第 5章 感应电机的稳态分析
5.6感应电动机参数的测定
5.6.1空载试验
1、目的
2、方法
3、步骤
4、空载特性图（ 5-21）
5、参数确定
5.6.2 堵转试验
1、目的
2、方法
3、步骤
4、短路特性图（ 5-23）
5、堵转时感应电动机的等效电路（ 5-24）
6、参数确定第 5章 感应电机的稳态分析
5.7感应电动机的转矩 -转差率曲线
1、物理表达式
5.7.1 转矩 -转差率的特性三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以异步电动机的机械特性通常用 表示。电磁转矩是异步电动机的驱动转矩，本节专题研究。
)(sfTem?
s
e
Te
PICT
2
'
20 co s?
表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的有功分量 相互作用产生的。 0?2'2 cos?I
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7感应电动机的转矩 -转差率曲线
5.7.1 转矩 -转差率的特性
2、参数表达式（ 5-51）
2'
21
22
1
22
11
)()(?cXX
s
R
cR
s
R
Um
T
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说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ 1,f1）、结构参数（ R,X,m、
p）和运行参数（ s）有关。
第 5章 感应电机的稳态分析
3、三相异步电动机的机械特性 曲线)(
emTfn?
5.7.1 转矩 -转差率的特性第 5章 感应电机的稳态分析在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令 求得,0?
ds
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ss
m
最大转矩与额定转矩之比称为过载能力,
（一般在 1.6--2.2之间，起重，冶金电动机 2-3）
2,越大,越大； 与 无关。2R
2Rms eT
1,与 成正比； 与 无关。
mT 21U mT 1U
3,和 都近似与漏抗成反比
mT ms
5.7.1 转矩 -转差率的特性
4、最大转矩第 5章 感应电机的稳态分析在特性曲线上还有一个起动转矩，即 时的转矩,)1(0 sn
2'212'21
'
2
2
11
)()( cXXcRR
RUmT
s
st
结论：当其它参数一定时
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；
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。
N
st
st T
TK?
4、起动转矩倍数
5.7.1 转矩 -转差率的特性
5、起动转矩第 5章 感应电机的稳态分析
电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线。
异步电动机的机械特性就是 T-s曲线 （ 5-27）。
几个关键点：
起动点
最大转矩点
额定工作点
电动，发电，制动三种运行状态
5.7.1 转矩 -转差率的特性
6、机械特性第 5章 感应电机的稳态分析
m
m
m
me
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T
T
2
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工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。方法是：
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N
N n
PT 9550? NTm TT
1
1
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nns N
N
)1( 2 TTNm ss
将 Tm和 sm代入即可得到机械特性方程式。（ P167 例题 5-4 5-5）
利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：
5.7.2 归一化转矩 -转差率表达式第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性（选学）
一、物理表达式
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式二、参数表达式三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以异步电动机的机械特性通常用 表示。)(sfT
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说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ 1,f1）、结构参数（ R,X,m、
p）和运行参数（ s）有关。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式三相异步电动机的机械特性 曲线)(
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第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令 求得,0?
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第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式在特性曲线上还有一个起动转矩，即 时的转矩,)1(0 sn
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结论：当其它参数一定时
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；
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。
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4、起动转矩倍数第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式三、实用表达式
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工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。方法是：
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将 Tm和 sm代入即可得到机械特性方程式。
利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性一、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。 s n
0
nNsN
nmsm
1 0 T
NTst Tm
Tem
几个特殊点：
A
B
C
D
1.起动点 A:
stem TTsn,1,0
2.最大转矩点 B,memmm TTssnn,,
3.额定运行点 C
NemmN TTssnn,,
4.同步运行点 D 0,0,
1 emTsnn
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性二、人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。
1,降压时的人为机械特性 s n
sm
1 0
TL
UN
0 n1
0.8UN
下降后,和 均下降,
但 不变,和 减少。
1U mT stT
ms stkT?
如果电机在定额负载下运行,下降后,下降,增大,
转子电流因 增大而增大,导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使用寿命。
1U n s
22 sEE s?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性二、人为机械特性
2,转子回路串对称电阻时的人为机械特性串电阻后,,不变,增大。n
mT ms
在一定范围内增加电阻，可以增加 。当 时,若再增加电阻,减小。stT
1?ms mst TT?
