海南风光
第 11讲
第 8章
交流电动机
第 8章 交流电动机
8.1 三相异步电动机的结构与工作原理
8.2 三相异步电动机的机械特性
8.3 三相异步电动机的使用
交流电动机
电动机
直流电动机
鼠笼式
绕线式
异步机
同步机
他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容,
基本结构、工作原理,机械特性、控制方法
电动机的分类
n
1n
e i
§ 8.1 三相异步电动机的结构与工作原理
N
S
f
磁铁
闭合
线圈
e方向用
右手定则
确定
f方向用
左手定则
确定
磁场旋转
磁极旋转 导线切割磁力线产生感应电动势
vlBe ???
导线长 磁感应强度 切割速度
（右手定则）
闭合导线产生电流 i
（左手定则）
通电导线在磁场中受力
ilBf ???
n
1n e i
N
S
f
1,线圈跟着磁铁转 → 两者转动方向一致 结论,
2,线圈比磁场转得慢
1nn ?
n
1n
e i
N
S
f
异步
三相异步机的结构
Y
B
Z
X
A
C
转子
定子
定子绕组
（三相）
机 座
转子：在旋转磁场作用下,
产生感应电动势或
电流。
三相定子绕组：产生旋转
磁场。
线绕式
鼠笼式
鼠笼转子
旋转磁场的产生
A
Y
C B
Z
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
Ai Bi Ci
mI
t
1n
(?)电流出
(?)电流入
X
? ?
? ????
???
?
240s in
120s in
s in
tIi
tIi
tIi
mC
mB
mA
?
?
?
0?t?
A
X
Y
C B
Z N
S
Ai Bi Ci
mI
t
Bi
A
X
B
Y
C
Z
Ai
Ci
合成磁场方向,
向下
?? 1 8 0t?
X
B
Z
1n A
Y
C
?? 60t?
A
X
Y
C B
Z
S
N
1n ?60 A
?? 1 2 0t?
X
Y
C B
Z
1n
同理分析，可得
其它电流角度下
的磁场方向,
Ai Bi Ci
t
mI
旋转方向,取决于三相电流的相序。
1n 1n
改变电机的旋转方向：换接其中两相。
Ai Bi Ci
mI
t
Ai Ci Bi
mI
t
旋转磁场的旋转方向
旋转磁场的 转速 大小
分）转 /( 601 fn ?
一个电流周期，旋转磁场在空间转过 360°
电流频率为 f Hz，则磁场 1/f秒旋转 1圈，每秒旋
转 f圈。每分钟旋转,
n1称为 同步转速
分转 /3000,50 1 ?? nHzf
极对数（ P）的概念
Bi
A
X
B
Y
C
Z
Ai
Ci
1?p
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为 1。
即,
A
X
Y
C B
Z N
S
极对数（ P）的改变
C' Y'
A
B C
X
Y Z
A'
X'
B'
Z'
Ai
Bi
Ci
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形
成的磁场则是两对磁极。
'X
'A
A
X
B
Y 'B
'Y
C
Z
'C
'Z
极对数
2?p
A
'X X
'A
N
SS
N
?
?
Z
C
'Z
'C
?
?
B
Y
'B
'Y
C' Y'
A
B C
X
Y Z
A'
X'
B'
Z'
Ai
Ci
Bi
Ai Bi CimI
t
0?t?
X
?
?
N
S
A
?
?
S
N
Z
B
'X
'A
Y
C
'Z
'B
'C
'Y
0?t?
分）转 /( 601
p
fn ?
?? 60t?'A
0n
?
?
A
??
Z
'X X
C
'Z
'CS
N
S
N
?30
极对数和转速的关系
Ai Bi CimI
t
三相异步电动机的同步转速
分）转 /( 601
p
fn ?
2?p ?180 分）转 /( 5 0 01
1?p ?360 分）转 /( 0003
极对数
每个电流周期
磁场转过的空间角度
同步转速
)50( Hzf ?
1n
3?p ?120 分）转 /( 0 0 01
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
电动机转速（额定转速）, n
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,
但 异步 电动机
1nn ?
无转距
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
提示, 如果
1nn ?
转差率 的概念,
)(s
%1 0 0
1
1 ?
??
?
?
??
?
? ?
