第十章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式一、物理表达式
1 2 2c o sTmT C I
式中：
1 1 1
1 2
w
T
pm N kC?异步机的转矩系数
—— 异步机每极磁通
m?
22
2
22
2
2
2
2
2
2
2
2 c o s)/(
/c o s
XsR
R
XsR
sR
2
2
2
2
2
2
2
X
s
R
E
I
异步电动机的机械特性二、参数表达式
2 1 1 12 π wmE f N k
12π
s
f
p
1
2 2 2c o s
s
mT E I
可得
222 ZIE
2
2
2
/c o s
Z
sR
212
2
s
mRTI
s
则得
3
由于异步电动机的电磁功率为
2 2
12e
RP m I
s
e
s
PT?
分子分母同乘以 （ 1-s）,即得
2PT?
由异步电动机的近似等效电路
2 2
22
1 1 2
U
I
R
R X X
s
得异步电动机的机械特性参数表达式
2 2
1
2
22
1 1 2
s
R
U
m s
T
R
R X X
s
4
22121
2
XXR
Rs
m
临界转差率
0d/d?sT使,即可求得最大转矩
2
1
m a x 2
2
1 1 1 22
s
Um
T
R R X X
由于
211 XXR
21
2
XX
Rs
m
21
m a x
122 ( )s
mUT
XX
起动转矩
2
21
22
1 2 1 2
st
s
URmT
R R X X
起动转矩倍数
N/ TTK stst?
5
三、实用表达式
1
m a x
2
1
2
21
2
m
m
m
m
R
Ts
R
T
s Rs
s
s s R
忽略 R1 得机械特性的实用表达式
max2
m
m
T
T
ss
ss
)1( 2N TTm KKss
可以求出 （式中 ）
N
N
s
s
nns
n
m a x
N
N
N
2
m
m
T
T
ss
ss
6
第二节 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性一、固有机械特性固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下，
电动机按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性曲线 。 三相异步电动机的固有机械特性
1）起始点 A；
2）额定工作点 B；
3）同步转速点 H；
4）最大转矩点 P和 P′。
7
二、人为机械特性 三相异步电动机降低定子相电压时的人为机械特性
（一）降低
xU
降低后电动机电流将大于额定值，电动机如长时连续运行，
最终温升将超过允许值，导致电动机寿命缩短，甚至烧坏。
xU
转子电路内串联对称电阻时的人为机械特性（二）转子电路内串联对称电阻转子电路串联对称电阻适用于绕线转子异步电动机的起动，也可用于调速。
8
（三）定子电路串联对称电抗定子电路内串联对称电抗时的人为机械特性定子电路串联对称电抗一般用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流。
定子电路内串联对称电阻时的人为机械特性
（四）定子电路串联对称电阻与串联对称电抗时相同，
定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动 。
9
转子电路接入并联阻抗时的电路图和人为机械特性（五）转子电路接入并联阻抗由于转子电路参数可变，如果参数配合恰当，电动机在整个加速过程中产生几乎恒定的转矩，在右图上绘出了这样的人为机械特性。
转子电路接入并联阻抗时的转子等效电路图
10
第三节 三相异步电动机的各种运转状态一、电动运转状态电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同。
电动状态下异步电动机的机械特性二、制动运转状态异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。
11
（ — ）回馈制动状态位能负载带动异步电动机进入回馈制动状态异步电动机在回馈制动时的相量图当异步电动机由于某种原因（例如位能负载的作用 ），使其转速高于同步速度 时，转子感应电动势反向，转子电流的有功分量也改变了方向，其无功分量的方向则不变。此时异步电动机既回馈电能，又在轴上产生机械制动转矩，即在制动状态下工作。
12
当 时
snn /0sss n n n
转子电流的有功分量为
222 c o s?II a
2222
2
2
2
2
2
2
2
/
/
/ XsR
sR
XsR
EI
a?
2222
22
/
/
XsR
sRE
转子电流的无功分量为
2 2 2s inII
22
2
22
2 2 2 2//
EXI
R s X R s X
22
2
2
22
/ XsR
XE
1 2 2c o sTmT C I 也为负，与转速方向相反异步电动机轴上输出的机械功率也为负?TP?