stT
串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。
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。 1 0 Tst Tm
Tem
s n
0 n1
sm R2
Tst
sm R2+Rs
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性一、转速特性
).(,2PfnffUU NN 时和在定义二、转矩特性
).(,22 PfTffUU NN 时和在定义工作特性的曲线如图所示：
异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。
异步电动机的输出转矩：
转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。
转矩曲线为一个上翘的曲线。
（近似直线）
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性三、定子电流特性
).(,21 PfIffUU NN 时和在定义四、定子功率因数特性
).(c o s,21 PfffUU NN时和在定义空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。
空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；
随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；
在额定功率附近，功率因数达到最大值。
如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性五、效率特性
).(,2PfffUU NN时和在定义其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变；
效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。
异步电动机额定效率在 74-94%之间；
最大效率发生在 (0.7-1.0)倍额定效率处。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的过程,对电动机的起动性能要求二：起动电流小,起动转矩不大。
起动定义：电动机接到电源上，从静止状态到稳定运行状态的过程。
1.起动电流大,
起动时,,转子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势平衡关系,定子电流必然增大,
1,0 sn
k
st Z
U
xxrr
U
I 1
2
21
2
21
1
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第 5章 感应电机的稳态分析
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
2.起动转矩不大,
从下述公式分析
2'20 co s?ICTT Temst
起动时,,远大于运行时的,转子漏抗 很大,很低,尽管 很大,但 并不大,
1?s s 22 sXX s? 2cos?
2I 22 cos?I
由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,
对应的气隙磁通减小,
由上述两个原因使得起动转矩不大,
第 5章 感应电机的稳态分析
3.起动电流大的原因：此时处于短路。
4.起动转矩不大的原因,1） 减少；
2） 减小；
使 Tst不大。
5.起动要求：①起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；
②起动转矩尽量大，以缩短起动时间；
③起动设备简单，可靠。
m?
2cos?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动一、直接起动可以直接起动的条件：起动电流倍数
)( )341 kWk V Ak I 电动机容量电源容量（
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
① 优点：设备简单，操作方便；
②缺点：起动电流大，须足够大的电源；
③适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动二、降压起动
3
1?
st
stY
T
T
适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时 Y接；运行时 △ 接。 如果电源容量不够大，可采用降压起动。即起动时，降低加在电动机定子绕组电压，起动时电压小于额定电压，待电动机转速上升到一定数值后，再使电动机承受额定电压，可限制起动电流。
起动电流关系,
Y- △ 降压起动 多用于空载或轻载起动
1.Y-△ 降压起动
3
1?
st
stYII
起动转矩关系,
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析二、降压起动
2.自耦变压器降压起动
S
N
st Z
UI?直接起动时的起动电流：
s
N
S
st kZ
U
Z
UI 1
1
降压后二次侧起动电流：
s
Nstst
Z
U
kIkI 21
11变压器一次侧电流：
2
1
kI
I
st
st电网提供的起动电流减小倍数：
2
1
kT
T
st
st起动转矩减小的倍数：
自耦变压器一般有三个分接头可供选用。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动（例题 5-6）
一、转子串电阻起动在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，又能增大起动转矩。转子：一般均接成 Y形，正常三相绕组通过滑环短接，
若转子绕组直接短接情况下起动，与鼠笼一样,Ist大,Tst不大。
为了有较大的起动转矩、使起动过程平滑，应在转子回路中串入多级对称电阻，并随着转速的升高，逐渐切除起动电阻。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析电动机由 a点开始起动，经
b→c→d→e→f
→g→h，完成起动过程。
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动一、转子串电阻起动
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动二、转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。
起动时,S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动二、转子串频敏变阻器起动起动时,,频敏变阻器铁损大,反映铁损耗的等效电阻 大,相当于转子回路串入一个较大电阻。随着 上升,减小,铁损减少,
等效电阻 减小,相当于逐渐切除,起动结束,S2闭合，切除频敏变阻器，转子电路直接短路。
12 ff? mR
mR
n
2f
mR
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.3,深槽和双笼感应电动机
1、深槽式异步电动机结构：定子：与普通鼠笼电动机一样；
转子：槽深而窄,
2、双鼠笼式异步电动机结构：定子：与普通鼠笼电动机一样；
转子：有两套鼠笼上层笼,ρ大，黄铜或青铜，截面小,∴ r2上大 →起动笼下层笼,ρ小，紫铜，截面大,∴ r2下小 →工作笼
12~10?bh
第 5章 感应电机的稳态分析运行原理
①起动时,s=1,f2最大，转子漏抗 x2大，电流分布取决于
x2,∵ x2下 >x2上,∴ 转子电流集中于上笼（趋肤效应） -
---起动笼起主要作用，又 ∵ r2上大 → ↑→Tst↑；
②正常运行,Sn=0.01～ 0.06很小 →f2s很小 →x2很小 →电流取决于 r2,∵ r2下小 →电流分布在下笼，此时漏抗 x2小，
↑→Tem↑
优缺点 ①优点：较大的 Tst和较小 Ist；
②缺点：漏抗较大，其功率因数,最大转矩和过载能力较普通的笼型电动机小。
2cos?