?
n
nn
s
异步电机运行中,
%9~1?s
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即,
电动机起动瞬间, 1,0 ?? sn （转差率最大）
转差率最小），转子最大转速 (01 ?? snn
10 ?? ss 范围：
分）转 /( 60 11
p
fn ?
%1 0 0
1
1 ?
??
?
?
??
?
? ?
?
n
nn
s
转子感生电流的频率,
p
nn
f
60
1
2
?
?
1
1
1
1
60
sfp
n
n
nn
??
?
?
pnf
60
1
1 ?
例 1：三相异步电动机 p=3，电源 f1=50Hz，电机额定
转速 n=960r/min。
求：转差率 s，转子电动势的频率 f2
m in/1 0 0 0
3
506060 1
1 rp
fn ????同步转速,
04.0
1000
9601000
1
1 ?????
n
nn
s
转差率,
Hzsff 25004.012 ????
一、三相异步电动机的“电－磁”关系
§ 8.2 三相异步电动机的机械特性
定子电路
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
,主磁通产
生的感应电动势。
e1 e2,
转子电路
dt
dNeeRiu ?
111111 ?????
设,
ts i n 1?? mΦ? 则,tΦNu m 1111 co s???
定子边,
m
mm
ΦNf
fΦNΦNU
11
11111
44.4
2/22/
?
?? ??
tΦNu m 1111 co s???
mΦNfUE 1111 44.4??
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
11
1
44.4 Nf
U
Φ m ?
2f
：转子感应电动势的频率
2N
：转子线圈匝数
2f
取决于转子和旋转磁场的相对速度
12 sff ?
mΦNfE 222 44.4?
同理可得,
mΦNfUE 1111 44.4??
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
2021222 22 sXLsfLfX ??? ??
的最大值）（时的 222120
2021222
1,44.4
44.444.4
EEsΦNfE
sEΦNsfΦNfE
m
mm
??
???
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
2
20
2
2
20
2
)( sXR
sE
I
?
?
2
2
2
2
2
2
XR
EI
?
?
转子电流
转子功率因数
2
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
)(
c o s
sXR
R
XR
R
?
?
?
??
例 2：三相异步电动机,p=2,n=1440 r/min，转子
R2=0.02?,X20=0.08 ?,E20=20V,f1= 50Hz。
启动时 I2（ st）
额定转速下的 I2（ N）
2
20
2
2
20
2 )( sXR
sEI
?
?
s=1 A242
)08.0()02.0(
20
)(
22
2
20
2
2
20
?
?
?
?
?
XR
E
04.01500 14401500 ???s
A40
)08.004.0()02.0(
2004.0
)(
22
2
20
2
2
20
?
??
?
?
?
?
sXR
sE
电磁转矩 T,转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,
受到电磁力所形成的转距之总和。
22 c o s ?IΦKT mT?
常数
每极磁通
转子电流
转子电路的
2c o s?
转矩公式的推导
（牛顿 ?米）
22 co s ?IKT mT ??
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
得到 转矩公式
2
20
2
2
20
2
)( sXR
sE
I
?
?
2
20
2
2
2
2
)(
c o s
sXR
R
?
??
将其中参数代入,
11
1
44.4 Nf
U
Φ m ?
mΦNfE 2120 44.4?
二,三相电动机的机械特性
)( SfT ?
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
根据转矩公式
T
s
1 0
n
1
T
n
得特性曲线,
启动时 n=0 最大转速 n=n1时
1
1
n
nns ??
)(Tfn ?
三个重要转矩
n
1
T
n
NT
额定转矩,
电机在额定电压下，以额
定转速 运行，输出额
定功率 时，电机转轴
上输出的转矩。
NP
Nn
( 1 )
)/(
)(
9 5 5 0
60
2 分转
千瓦
N
N
N
N
N
n
P
n
P
T ??
?
（牛顿 ?米）
NT
nN
如果 电机将会
因带不动负载而停转。 ma x
TT L ?
最大转矩, ( 2 )
maxT
电机带动最大负载的能力。
求解
0?
S
T
?
?
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
T
s
1 0 s
m
Tm
20
2
X
R
s m ?
20
2
1m a x 2
1
X
KUT ?
过载系数,
NT
T m a x
??
三相异步机 2.2~8.1??
工作时，一定令负载转矩,否则
电机将停转。致使
注意,
（ 1）三相异步机的 和电压的平方成正比，所
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
maxT
ma xTT L ?
（ 2）
电机严重过热 0?n ??????
