I2’----转子电流 Cosψ2----转子功率因数 功率与转矩和转速的关系 P=Tn/9550
• 电动机的转矩
可从电动机铭牌上额定功率和 额定转速等数据求得。
n n0
a
nN
b
T
0
正常情况下，电动机都工作在
TNTst Tmax
特性曲线的 ab 段，当负载转矩增加时，电动机转
速要降低，但对应的电磁转矩却要增加，因为 ab
三、变转差率调速
• 只要在绕线式电动机的转子电路中接入一个调速电阻，改变电阻 的大小，就可以得到平滑调速。如增大调速电阻时，转差率上升， 而转速下降。这种调速方法的优点是设备简单、投资少；但能量 损耗较大。
这种调速方法广泛应用于起重设备中。
三相电动机的制动
• 因为电动机的转动部分有惯性，所以把电源切断后，电动机还会 继续转动一定时间后停止。为了缩短辅助工时，提高生产机械的 生产率，并为了安全起见，往往要求电动机能够迅速停车和反转。 这就需要对电动机制动。对电动机制动，也就是要求它的转矩与 转子的转动方向相反。这时的转矩称为制动转矩。
Y´ A C´
Z´ B
X´
X
B´
C
Z A´ Y
C
A
X A ´ XY ´Z ´ ´
C´ Y´ A X´ 转子
Z´ B
B´
P=2Βιβλιοθήκη X BZC A´ Y
磁场位置(t=0)
2. 三相异步电动机的极数与转速
• 电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极数不同则磁场的转 速就不同，在一对磁极的情况下，交流电经历一个周期磁场恰好 在空间转过一圈，若定子电流的频率为f1，旋转磁场在每分钟将转 过60f1 周。
其值很小。这时电动机的电磁转矩也很小，但其转速n0（称 空载转速）很高，接近于同步转速。
电动机的旋转原理
异步电动机的转子转速n低于同步转速n1，两者的差值(n1-n) 称为转差。转差就是转子与旋转磁场之间的相对转速。
转差率就是相对转速（即转差）与同步转速之比， 用s
表示，
s n1 n n1
A1 X1 A2 X2
A
X
p=2的绕组接法
A1 X1 A2 X2
A
X
p=1的绕组接法
二、变频调速
• 变频调速就是改变电源电压的频率，从而改变电动机的转速。目前主要 采用下图所示的变频装置
f1=50Hz
+
~ 整流器 -
f可变
M
逆变器
3~
整流器先将50Hz的交流电变换为直流电，再由逆 变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相 交流电，供给鼠笼式异步电动机。由此可得到电 动机的无级调速，并具有硬的机械特性。
电磁转矩带负载的能力用启动转矩和额定转 矩的比值来比较
n U1 < U1
U1
U1
T 0 U1对转矩的影响
三相电动机的调速
• 调速就是在同一负载下能得到不同的转速，以满足生产过程的要 求。
从三相异步电动机的转速公式
n

(1 s)n0

(1 s)
60f1 p
可以看到改变电动机的转速有三种可能：
（1）改变电源频率f1
动，转子导体逆时针方向切割磁力线，产生感应电动势、感 应电流 ，其方向可根据右手定则判断（假定磁场不动， 导 体以相反的方向切割磁力线）。由于转子电路为闭合电路， 在感应电动势的作用下， 产生了感应电流由于载流导体在磁 场中要受到力的作用， 因此， 可以用左手定则确定转子导 体所受电磁力的方向如图 所示。 这些电磁力对转轴形成一 电磁转矩， 其作用方向同旋转磁场的旋转方向一致。这样， 转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动起来。
内容安排
• 电动机和电力拖动系统 • 变频器的发展 • 变频器的基本原理 • 变频器的控制方式 • 变频器的作用 • 不同负载对于变频器的要求 • 变频器的外围设备 • 变频器的选型
电动机的旋转原理
一、三相异步电动机的转动原理 当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋
转磁场。设旋转磁场以n1的速度顺时针旋转，相当于磁场不
电动机的旋转原理
转子转速n2与旋转磁场n1同向， 转子转速n2不可能达到同步转 速n1（若n1＝ n2 ，转子和旋
转磁场不存在相对运动，转子 部切割磁力线转子受电磁力
F=0）。有n1大于 n2 。故称
为异步电动机
电动机不带机械负载的状态称为空载。这时负载转矩是
由轴与轴承之间的摩擦力及风阻力等造成的，称为空载转矩，
• 一、三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。
对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差 120°的空间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对 数用p表示，则p=1。 若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组始 端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
（2）改变极对数p
（3）改变转差率s
前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线 式电动机的调速方法。下面我们分别讨论。
一、变极调速
• 由式
n0

60f1 p
可知，如果极对数减小一半，
则旋转磁场的转速便提高一倍，转子转速差不多
也提高一倍，因此，改变p可以得到不同的转速。
如何改变极对数呢？这同定子绕组的接法有关。
当磁极对数为 p时，磁场的转速为
n0

60 f1（转每分） p
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n0为
p
1 2 3 4 56
n（0 r / min） 3000 1500 1000 750 600 500
电动机的转矩
异步电动机的转矩表达式:
T=CmφmI2’cosψ2
Cm----电磁转矩系数
转差率是分析异步电动机运转特性的一个重要参数。
在电动机起动瞬间，n=0，s=1；当电动机转速达到同步转
速（为理想空载转速，电动机实际运行中不可能达到）时，
n=n1，s=0。由此可见，异步电动机在运行状态下，转差率 的范围为0＜s＜1；在额定状态下运行时，s=0.02～0.06。
电动机的旋转原理
2. 三相异步电动机的极数与转速
异步电动机的制动常用下列几种方法：
段比较平坦，所以电动机的转速变化不大。这种
特征称为硬的机械特性。
2. 最大转矩 Tmax
n n0
a
nN
b
• 在机械特性曲线的最大值，称为最大转矩或 0
T
临界转矩。
TNTst Tmax
• 稳定运行和非稳定运行的分界点
3. 起动转矩 Tst
电动机刚起动 (n =0) 时的转矩称为起动 转矩
电动机已接通电源，但尚未启动