1.1 机械特性的表达式
(二) 参数表达式
2）最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率: ' '
dT em 由 ds 0 得：
（4）最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:
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m
Tm TN
+ 电动状态 - 发电状态 （1）显然U1↓则Tm↓↓，感应电机对供电电压最敏感! （2） Tm与r2无关但sm与r2有关，r2↑使sm↑, 则曲线顶点左移， Tst↑, 对起动有利 （3）x↑， Tm ↓，即漏抗越大， Tm越小
n
结论：当其它参数一定时
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。 Tst 4、起动转矩不大！启动过程“翻山越岭” st TN 5、起动转矩倍数
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、起动转矩与电源电压平方成正比； 2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；
LI
异步电动机拖动 电机与拖动
1 三相异步电动机的机械特性
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“集肤效应”—导体中的电流向导 体表面集中的现象。它使导体的 有效面积变小，有效电阻加大， 刚好有利于起动。
LI
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2 三相异步电动机的启动
2.2 鼠笼型转子异步电动机的起动
2.2.1 改善起动的特殊结构
2. 深槽结构 • 特点：槽窄而深 • 运行时，转子电流频率低，电流基本上平均分布 • 起动时s=1，转子电流频率较高，电流被逐渐挤到上部 • 相当于增大了转子电阻
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LI
1.起动点A:
n 0,s 1,Tem Tst
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1 三相异步电动机的机械特性
1.3 人为机械特性
m1 pU12 r'2 / s Tem 2 ' 2 2 f ( r r' / s ) ( x x 1)降压时的人为机械特性 1 1 2 1 2 )
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- 何时T 最大？cosφ2=1时，对应s=0的时候。显然，在感 应电机里面注定不可能，永远实现不了的！！ - 何时T最小？s最大的时候，对应s =1起动时，即起动时候 电流很大但转矩却不大
LI
• 分析与结论 r '2 cos 2 (r '2 ) 2 ( sx '2 ) 2 1、要产生转矩T，Φ和I2 缺一不可 2、比直流电机复杂，相当于电流的有效分量，是 I2cosφ2决定了T 的大小 - 即使I2很大，但是如果cosφ2很小，那么转矩也很小！
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2 三相异步电动机的启动
2.2 鼠笼型转子异步电动机的起动
2.2.1 改善起动的特殊结构
3. 高转差率笼型电动机 • 转子导条采用电阻率较高的材 料，同时减小导条的截面积。 • 显然，其起动转矩比普通鼠笼 式异步电动机的起动转矩要 大。 • 多用于起重、冶金机械。 • 由于转子电阻大，也降低了电 机的效率。
U 1下降后, Tm 和 Tst 均下降, 但 sm不变, m 和 st 减少。
s n n
0
1
TL
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0.8UN UN
如果电机在定额负载下运 行, U1 下降后, n下降, s 增大, s 转子电流因 E2s= sE2 增大而增 m 大, 长期欠压过载运行将使电 机过热，减少使用寿命。 10
0.64Tst Tst0.64Tm Tm
LI
Tem
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1 三相异步电动机的机械特性
1.3 人为机械特性
sm r2
m1 pU 12 Tm 2 ' 2 4 f1 ( x1 x'2 ) 4 f1 [ r1 r1 ( x1 x2 ) ] m1 pU 12
cos 2
(一) 物理表达式—电磁转矩的数学表述式
(r '2 ) 2 ( sx '2 ) 2
Tem CT m I '2 cos 2
4.44m1 pN 1 kW 1 CT 2
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1 三相异步电动机的机械特性
1.1 机械特性的表达式
Tem CT m I 2 cos 2
2)转子回路串对称电阻时的人为机械特性 '
r12 ( x1 x'2 )2 特点： –最大转矩Tmj基本与转子电阻 无关，所以Tm不变； –sm∝r2′，sm成正比增加；这 两项使机械特性变软。 –Tst最初增加，而后又减小； –ns与r2'无关，所以ns不变。 除了上述特性外，还有 改变电源频率、极对数等人 为机械特性。
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1 三相异步电动机的机械特性
1.1 机械特性的表达式 (二) 参数表达式
m1 pU12r'2 / s Tem 2 ' 2 ( r r' / s ) ( x x 2 f1 2 1 2 ) 1 Tem m1U12
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•在电机参数和电网频率不变的情况下，异步电动机的 电磁转矩与定子电压U1的平方成正比。T∝U12 •机械特性参数表达式为关于转差率s的二次方程，因 此必然对应于某一转差率sm时，有一最大转矩Tm。
- s=0时，T=0；物理意义：不切割磁力 线 - s↑但很小，分子↓，分母↓↓，则T 近似正比于s；物理意义：近似于弹簧 - 曲线特点：存在最大值Tm, 对应临界转 差率sm
异步电动机的 机械特性
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1 三相异步电动机的机械特性
1.1 机械特性的表达式
(二) 参数表达式
LI
s
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1.1 机械特性的表达式
(三) 实用表达式
2Tm Tem s sm sm s
N