121)(s II
20
2
1m a x 2
1
X
KUT ?
stT起动转矩, ( 3 )
电机起动时的转矩。 n
1
T
n
stT
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
0?n 1)(s ?其中
则
2
12
20
2
2
2
)(
U
XR
R
KT st ?
?
?
Lst TT ?stT
体现了电动机带载起动的能力。若 电机能
起动，否则将起动不了。
n
1
T
n
Tm Tst
)(Tfn ?
机械特性曲线
TL
启动,Tst>TL (负载转矩 )，电机启动
转速 n?，转矩 T ?
c
c点：转矩达最大 Tm,转速 n继续 ?,T?，沿 cb走
b
b点,T=TL，转速 n不再上升，稳定运行
若 TL ?，暂时 T< TL,?n ? ?s ? ?I2 ? ?T ? ?n ?
电动机的自适应负载能力
电动机的电磁转矩可以随负
载的变化而自动调整，这种
能力称为自适应负载能力。
常用特
性段
s=0
s=1
例 3（ 7-7）：三相异步电动机，额定功率 PN=10kW,
额定转速 nN=1450r/min,启动能力 Tst/TN=1.2,过载
系数 ?=1.8。
)/(
)(9 5 5 0
分转
千瓦
N
N
N n
PT ?
（牛顿 ?米）
（ 1）额定转矩 TN
米牛顿 ??? 9.651450109550
（ 2）启动转矩 Tst 792.1 ??
Nst TT
（ 3）最大转矩 Tm
6.1 1 89.658.1 ???? Nm TT ?
#（ 4）用 Y－ ? 方法起动时的 Tst'
3.263/793/)()( ???? ?stYst TT
?1U
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sRKT ?
?
?
机械特性和电路参数的关系
2
1~ UT
和电压的关系
0 T
n
0
)0(
nn
s
?
?
??
???
STT
TU m a x1
结论,
?
和转子电阻的关系
22 'RR ?
2'R
R2的 改变,
鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电
机外接电阻不同。
2R
ms
ms'
0
T
n
stT stT?
mm ss '?
stst TT ??结论,
?
机械特性的软硬
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。
?
硬特性
（ R2小）
软特性
（ R2大）
0
T
n
不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性
电机；重载起动则选软特性电机。
一、三相异步机铭牌与技术数据
1,型号 Y 132M－ 4
磁极数 (极对数 p=2)
同步转速 1500转 /分
分）转 /( 601
p
fn ?
转差率
0, 0 4
1 5 0 0
1 4 4 01 5 0 0 ???s
8.3 三相异步电动机的使用
2,转速, 电机轴上的转速（ n)。 如,n =1440 转 /分
3,联接方式, Y/ ?接法
Y 接法,?接法,
A B C
Z X Y
A B C
Z X Y
A
B C
X
Y
Z
A Z
B Y
X C
A B C
X Y Z 接线盒,
4,额定电压,定子绕组在 指定接法 下应加的 线电压,
说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额
定值的 5 ％。
线
电
压
A Z
B Y X
C
线
电
压
A
B C
X
Y
Z
例,380/220 Y/?是指：线电压为 380V时采用 Y接法；
当线电压为 220V时采用 ?接法。
5,额定电流,定子绕组在 指定接法 下的 线电流。
如,A48.6/A2.11/ ??
表示三角接法下，电机的线电流为 11.2A，相电流
为 6.48A；星形接法时线、相电流均为 6.48A。
6,额定功率,
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的 功率
（ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的
关系为,
2P 1P
12 PP ?? ?
?C O SIUP NN31 ?其中
鼠笼电机
?=72－ 93％
额定负载时一般为 0.7 ~ 0.9, 空载时功率因数很
低约为 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
注意：实用中应选择合适容量的电机,防止“大马”
拉“小车” 的现象。
7,功率因数 (cos?1),
P2
PN
此外还有 绝缘等级 等参数，不一 一介绍。
cos?1
二,三相异步机的起动
stI
起动电流,
中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的 5 ~ 7 倍。
0?n
定子电流
原因：起动时,转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势
转子电流
大电流使电网电压降低
影响其他负载工作
频繁起动时造成热量积累 电机过热 影响,
三相异步机的起动方法,
（ 1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般
采用直接起动。
（ 2） 降压起动。 Y－ ? 起动
自耦降压起动
（ 3）转子串电阻起动。
以下介绍 Y－ ? 起动。
Y－ ? 起动,
正常 运行
lU
A Z
B Y X
C
?lI
起动
A
B C
X
Y
Z lU lY
I
Z
UI l
lY 3?
