三相异步电动机的运行与拖动

1. 三相异步电动机的机械特性表达式

（1）物理表达式

（2）参数表达式

（3）实用表达式              

当三相异步电动机在额定负载范围内（ ）运行时，实用表达式可以得到简化的线性表达式（近似公式）为

2. 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性：

（1）固有机械特性

三相异步电动机的定子加额定频率的额定电压下，定子绕组按规定的接线方式联结，定子及转子回路不外接任何电器元件的条件下的机械特性称为固有机机械特性。此特性上有四个重要特殊点：

1）理想空载点，其特点是： 。

2）额定工作点，其特点是： 。且有

3）起动工作点，其特点是： 。且起动转矩为 

4）临界工作点，其特点是： 。且最大转矩为

临界转差率为

式中“＋”号适用于电动机状态；式中“－”号适用于发电机状态。

（2）人为机械特性：

1）降低定子回路端的人为机械特性；

2）定子回路串接三相对称电抗或电阻时的人为机械特性；

3）转子回路串接三相对称电阻时的人为机械特性；

4）改变定子电源频率的人为机械特性（变频原理）

3.三相异步电动机的起动

（1）直接起动：只有在电网或供电变压器容量允许的前提下才能采用。一般用于容量小于 的鼠笼式异步电动机的直接起动。

（2）鼠笼式异步电动机的降压起动：如定子回路串接电抗或电阻，ㄚ－Δ，自耦变压器，延边三角形等。

（3）绕线式异步电动机的起动：如转子回路串接电阻或频敏变阻器。

4. 三相异步电动机的制动

（1）能耗制动：其特点是在定子两相绕组上加上直流电压或电流，产生制动转矩，使电机停车，机械特性由第一象限转为第二象限。

（2）反接制动：分为定子两相反接的反接制动和倒拉反接制动两种。其特点是 与 反向，若是定子电流反接制动（产生反抗性转矩），则 与 同向，机械特性由第一象限转为第二象限，使电机迅速停车（当 ＝0时要及时拉开电源，否则反转）；若是倒拉反接制动（产生反抗性转矩），则 与 仍反向，机械特性由第一象限转为第四象限，电机反转使重物匀速下降。

（3）回馈制动：其特点是 ＞ ,电磁转矩 和转差率 均为负值，机械特性曲线是第一象限中电动机状态下的机械特性在第二象限的延伸。

5.三相异步电动机的各种运行状态。

（1）电动状态：其特点为

1） 与 方向相同， 为拖动性转矩；

2） ＜ ，即0＜ ＜1；

3）机械特性及其稳定特性在第一、三象限；

4）电机向电网吸收电能，并转变为机械能，从电机轴上输出。

（2）制动状态：其特点为

1） 与 方向相反， 为制动性转矩；

2）机械特性及其稳定特性在第二、四象限；

3）电机从轴上吸收电能，并转变为电能，但能量关系还随制动状态不同而异。

6．三相异步电动机的调速。

（1）改变转差率 调速：常用的方案有

1）改变定子电压调速；

2）转子回路串电阻调速；

3）电磁转差离合器调速；

4）串级调速。

这些调速方法除串级调速外，设备简单，起动性能好，随着转差率的增加，机械性能变软，功率被消耗在转子回路或电磁转差离合器的电枢上，效率降低。为了提高机械性能的硬度，扩大调速范围，必须采用转速负反馈闭环调速系统。

（2）变极调速：

1）ㄚ－ㄚㄚ接法：属恒转矩调速；

2）△－ㄚㄚ接法：属恒功率调速。

（3）变频调速：

变频调速也是一种改变同步转速的调速方法。它分两种情况：在基频以下变频调速时，应使电压 与频率 按比例地配合调度，即 / ＝常数，其目的是保持磁通 不变，属恒转矩调速：在基频以上变频调速时，应保持电压 不变，这时频率升高，则磁通 弱磁，属恒功率调速。

变频调速能对异步电动机转速进行宽范围的连续调节，该方法控制功率小，调节方便，易于实现闭环控制，它是目前广泛采用的一种调速方式。