2cos?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动（选学）
5.3.1 能耗制动实现：制动时,S1断开,电机脱离电网，同时 S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁电流。
直流励磁电流产生一个恒定的磁场，
因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场，导体中感应电动势和电流。感应电流与磁场作用产生的电磁转矩为制动性质，转速迅速下降，当转速为零时，感应电动势和电流为零，制动过程结束。
制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上 —— 能耗制动。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.1 能耗制动
n
Tem
A
0
n1
C
1
B2
3
对笼型异步电动机,可以增大直流励磁电流来增大初始制动转矩 。
对绕线型异步电动机,可以增大转子回路电阻来增大初始制动转矩 。
.101 s，n 所以能耗制动时由于制动电阻大小：
2
2
2
3)4.0~2.0( RI
ER
N
NB
第 5章 感应电机的稳态分析一、电源两相反接的反接制动
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动实现：突然将电动机电源两相反接可实现反接制动。
.1,
,
1 sn想空载转速变为理改变由于定子旋转磁场方向机械特性由 1变为 2，工作点由 A→B →C,n=0,制动过程结束。
绕线式电动机在定子两反接同时,可在转子回路串联制动电阻来限制制动电流和增大制动转矩,曲线 3。
第 5章 感应电机的稳态分析二、倒拉反转的反接制动
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。
实现：在转子回路串联适当大电阻 RB。
电机工作点由 A→B →C，
n=0，制动过程开始，电机反转子，直到 D点 。 在第四象限才是制动状态。
由于电机反向旋转,n<0，
所以 s>1。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动反接制动时,s>1，所以有机械功率为 01
2221
R
s
sImP
M E C
电磁功率为 022
21?
s
RImP
em
机械功率为负，说明电机从轴上输入机械功率；电磁功率为正说明电机从电源输入电功率，并轴定子向转子传递功率。
而
222122212221
1 RIm
s
RImR
s
sImPP
emM E C
表明，轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的电磁功率一起消耗在转子回路电阻上，所反接制动的能量损耗较大。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.3 回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使 n>n1。
回馈制动状态实际上就是将轴上的机械能转变成电能并回馈到电网的异步发电机状态。
一、下放重物时的回馈制动首先将定子两相反接,定子旋转磁场的同步速为 -n1,特性曲线变为 2。工作点由 A
到 B。经过反接制动过程（由 B到 C）、反向加速过程（ C到 -n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到
C点保持稳定运行。
电机机械特性曲线 1，运行于 A点。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.3 回馈制动二、变极或变频调速过程中的回馈制动电机机械特性曲线 1，运行于 A点。
电机工作点由 A变到 B，电磁转矩为负，,电机处于回馈制动状态。
1nnB
当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为 2。同步速变为 。
1n?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10 感应电动机的调速由异步电动机的转速公式
)1(60)1( 1 sp fsnn s
可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：
（ 1）改变定子极对数 调速。p
（ 2）改变电源频率 调速。
1f
（ 3）改变转差率 调速。s
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速一、变极原理变极调速只用于笼型电动机。 以 4极变 2极为例：
U相两个线圈，顺向串联，
定子绕组产生 4极磁场：
反向串联和反向并联，定子绕组产生 2极磁场：
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速二、三种常用变极接线方式
Y→反并 YY,2p-p Y→反串 Y,2p-p?→YY,2p-p 注意,
当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时容许输出容许输出时是指保持电流为额定值条件下，调速前、后电动机轴上输出的功率和转矩。
1,Y-YY联结方式
Y-YY后,极数减少一半,转速增大一倍,即,保持每一绕组电流为,则输出功率和转矩为
YYY nn 2?
NI
YYY
YYY TT PP 2
可见,Y-YY联结方式时，电动机的转速增大一倍，容许输出功率增大一倍，而容许输出转矩保持不变，所以这种变极调速属于恒转矩调速，它适用于恒转矩负载。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时容许输出
2,?-YY联结方式
-YY后,极数减少一半,转速增大一倍,即,保持每一绕组电流为,则输出功率和转矩为
nnYY 2
NI
TT PP
YY
YY 58.0 15.1
可见,?-YY联结方式时，电动机的转速增大一倍，容许输出功率近似不变，而容许输出转矩近似减少一半，所以这种变极调速属于恒功率调速，它适用于恒功率负载。
同理可以分析，正串 Y-反串 Y联结方式的变极调速属恒功率调速。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时的机械特性
1,Y-YY联结方式
stYstY Y
mYm Y Y
Ym Y Y
TT
TT
sms
2
2
2,△ -YY联结方式
ststYY
mm YY
m YY
TT
TT
sms
3
2
3
2
机械特性,机械特性,
变极调速时,转速几乎是成倍变化的,调速的平滑性较差,但具有较硬的机械特性,稳定性好,可用于恒功率和恒转矩负载,
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速一、电压随频率调节的规律当转差率 s变化不大时，电动机的转速 n基本与电源频率 f1正比，
连续调节电源频率，可以平滑地改变电动机的转速。但是，
NNN
m
T
ww
Tf
U
c
T)XX(f
pUm
T
T
kNf.