3
Z
UI l
l ??
设：电机每相阻抗为 z
3
1
?
?l
lY
I
I
A Z
B Y X
C
正常
运行
UP A
B C
X
Y
Z 起
动
UP'
?? Sts t Y TT 3
1
PP UU 3
1??
（ 2）
Y－ ? 起动应注意的问题,
（ 1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
)( 2UT ST ?Y－ ? 起动 ?? 也时 stst TI,
。
例 4:三相异步电动机，电源电压 =380V,三相定子
绕组 ?接法运行，额定电流 IN=20A,启动电流 Ist/IN=7,
求,（ 1） ?接法时的启动电流 Ist ?
（ 2） 若启动时改为 Y接法，求 Ist Y
（ 1） Ist ? =7 IN =7?20=140A 解,
（ 2）
3
1
?
?l
lY
I
I
Ist Y = Ist ? /3=140/3=47A
方法,和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。
三、三相异步电动机的正、反转
正转 反转
A B C
M
3~
电 源
A B C
M
3~
电 源
制动方法,
1,抱闸, 加机械抱闸
四,三相异步电动机的制动
反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。
为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。
即切割磁力线的速度很大，造成,引起 。
?2I ?1I
注意,
3,能耗制动 4.发电反馈制动
2,反接制动,
停车时，将电动机接电源的意两相反接,
使电动机由原来的旋转方向反过来，以达
制动的目的；
五、三相异步电动机的调速
? ? ? ?
p
fsnsn 1
1
6011 ????
1,改变极对数 有级调速。 ?p
2,改变转差率 ?s 无级调速
调速方法,
1
1
n
nns ??
3,改变电源频率 (变频调速 ) 无级调速
?1f
变频电源 可变 Uf,Hz50
此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主
要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组
成）。
? ? ? ?
p
fsnsn 1
1
6011 ????
第 11讲
第 8章
交流电动机
第 8章 交流电动机
8.1 三相异步电动机的结构与工作原理
8.2 三相异步电动机的机械特性
8.3 三相异步电动机的使用
交流电动机
电动机
直流电动机
鼠笼式
绕线式
异步机
同步机
他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容,
基本结构、工作原理,机械特性、控制方法
电动机的分类
n
1n
e i
§ 8.1 三相异步电动机的结构与工作原理
N
S
f
磁铁
闭合
线圈
e方向用
右手定则
确定
f方向用
左手定则
确定
磁场旋转
磁极旋转 导线切割磁力线产生感应电动势
vlBe ???
导线长 磁感应强度 切割速度
（右手定则）
闭合导线产生电流 i
（左手定则）
通电导线在磁场中受力
ilBf ???
n
1n e i
N
S
f
1,线圈跟着磁铁转 → 两者转动方向一致 结论,
2,线圈比磁场转得慢
1nn ?
n
1n
e i
N
S
f
异步
三相异步机的结构
Y
B
Z
X
A
C
转子
定子
定子绕组
（三相）
机 座
转子：在旋转磁场作用下,
产生感应电动势或
电流。
三相定子绕组：产生旋转
磁场。
线绕式
鼠笼式
鼠笼转子
旋转磁场的产生
A
Y
C B
Z
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
Ai Bi Ci
mI
t
1n
(?)电流出
(?)电流入
X
? ?
? ????
???
?
240s in
120s in
s in
tIi
tIi
tIi
mC
mB
mA
?
?
?
0?t?
A
X
Y
C B
Z N
S
Ai Bi Ci
mI
t
Bi
A
X
B
Y
C
Z
Ai
Ci
合成磁场方向,
向下
?? 1 8 0t?
X
B
Z
1n A
Y
C
?? 60t?
A
X
Y
C B
Z
S
N
1n ?60 A
?? 1 2 0t?
X
Y
C B
Z
1n
同理分析，可得
其它电流角度下
的磁场方向,
Ai Bi Ci
t
mI
旋转方向,取决于三相电流的相序。
1n 1n
改变电机的旋转方向：换接其中两相。
Ai Bi Ci
mI
t
Ai Ci Bi
mI
t
旋转磁场的旋转方向
旋转磁场的 转速 大小
分）转 /( 601 fn ?