N
s
N

n
s
n ns
N
sm s N ( m
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N
T

PN
60 PN 2 n N
Tm mT
LI
2 m 1 )
TN • 已知： PN，nN，λm sN sm • 求： TN，Tm，Tst…… • 步骤：（1）利用PN，nN，λm求出来TN ， Tm，sN， （2） 由实用表达式求出sm
典型题
2Tm s m
sN
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1 三相异步电动机的机械特性
1.2 固有机械特性
固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接 线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。 几个特殊点：
2.最大转矩点B: n nm ,s sm ,Tem Tm 3.额定运行点C n nN ,s sm ,Tem TN 4.同步运行点D n n1 ,s 0,Tem 0
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2 三相异步电动机的启动
2.2 鼠笼型转子异步电动机的起动
2.2.1 改善起动的特殊结构 5、共同缺点 • 提高了起动性能， 必然损失运行性能 • 漏抗较大 • 力能指标（功率因 数、最大转矩和过载 能力）下降
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异步电动机拖动 电机与拖动
2 三相异步电动机的启动
异步电动机拖动 电机与拖动
主要内容： 1 三相异步电动机的机械特性 2 三相异步电动机的起动 3 三相异步电动机的制动
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4三相异步电动机的调速
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1 三相异步电动机的机械特性
1.1机械特性的表达式T-s曲线
• 三相异步电动机的机械特性是指定子电压、频率及电机结 构参数固定时的n=f(Tem)， 或s=f(Tem) r '2
2.2 鼠笼型转子异步电动机的起动
2.2.2 笼型电动机起动方法 • • 直接起动 降压起动 - 定子串接对称电阻起动 - 定子串接对称电抗起动 - 自耦变压器降压起动 - 星形—三角形（Ｙ—Δ）降压起动
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Tst Tst
结论：感应电机增加转子电 阻是最好的起动方法！（增 大Tst的同时Ist减小了）
LI
r2+rs Tem Tm
r2
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2 三相异步电动机的启动
2.2 鼠笼型转子异步电动机的起动
2.2.1 改善起动（I2大Tst小）的特殊结构
1. 共同特点 • 目的：改进转子槽形，增加转子电阻，提高起动性能 • 原理：利用“集肤效应”，“趋表效应” - 通电频率高时电流趋向于集中在导体表面 - 相当于减小截面积，增大电阻
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2 三相异步电动机的启动
2.1 异步电动机的起动要求
• 从减小起动电流方面看： • 方法： - 降低电压（起动转矩减小） -增大电阻 • 从增大起动转矩方面看： - r2↑，sm↑，Tm不变 - 曲线顶点下移 - Tst↑
s n
0 sm
n1
sm 1 0
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（２）Tm与r2'无关； （３）sm∝r2'； （４）sm与U1无关； （５）两个临界转差率的绝对值相等； （ 6 ）︱TemG ︱ > ︱ TemM ︱
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Sm 0
（１）T∝U12，Tm∝U12；
0
ns
1 0
-TmG
LI
Tst TmM Tem
r2' sm ' ' 2 2 x x r1 ( x1 x2 ) 1 2
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