U
kNf.
E
2
1
2
1
211
2
11
111
1
111
1
0
4
444444
频率改变将影响磁路的饱和程度、励磁电流、功率因数、铁损及过载能力的大小。为了保持变频率前、后过载能力不变，要求下式成立：
N
N
NN T
T
f
f
U
U
Tf
U
Tf
U
1
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1 及第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速一、电压随频率调节的规律
1、恒转矩变频率调速此条件下变频调速，电机的主磁通和过载能力不变。
常数
1
1
1
1
f
f
U
U对恒转矩负载
2、恒功率变频率调速此条件下变频调速，电机的过载能力不变，但主磁通发生变化。
对恒功率负载
1
1
95509550 f
f
n
n
T
TnTnTP
N
N
N
NNNNN
N
常数常数
1
1
1
1
f
U
f
U得第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速二、频率调速时电动的机械特性变频调速时电动机的机械特性可用下列各式表示
2
1
1
21
2
1 )(
)(8 f
U
LL
pmT
m
最大转矩
1
2
1
1
2
21
2
21 1)(
)(8 ff
U
LL
RpmT
st
起动转矩
)(
3060
)(2 21
21
211
2
1 LLp
R
p
f
LLf
Rsnn
m
临界点转速降在基频以下调速时,保持,即恒转矩调速。常数?
11 / fU
在基频以上调速时,电压只能,迫使主磁通与频率成反比降低，近似为恒功率调速。 NUU 11?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速一、绕线转子电动机的转子串接电阻调速绕线转子电动机的转子回路串接对称电阻时的机械特性为从机械特性看，转子串电阻时，
同步速和最大转矩不变，但临界转差率增大。当恒转矩负载时，
电机的转速随转子串联电阻的增大而减小。
2)1( RTs
TsR
em
em
s
设,,是转子串联电阻 前的量,、,是串联电阻后的量，
则转子串接的电阻为：
ms s emT
ms s emT
sR
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速二、绕线转子电动机的串级调速在绕线转子电动机的转子回路串接一个与转子电动势同步频率的附加电动势 。
sE2?
adE?
adE?
通过改变 的幅值和相位，也可实现调速，这就是串级调速。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速改变电动机的电压时，
机械特性为三、调压调速调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，它最适用于转矩随转速降低而减小的负载，如风机类负载，
也可用于恒转矩负载，最不适用恒功率负载。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.12单相感应电动机一,结构：定子为单相绕组（有起动和工作绕组）；转子为鼠笼式。
二、工作原理单相交流绕组通入单相交流电流产生脉动磁动势，其可分解为 F+,F-，建立起正转和反转磁场 Φ+,Φ-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩 T+,T-，叠加后即为推动转子转动的合成转矩 T。
第 5章 感应电机的稳态分析设电动机转速为 n，则对正转磁场而言，转差率 s+为对反转磁场而言，转差率 s-为单相异步电动机的特点
转子静止时，合成转矩为 0，即单相异步电动机无起动转矩。
当 s≠1时,T≠0，且 T无固定方向，取决于 s的正负。
由于反向转矩的作用，合成转矩减小，过载能力低。
s
n
nns
1
1
s
n
nns
2
1
1
第 5章 感应电机的稳态分析三、起动方法
1.分相起动电动机
电容起动电动机：转向：由起动绕组转向工作绕组；
电容电动机：实为两相异步电动机；
电阻起动电动机：起动转矩小，只适用于比较容易起动的场合。
2.罩极电动机
结构特点：凸极定子，工作绕组为集中绕组，极靴表面的～处开槽，小极部分罩 — 短路环（即为罩极绕组）；
工作特点：电动机起动转矩很小，只适用于小型风扇、电动模具及电唱机中，容量一般在 30～ 40瓦以下；转向：由未罩部分转向被罩部分。
第 5章 感应电机的稳态分析 主编,……撰稿教师,…… （以姓氏为序）制作,……责任编辑,……电子编辑,……
5.6感应电动机参数的测定
5.6.1空载试验
1、目的
2、方法
3、步骤
4、空载特性图（ 5-21）
5、参数确定
5.6.2 堵转试验
1、目的
2、方法
3、步骤
4、短路特性图（ 5-23）
5、堵转时感应电动机的等效电路（ 5-24）
6、参数确定第 5章 感应电机的稳态分析
5.7感应电动机的转矩 -转差率曲线
1、物理表达式
5.7.1 转矩 -转差率的特性三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以异步电动机的机械特性通常用 表示。电磁转矩是异步电动机的驱动转矩，本节专题研究。
)(sfTem?
s
e
Te
PICT
2
'
20 co s?