一个电流周期，旋转磁场在空间转过 360°
电流频率为 f Hz，则磁场 1/f秒旋转 1圈，每秒旋
转 f圈。每分钟旋转,
n1称为 同步转速
分转 /3000,50 1 ?? nHzf
极对数（ P）的概念
Bi
A
X
B
Y
C
Z
Ai
Ci
1?p
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为 1。
即,
A
X
Y
C B
Z N
S
极对数（ P）的改变
C' Y'
A
B C
X
Y Z
A'
X'
B'
Z'
Ai
Bi
Ci
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形
成的磁场则是两对磁极。
'X
'A
A
X
B
Y 'B
'Y
C
Z
'C
'Z
极对数
2?p
A
'X X
'A
N
SS
N
?
?
Z
C
'Z
'C
?
?
B
Y
'B
'Y
C' Y'
A
B C
X
Y Z
A'
X'
B'
Z'
Ai
Ci
Bi
Ai Bi CimI
t
0?t?
X
?
?
N
S
A
?
?
S
N
Z
B
'X
'A
Y
C
'Z
'B
'C
'Y
0?t?
分）转 /( 601
p
fn ?
?? 60t?'A
0n
?
?
A
??
Z
'X X
C
'Z
'CS
N
S
N
?30
极对数和转速的关系
Ai Bi CimI
t
三相异步电动机的同步转速
分）转 /( 601
p
fn ?
2?p ?180 分）转 /( 5 0 01
1?p ?360 分）转 /( 0003
极对数
每个电流周期
磁场转过的空间角度
同步转速
)50( Hzf ?
1n
3?p ?120 分）转 /( 0 0 01
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
电动机转速（额定转速）, n
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,
但 异步 电动机
1nn ?
无转距
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
提示, 如果
1nn ?
转差率 的概念,
)(s
%1 0 0
1
1 ?
??
?
?
??
?
? ?
?
n
nn
s
异步电机运行中,
%9~1?s
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即,
电动机起动瞬间, 1,0 ?? sn （转差率最大）
转差率最小），转子最大转速 (01 ?? snn
10 ?? ss 范围：
分）转 /( 60 11
p
fn ?
%1 0 0
1
1 ?
??
?
?
??
?
? ?
?
n
nn
s
转子感生电流的频率,
p
nn
f
60
1
2
?
?
1
1
1
1
60
sfp
n
n
nn
??
?
?
pnf
60
1
1 ?
例 1：三相异步电动机 p=3，电源 f1=50Hz，电机额定
转速 n=960r/min。
求：转差率 s，转子电动势的频率 f2
m in/1 0 0 0
3
506060 1
1 rp
fn ????同步转速,
04.0
1000
9601000
1
1 ?????
n
nn
s
转差率,
Hzsff 25004.012 ????
一、三相异步电动机的“电－磁”关系
§ 8.2 三相异步电动机的机械特性
定子电路
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
,主磁通产
生的感应电动势。
e1 e2,
转子电路
dt
dNeeRiu ?
111111 ?????
设,
ts i n 1?? mΦ? 则,tΦNu m 1111 co s???
定子边,
m
mm
ΦNf
fΦNΦNU
11
11111
44.4
2/22/
?
?? ??
tΦNu m 1111 co s???
mΦNfUE 1111 44.4??
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
11
1
44.4 Nf
U
Φ m ?
2f
：转子感应电动势的频率
2N
：转子线圈匝数
2f
取决于转子和旋转磁场的相对速度
12 sff ?
mΦNfE 222 44.4?
同理可得,
mΦNfUE 1111 44.4??
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
2021222 22 sXLsfLfX ??? ??
的最大值）（时的 222120
2021222
1,44.4
44.444.4
EEsΦNfE
sEΦNsfΦNfE
m
mm
??
???
i2 R1
R2
i1
u1 e1
e2
2
20
2
2
20
2
)( sXR
sE
I
?
?
2
2
2
2
2
2
XR
EI
?
?
转子电流
转子功率因数
2
20
2
2
2
2
2
2
2
2
2
)(
c o s
sXR
R
XR
R
?
?
?
??
例 2：三相异步电动机,p=2,n=1440 r/min，转子
R2=0.02?,X20=0.08 ?,E20=20V,f1= 50Hz。
启动时 I2（ st）
额定转速下的 I2（ N）
2
20
2
2
20
2 )( sXR
sEI
?
