BC段。在轉(zhuǎn)速為零的C點(diǎn)，如不切斷電源，電動機(jī)即反向加速，進(jìn)入反向的電動狀態(tài)（對應(yīng)特性CD段），加速到D點(diǎn)時(shí)，電動機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)的逆轉(zhuǎn)過程。定子兩相反接的反接制動就是指機(jī)械特性的BC段。（3）能耗制動狀態(tài)圖217異步電動機(jī)能耗制動的電路圖及機(jī)械特性異步電動機(jī)原在圖217所示的A點(diǎn)運(yùn)行，相應(yīng)于圖16電路圖中S1閉合，S2斷開。為了迅速停車，開關(guān)轉(zhuǎn)換，即當(dāng)S1 斷開，電動機(jī)脫離電網(wǎng)時(shí)，立即將S2 接通，則在定子兩相繞組中通入直流電流，在定子內(nèi)形成一固定磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子由于慣性而仍在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其導(dǎo)體即切割該磁場，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和轉(zhuǎn)子電流。根據(jù)左手定則，可以確定出轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，即為制動轉(zhuǎn)矩?？梢宰C明，能耗制動的機(jī)械特性與定子接三相交流電源運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性很相似，是一條具有正、負(fù)最大值，過 點(diǎn)的曲線，如圖217中的曲線2和3。能耗制動的機(jī)械特性曲線在第II象限。如果以轉(zhuǎn)子不外串電阻，定子直流勵磁電流為某一定值時(shí)的曲線1為基準(zhǔn)，如果增大轉(zhuǎn)子回路所串電阻而直流勵磁電流不變時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩不變，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速增加，如圖217曲線3所示。如果轉(zhuǎn)子回路所串電阻不變而直流勵磁電流增大時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩增大，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速不變，如圖217曲線2所示。在能耗制動時(shí)，改變轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻或定子直流勵磁電流的大小，均可調(diào)節(jié)制動轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。由機(jī)械特性曲線的形狀可見，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降為零時(shí)，其制動轉(zhuǎn)矩亦降為零，所以應(yīng)用能耗制動能使生產(chǎn)機(jī)械準(zhǔn)確停車。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用能耗制動能更好的達(dá)到停車的目的。3 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件各模塊電路的設(shè)計(jì)是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功與否的基礎(chǔ)，只有在對硬件進(jìn)行了合理地設(shè)計(jì)后，才能在此基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)軟件的設(shè)計(jì)和最終實(shí)現(xiàn)的軟硬件聯(lián)調(diào)等過程。所以說，對硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)該采集系統(tǒng)中不容忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)。微控制器選用ATMEL公司的AT89S51。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處