表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的有功分量 相互作用产生的。 0?2'2 cos?I
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7感应电动机的转矩 -转差率曲线
5.7.1 转矩 -转差率的特性
2、参数表达式（ 5-51）
2'
21
22
1
22
11
)()(?cXX
s
R
cR
s
R
Um
T
s
em
说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ 1,f1）、结构参数（ R,X,m、
p）和运行参数（ s）有关。
第 5章 感应电机的稳态分析
3、三相异步电动机的机械特性 曲线)(
emTfn?
5.7.1 转矩 -转差率的特性第 5章 感应电机的稳态分析在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令 求得,0?
ds
dTe
N
T T
Tk m a x?
'
21
'
2
2'
21
2
1
'
2
)( XX
R
cXXR
cRs
m
)(2])([2 '21
2
11
2'
21
2
11
2
11
XX
Um
cXXRRc
UmT
ss
m
最大转矩与额定转矩之比称为过载能力,
（一般在 1.6--2.2之间，起重，冶金电动机 2-3）
2,越大,越大； 与 无关。2R
2Rms eT
1,与 成正比； 与 无关。
mT 21U mT 1U
3,和 都近似与漏抗成反比
mT ms
5.7.1 转矩 -转差率的特性
4、最大转矩第 5章 感应电机的稳态分析在特性曲线上还有一个起动转矩，即 时的转矩,)1(0 sn
2'212'21
'
2
2
11
)()( cXXcRR
RUmT
s
st
结论：当其它参数一定时
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；
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。
N
st
st T
TK?
4、起动转矩倍数
5.7.1 转矩 -转差率的特性
5、起动转矩第 5章 感应电机的稳态分析
电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线。
异步电动机的机械特性就是 T-s曲线 （ 5-27）。
几个关键点：
起动点
最大转矩点
额定工作点
电动，发电，制动三种运行状态
5.7.1 转矩 -转差率的特性
6、机械特性第 5章 感应电机的稳态分析
m
m
m
me
sssss
s
T
T
2
)1(2
m a x
工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。方法是：
N
N
N n
PT 9550? NTm TT
1
1
n
nns N
N
)1( 2 TTNm ss
将 Tm和 sm代入即可得到机械特性方程式。（ P167 例题 5-4 5-5）
利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：
5.7.2 归一化转矩 -转差率表达式第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性（选学）
一、物理表达式
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式二、参数表达式三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以异步电动机的机械特性通常用 表示。)(sfT
em?
2'20 co s?ICT Tem表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的有功分量 相互作用产生的。 0?2'2 cos?I
2'
21
22
11
22
11
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s
R
Rf
s
R
Upm
T em
说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ 1,f1）、结构参数（ R,X,m、
p）和运行参数（ s）有关。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式三相异步电动机的机械特性 曲线)(
emTfn?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令 求得,0?
ds
dTem
N
m
T T
T
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'
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2'
21
2
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XXR
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m
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2
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21
2
111
2
11
XXf
pUm
XXRRf
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m
最大转矩与额定转矩之比称为过载能力,
2,越大,越大； 与 无关。2R
2Rms emT
1,与 成正比； 与 无关。
mT 21U mT 1U
3,和 都近似与漏抗成反比
mT ms
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式在特性曲线上还有一个起动转矩，即 时的转矩,)1(0 sn
2'212'211
'
2
2
11
)()(2 XXRRf
RpUmT
st
结论：当其它参数一定时
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；
3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。
N
st
st T
TK?
4、起动转矩倍数第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式三、实用表达式
s
s
s
s
TT
m
m
m
em
2
工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。方法是：
N
N
N n
PT 9550? NTm TT
1
1
n
nns N
N
)1( 2 TTNm ss
将 Tm和 sm代入即可得到机械特性方程式。
利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性一、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。 s n
0
nNsN
nmsm
1 0 T
NTst Tm
Tem
几个特殊点：
A
B
C
D
1.起动点 A:
stem TTsn,1,0
2.最大转矩点 B,memmm TTssnn,,
3.额定运行点 C
NemmN TTssnn,,
4.同步运行点 D 0,0,
1 emTsnn
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性二、人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。
1,降压时的人为机械特性 s n
sm
1 0
TL
UN
0 n1
0.8UN
下降后,和 均下降,
但 不变,和 减少。
1U mT stT
ms stkT?