?
s=1 A242
)08.0()02.0(
20
)(
22
2
20
2
2
20
?
?
?
?
?
XR
E
04.01500 14401500 ???s
A40
)08.004.0()02.0(
2004.0
)(
22
2
20
2
2
20
?
??
?
?
?
?
sXR
sE
电磁转矩 T,转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,
受到电磁力所形成的转距之总和。
22 c o s ?IΦKT mT?
常数
每极磁通
转子电流
转子电路的
2c o s?
转矩公式的推导
（牛顿 ?米）
22 co s ?IKT mT ??
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
得到 转矩公式
2
20
2
2
20
2
)( sXR
sE
I
?
?
2
20
2
2
2
2
)(
c o s
sXR
R
?
??
将其中参数代入,
11
1
44.4 Nf
U
Φ m ?
mΦNfE 2120 44.4?
二,三相电动机的机械特性
)( SfT ?
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
根据转矩公式
T
s
1 0
n
1
T
n
得特性曲线,
启动时 n=0 最大转速 n=n1时
1
1
n
nns ??
)(Tfn ?
三个重要转矩
n
1
T
n
NT
额定转矩,
电机在额定电压下，以额
定转速 运行，输出额
定功率 时，电机转轴
上输出的转矩。
NP
Nn
( 1 )
)/(
)(
9 5 5 0
60
2 分转
千瓦
N
N
N
N
N
n
P
n
P
T ??
?
（牛顿 ?米）
NT
nN
如果 电机将会
因带不动负载而停转。 ma x
TT L ?
最大转矩, ( 2 )
maxT
电机带动最大负载的能力。
求解
0?
S
T
?
?
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
T
s
1 0 s
m
Tm
20
2
X
R
s m ?
20
2
1m a x 2
1
X
KUT ?
过载系数,
NT
T m a x
??
三相异步机 2.2~8.1??
工作时，一定令负载转矩,否则
电机将停转。致使
注意,
（ 1）三相异步机的 和电压的平方成正比，所
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
maxT
ma xTT L ?
（ 2）
电机严重过热 0?n ??????
121)(s II
20
2
1m a x 2
1
X
KUT ?
stT起动转矩, ( 3 )
电机起动时的转矩。 n
1
T
n
stT
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sR
KT ?
?
?
0?n 1)(s ?其中
则
2
12
20
2
2
2
)(
U
XR
R
KT st ?
?
?
Lst TT ?stT
体现了电动机带载起动的能力。若 电机能
起动，否则将起动不了。
n
1
T
n
Tm Tst
)(Tfn ?
机械特性曲线
TL
启动,Tst>TL (负载转矩 )，电机启动
转速 n?，转矩 T ?
c
c点：转矩达最大 Tm,转速 n继续 ?,T?，沿 cb走
b
b点,T=TL，转速 n不再上升，稳定运行
若 TL ?，暂时 T< TL,?n ? ?s ? ?I2 ? ?T ? ?n ?
电动机的自适应负载能力
电动机的电磁转矩可以随负
载的变化而自动调整，这种
能力称为自适应负载能力。
常用特
性段
s=0
s=1
例 3（ 7-7）：三相异步电动机，额定功率 PN=10kW,
额定转速 nN=1450r/min,启动能力 Tst/TN=1.2,过载
系数 ?=1.8。
)/(
)(9 5 5 0
分转
千瓦
N
N
N n
PT ?
（牛顿 ?米）
（ 1）额定转矩 TN
米牛顿 ??? 9.651450109550
（ 2）启动转矩 Tst 792.1 ??
Nst TT
（ 3）最大转矩 Tm
6.1 1 89.658.1 ???? Nm TT ?
#（ 4）用 Y－ ? 方法起动时的 Tst'
3.263/793/)()( ???? ?stYst TT
?1U
2
12
20
2
2
2
)(
U
sXR
sRKT ?
?
?
机械特性和电路参数的关系
2
1~ UT
和电压的关系
0 T
n
0
)0(
nn
s
?
?
??
???
STT
TU m a x1
结论,
?
和转子电阻的关系
22 'RR ?
2'R
R2的 改变,
鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电
机外接电阻不同。
2R
ms
ms'
0
T
n
stT stT?
mm ss '?
stst TT ??结论,
?
机械特性的软硬
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。
?
硬特性
（ R2小）
软特性
（ R2大）
0
T
n
不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性
电机；重载起动则选软特性电机。
一、三相异步机铭牌与技术数据
1,型号 Y 132M－ 4
磁极数 (极对数 p=2)
同步转速 1500转 /分
分）转 /( 601
p
fn ?
转差率
0, 0 4
1 5 0 0
1 4 4 01 5 0 0 ???s
8.3 三相异步电动机的使用
2,转速, 电机轴上的转速（ n)。 如,n =1440 转 /分
3,联接方式, Y/ ?接法
Y 接法,?接法,
A B C
Z X Y
A B C
Z X Y
A
B C
X
Y
Z
A Z
B Y
X C
A B C
X Y Z 接线盒,
4,额定电压,定子绕组在 指定接法 下应加的 线电压,
说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额
定值的 5 ％。
线
电
压
A Z
B Y X
C
线
电
压
A
B C
X
Y
Z
例,380/220 Y/?是指：线电压为 380V时采用 Y接法；
当线电压为 220V时采用 ?接法。
5,额定电流,定子绕组在 指定接法 下的 线电流。
如,A48.6/A2.11/ ??
表示三角接法下，电机的线电流为 11.2A，相电流
为 6.48A；星形接法时线、相电流均为 6.48A。
6,额定功率,
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的 功率
（ ），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的
关系为,
2P 1P
12 PP ?? ?
?C O SIUP NN31 ?其中
鼠笼电机
?=72－ 93％
额定负载时一般为 0.7 ~ 0.9, 空载时功率因数很
低约为 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
注意：实用中应选择合适容量的电机,防止“大马”
拉“小车” 的现象。
7,功率因数 (cos?1),
P2
PN
此外还有 绝缘等级 等参数，不一 一介绍。
cos?1
二,三相异步机的起动
stI
起动电流,
中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的 5 ~ 7 倍。
0?n
定子电流
原因：起动时,转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势
转子电流
大电流使电网电压降低
影响其他负载工作
频繁起动时造成热量积累 电机过热 影响,
三相异步机的起动方法,
（ 1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般
采用直接起动。
（ 2） 降压起动。 Y－ ? 起动
自耦降压起动
（ 3）转子串电阻起动。
以下介绍 Y－ ? 起动。
Y－ ? 起动,
正常 运行
lU
A Z
B Y X
C
?lI
起动
A
B C
X
Y
Z lU lY
I
Z
UI l
lY 3?
3
Z
UI l
l ??
设：电机每相阻抗为 z
3
1
?
?l
lY
I
I
A Z
B Y X
C
正常
运行
UP A
B C
X
Y
Z 起
动
UP'
?? Sts t Y TT 3
1
PP UU 3
1??
（ 2）
Y－ ? 起动应注意的问题,
（ 1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
)( 2UT ST ?Y－ ? 起动 ?? 也时 stst TI,
。
例 4:三相异步电动机，电源电压 =380V,三相定子
绕组 ?接法运行，额定电流 IN=20A,启动电流 Ist/IN=7,
求,（ 1） ?接法时的启动电流 Ist ?
（ 2） 若启动时改为 Y接法，求 Ist Y
（ 1） Ist ? =7 IN =7?20=140A 解,
（ 2）
3
1
?
?l
lY
I
I
Ist Y = Ist ? /3=140/3=47A
方法,和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。
三、三相异步电动机的正、反转
正转 反转
A B C
M
3~
电 源
A B C
M
3~
电 源
制动方法,
1,抱闸, 加机械抱闸
四,三相异步电动机的制动
反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。
为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。
即切割磁力线的速度很大，造成,引起 。
?2I ?1I
注意,
3,能耗制动 4.发电反馈制动
2,反接制动,
停车时，将电动机接电源的意两相反接,
使电动机由原来的旋转方向反过来，以达
制动的目的；
五、三相异步电动机的调速
? ? ? ?
p
fsnsn 1
1
6011 ????
1,改变极对数 有级调速。 ?p
2,改变转差率 ?s 无级调速
调速方法,
1
1
n
nns ??
3,改变电源频率 (变频调速 ) 无级调速
?1f
变频电源 可变 Uf,Hz50
此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主
要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组
成）。
? ? ? ?
p
fsnsn 1
1
6011 ????