如果电机在定额负载下运行,下降后,下降,增大,
转子电流因 增大而增大,导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使用寿命。
1U n s
22 sEE s?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.7三相异步电动机的机械特性
5.7.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性二、人为机械特性
2,转子回路串对称电阻时的人为机械特性串电阻后,,不变,增大。n
mT ms
在一定范围内增加电阻，可以增加 。当 时,若再增加电阻,减小。stT
1?ms mst TT?
stT
串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。
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。 1 0 Tst Tm
Tem
s n
0 n1
sm R2
Tst
sm R2+Rs
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性一、转速特性
).(,2PfnffUU NN 时和在定义二、转矩特性
).(,22 PfTffUU NN 时和在定义工作特性的曲线如图所示：
异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。
异步电动机的输出转矩：
转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。
转矩曲线为一个上翘的曲线。
（近似直线）
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性三、定子电流特性
).(,21 PfIffUU NN 时和在定义四、定子功率因数特性
).(c o s,21 PfffUU NN时和在定义空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。
空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；
随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；
在额定功率附近，功率因数达到最大值。
如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.8感应电动机的工作特性五、效率特性
).(,2PfffUU NN时和在定义其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变；
效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。
异步电动机额定效率在 74-94%之间；
最大效率发生在 (0.7-1.0)倍额定效率处。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的过程,对电动机的起动性能要求二：起动电流小,起动转矩不大。
起动定义：电动机接到电源上，从静止状态到稳定运行状态的过程。
1.起动电流大,
起动时,,转子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势平衡关系,定子电流必然增大,
1,0 sn
k
st Z
U
xxrr
U
I 1
2
21
2
21
1
)()(
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
2.起动转矩不大,
从下述公式分析
2'20 co s?ICTT Temst
起动时,,远大于运行时的,转子漏抗 很大,很低,尽管 很大,但 并不大,
1?s s 22 sXX s? 2cos?
2I 22 cos?I
由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,
对应的气隙磁通减小,
由上述两个原因使得起动转矩不大,
第 5章 感应电机的稳态分析
3.起动电流大的原因：此时处于短路。
4.起动转矩不大的原因,1） 减少；
2） 减小；
使 Tst不大。
5.起动要求：①起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；
②起动转矩尽量大，以缩短起动时间；
③起动设备简单，可靠。
m?
2cos?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动一、直接起动可以直接起动的条件：起动电流倍数
)( )341 kWk V Ak I 电动机容量电源容量（
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
① 优点：设备简单，操作方便；
②缺点：起动电流大，须足够大的电源；
③适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动二、降压起动
3
1?
st
stY
T
T
适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时 Y接；运行时 △ 接。 如果电源容量不够大，可采用降压起动。即起动时，降低加在电动机定子绕组电压，起动时电压小于额定电压，待电动机转速上升到一定数值后，再使电动机承受额定电压，可限制起动电流。
起动电流关系,
Y- △ 降压起动 多用于空载或轻载起动
1.Y-△ 降压起动
3
1?
st
stYII
起动转矩关系,
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析二、降压起动
2.自耦变压器降压起动
S
N
st Z
UI?直接起动时的起动电流：
s
N
S
st kZ
U
Z
UI 1
1
降压后二次侧起动电流：
s
Nstst
Z
U
kIkI 21
11变压器一次侧电流：
2
1
kI
I
st
st电网提供的起动电流减小倍数：
2
1
kT
T
st
st起动转矩减小的倍数：
自耦变压器一般有三个分接头可供选用。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机
5.9.1 三相笼型异步电动机的起动第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动（例题 5-6）
一、转子串电阻起动在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，又能增大起动转矩。转子：一般均接成 Y形，正常三相绕组通过滑环短接，
若转子绕组直接短接情况下起动，与鼠笼一样,Ist大,Tst不大。
为了有较大的起动转矩、使起动过程平滑，应在转子回路中串入多级对称电阻，并随着转速的升高，逐渐切除起动电阻。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析电动机由 a点开始起动，经
b→c→d→e→f
→g→h，完成起动过程。
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动一、转子串电阻起动
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动二、转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。
起动时,S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.2 三相绕线型异步电动机的起动二、转子串频敏变阻器起动起动时,,频敏变阻器铁损大,反映铁损耗的等效电阻 大,相当于转子回路串入一个较大电阻。随着 上升,减小,铁损减少,
等效电阻 减小,相当于逐渐切除,起动结束,S2闭合，切除频敏变阻器，转子电路直接短路。
12 ff? mR
mR
n
2f
mR
5.9 感应电动机的起动、深槽和双笼电动机第 5章 感应电机的稳态分析
5.9.3,深槽和双笼感应电动机
1、深槽式异步电动机结构：定子：与普通鼠笼电动机一样；
转子：槽深而窄,
2、双鼠笼式异步电动机结构：定子：与普通鼠笼电动机一样；
转子：有两套鼠笼上层笼,ρ大，黄铜或青铜，截面小,∴ r2上大 →起动笼下层笼,ρ小，紫铜，截面大,∴ r2下小 →工作笼
12~10?bh
第 5章 感应电机的稳态分析运行原理
①起动时,s=1,f2最大，转子漏抗 x2大，电流分布取决于
x2,∵ x2下 >x2上,∴ 转子电流集中于上笼（趋肤效应） -
---起动笼起主要作用，又 ∵ r2上大 → ↑→Tst↑；
②正常运行,Sn=0.01～ 0.06很小 →f2s很小 →x2很小 →电流取决于 r2,∵ r2下小 →电流分布在下笼，此时漏抗 x2小，
↑→Tem↑
优缺点 ①优点：较大的 Tst和较小 Ist；
②缺点：漏抗较大，其功率因数,最大转矩和过载能力较普通的笼型电动机小。
2cos?
2cos?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动（选学）
5.3.1 能耗制动实现：制动时,S1断开,电机脱离电网，同时 S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁电流。
直流励磁电流产生一个恒定的磁场，
因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场，导体中感应电动势和电流。感应电流与磁场作用产生的电磁转矩为制动性质，转速迅速下降，当转速为零时，感应电动势和电流为零，制动过程结束。
制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上 —— 能耗制动。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.1 能耗制动
n
Tem
A
0
n1
C
1
B2
3
对笼型异步电动机,可以增大直流励磁电流来增大初始制动转矩 。
对绕线型异步电动机,可以增大转子回路电阻来增大初始制动转矩 。
.101 s，n 所以能耗制动时由于制动电阻大小：
2
2
2
3)4.0~2.0( RI
ER
N
NB
第 5章 感应电机的稳态分析一、电源两相反接的反接制动
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动实现：突然将电动机电源两相反接可实现反接制动。
.1,
,
1 sn想空载转速变为理改变由于定子旋转磁场方向机械特性由 1变为 2，工作点由 A→B →C,n=0,制动过程结束。
绕线式电动机在定子两反接同时,可在转子回路串联制动电阻来限制制动电流和增大制动转矩,曲线 3。
第 5章 感应电机的稳态分析二、倒拉反转的反接制动
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。
实现：在转子回路串联适当大电阻 RB。
电机工作点由 A→B →C，
n=0，制动过程开始，电机反转子，直到 D点 。 在第四象限才是制动状态。
由于电机反向旋转,n<0，
所以 s>1。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.2 反接制动反接制动时,s>1，所以有机械功率为 01
2221
R
s
sImP
M E C
电磁功率为 022
21?
s
RImP
em
机械功率为负，说明电机从轴上输入机械功率；电磁功率为正说明电机从电源输入电功率，并轴定子向转子传递功率。
而
222122212221
1 RIm
s
RImR
s
sImPP
emM E C
表明，轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的电磁功率一起消耗在转子回路电阻上，所反接制动的能量损耗较大。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.3 回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使 n>n1。
回馈制动状态实际上就是将轴上的机械能转变成电能并回馈到电网的异步发电机状态。
一、下放重物时的回馈制动首先将定子两相反接,定子旋转磁场的同步速为 -n1,特性曲线变为 2。工作点由 A
到 B。经过反接制动过程（由 B到 C）、反向加速过程（ C到 -n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到
C点保持稳定运行。
电机机械特性曲线 1，运行于 A点。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.3三相异步电动机的制动
5.3.3 回馈制动二、变极或变频调速过程中的回馈制动电机机械特性曲线 1，运行于 A点。
电机工作点由 A变到 B，电磁转矩为负，,电机处于回馈制动状态。
1nnB
当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为 2。同步速变为 。
1n?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10 感应电动机的调速由异步电动机的转速公式
)1(60)1( 1 sp fsnn s
可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：
（ 1）改变定子极对数 调速。p
（ 2）改变电源频率 调速。
1f
（ 3）改变转差率 调速。s
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速一、变极原理变极调速只用于笼型电动机。 以 4极变 2极为例：
U相两个线圈，顺向串联，
定子绕组产生 4极磁场：
反向串联和反向并联，定子绕组产生 2极磁场：
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速二、三种常用变极接线方式
Y→反并 YY,2p-p Y→反串 Y,2p-p?→YY,2p-p 注意,
当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时容许输出容许输出时是指保持电流为额定值条件下，调速前、后电动机轴上输出的功率和转矩。
1,Y-YY联结方式
Y-YY后,极数减少一半,转速增大一倍,即,保持每一绕组电流为,则输出功率和转矩为
YYY nn 2?
NI
YYY
YYY TT PP 2
可见,Y-YY联结方式时，电动机的转速增大一倍，容许输出功率增大一倍，而容许输出转矩保持不变，所以这种变极调速属于恒转矩调速，它适用于恒转矩负载。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时容许输出
2,?-YY联结方式
-YY后,极数减少一半,转速增大一倍,即,保持每一绕组电流为,则输出功率和转矩为
nnYY 2
NI
TT PP
YY
YY 58.0 15.1
可见,?-YY联结方式时，电动机的转速增大一倍，容许输出功率近似不变，而容许输出转矩近似减少一半，所以这种变极调速属于恒功率调速，它适用于恒功率负载。
同理可以分析，正串 Y-反串 Y联结方式的变极调速属恒功率调速。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.1 变极调速三、变极调速时的机械特性
1,Y-YY联结方式
stYstY Y
mYm Y Y
Ym Y Y
TT
TT
sms
2
2
2,△ -YY联结方式
ststYY
mm YY
m YY
TT
TT
sms
3
2
3
2
机械特性,机械特性,
变极调速时,转速几乎是成倍变化的,调速的平滑性较差,但具有较硬的机械特性,稳定性好,可用于恒功率和恒转矩负载,
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速一、电压随频率调节的规律当转差率 s变化不大时，电动机的转速 n基本与电源频率 f1正比，
连续调节电源频率，可以平滑地改变电动机的转速。但是，
NNN
m
T
ww
Tf
U
c
T)XX(f
pUm
T
T
kNf.
U
kNf.
E
2
1
2
1
211
2
11
111
1
111
1
0
4
444444
频率改变将影响磁路的饱和程度、励磁电流、功率因数、铁损及过载能力的大小。为了保持变频率前、后过载能力不变，要求下式成立：
N
N
NN T
T
f
f
U
U
Tf
U
Tf
U
1
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1 及第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速一、电压随频率调节的规律
1、恒转矩变频率调速此条件下变频调速，电机的主磁通和过载能力不变。
常数
1
1
1
1
f
f
U
U对恒转矩负载
2、恒功率变频率调速此条件下变频调速，电机的过载能力不变，但主磁通发生变化。
对恒功率负载
1
1
95509550 f
f
n
n
T
TnTnTP
N
N
N
NNNNN
N
常数常数
1
1
1
1
f
U
f
U得第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.2 变频调速二、频率调速时电动的机械特性变频调速时电动机的机械特性可用下列各式表示
2
1
1
21
2
1 )(
)(8 f
U
LL
pmT
m
最大转矩
1
2
1
1
2
21
2
21 1)(
)(8 ff
U
LL
RpmT
st
起动转矩
)(
3060
)(2 21
21
211
2
1 LLp
R
p
f
LLf
Rsnn
m
临界点转速降在基频以下调速时,保持,即恒转矩调速。常数?
11 / fU
在基频以上调速时,电压只能,迫使主磁通与频率成反比降低，近似为恒功率调速。 NUU 11?
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速一、绕线转子电动机的转子串接电阻调速绕线转子电动机的转子回路串接对称电阻时的机械特性为从机械特性看，转子串电阻时，
同步速和最大转矩不变，但临界转差率增大。当恒转矩负载时，
电机的转速随转子串联电阻的增大而减小。
2)1( RTs
TsR
em
em
s
设,,是转子串联电阻 前的量,、,是串联电阻后的量，
则转子串接的电阻为：
ms s emT
ms s emT
sR
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速二、绕线转子电动机的串级调速在绕线转子电动机的转子回路串接一个与转子电动势同步频率的附加电动势 。
sE2?
adE?
adE?
通过改变 的幅值和相位，也可实现调速，这就是串级调速。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.10三相异步电动机的调速
5.10.3 变转差率调速改变电动机的电压时，
机械特性为三、调压调速调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，它最适用于转矩随转速降低而减小的负载，如风机类负载，
也可用于恒转矩负载，最不适用恒功率负载。
第 5章 感应电机的稳态分析
5.12单相感应电动机一,结构：定子为单相绕组（有起动和工作绕组）；转子为鼠笼式。
二、工作原理单相交流绕组通入单相交流电流产生脉动磁动势，其可分解为 F+,F-，建立起正转和反转磁场 Φ+,Φ-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩 T+,T-，叠加后即为推动转子转动的合成转矩 T。
第 5章 感应电机的稳态分析设电动机转速为 n，则对正转磁场而言，转差率 s+为对反转磁场而言，转差率 s-为单相异步电动机的特点
转子静止时，合成转矩为 0，即单相异步电动机无起动转矩。
当 s≠1时,T≠0，且 T无固定方向，取决于 s的正负。
由于反向转矩的作用，合成转矩减小，过载能力低。
s
n
nns
1
1
s
n
nns
2
1
1
第 5章 感应电机的稳态分析三、起动方法
1.分相起动电动机
电容起动电动机：转向：由起动绕组转向工作绕组；
电容电动机：实为两相异步电动机；
电阻起动电动机：起动转矩小，只适用于比较容易起动的场合。
2.罩极电动机
结构特点：凸极定子，工作绕组为集中绕组，极靴表面的～处开槽，小极部分罩 — 短路环（即为罩极绕组）；
工作特点：电动机起动转矩很小，只适用于小型风扇、电动模具及电唱机中，容量一般在 30～ 40瓦以下；转向：由未罩部分转向被罩部分。
第 5章 感应电机的稳态分析 主编,……撰稿教师,…… （以姓氏为序）制作,……责任编辑,……电子编辑,……