2
13
异步电动机回馈制动时的机械特性如果异步机定子脱离电网，
又希望它能发电，则必须在异步机定子三相之间接上连接成三角形或者星形的三组电容器。
这时电容器组可供给异步电动机发电所需要的无功功率，即供给建立磁场所需要的励磁电流。
电容器接成三角形时
N1
6
0
π2
10
3
1
Uf
IC
N10 3.0 II?
电容器接成星形时
N1
6
0
π2
103
Uf
IC
14
转速反向的反接制动时的异步电动机特性异步电动机转速反向反接制动电路图
（二）反接制动状态
1．转速反向的反接制动转子轴上机械功率 为负
2 (1 )eP P s
() 1ss
ss
n n n ns
nn
此时的转差率转子由定子输入的电功率即为电磁功率
22
23
f
e
RRPI
s
为正转子电路的损耗 为两者之和，因此能量损耗极大 。
22eP P P
15
异步电动机定子两相反接的电路图与机械特性
2．定子两相反接的反接制动为了迅速停车或反向，可将定子两相反接，工作点由 A
转移到 B此时转差率为
1ss
ss
n n n ns
nn
在两相反接时,电动机的转矩为－ T，与负载转矩共同作用下，
电动机转速很快下降，这相当于图中机械特性的 BC段。
在转速为零的 C
点，如不切断电源，
电动机即反向加速，
进入反向的电动状态
（对应于特性 CD段），
加速到 D点时，电动机将稳定运转，实现了电动机的逆转过程。
16
（三）能耗制动状态异步电动机能耗制动的电路图与机械特性当 K1断开，电动机脱离电网时，立即将 K2接通，则在定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一固定磁场。当转子由于惯性而仍在旋转时，其导体即切割此磁场，在转子中产生感应电动势及转子电流。根据左手定则，可确定出转矩的方向与转速的方向相反，
即为制动转矩。
17
18
各个电流之间有下列关系
2222221 s i n2 IIIII
得机械特性方程式
22
1 1 2
22
22
( / )
/
m
sm
m I X R vT
R v X X
临界相对转速
2
2
m
m
Rv
XX
19
三、运转状态小结在正转方向，特性 1与 1′ 的第二象限为回馈制动特性，第四象限为反接制动特性；
在反转方向，特性 2与 2′ 的第二象限为反接制动特性，而第四象限则为回馈制动特性。
能耗制动电路的联结方法有所不同，其机械特性用曲线 3与 3′ 表示，第二象限部分对应于电动机正转，而第四象限则对应于反转。
图中特性 1＇,2′ 及 3′ 对应于异步电动机转子有串联电阻时，而 1，
2及 3则对应于没有串联电阻。
20
桥式起重机拖动主钩异步电动机的电路图对应手柄位置主钩异步电动机的机械特性
21
转速逐级提升过程为
lkjihgfedcba
转速逐级提升的机械特性
22
空钩提升与下放时的负载转矩特性提升和下放空钩时的机械特性与负载转矩特性在空钩下放时也属电动状态。此时不但有空钩重量产生的位能力矩，而且有摩擦力产生的阻力矩，而阻力矩又比位能力矩大,将二者叠加即为电动机轴上的负载转矩。
23
（二）反接制动状态
（三）回馈制动状态反接制动下放重物时的机械特性与负载转矩特性回馈制动下放重物时的机械特性与负载转矩特性
24
第四节 根据异步电动机的技术数据计算异步电动机的参数一般异步电动机的产品目录中可以查到一些技术数据，而不给出电动机的定、转子等具体参数，为此必须用工程计算法计算。一般可查到下列技术数据：
1NI
1）额定功率 （ kW）
2）额定定子线电压 （ V）
3）额定定子线电流 （ A）
4）额定转速 （ r/min）
5）额定效率
6）定子额定功率因数
7）过载倍数
8）飞轮惯量 （ ）
NP
1NU
Nn
%N?
N1cos?
m a x N/TTK K T T?
2GD 2mN?
1 1 N/I I stK K I I?
N2E
2NI
9）对于绕线转子异步电动机，还给出两个转子数据，即
a）转子额定线电动势 （ V）
b）转子额定线电流 （ A）
10）对于笼型异步电动机，没有转子数据，但给出下列两个数据
a）起动转矩倍数
b）起动电流倍数
N/st st stK K T T?
25
此外，还可能给出定子极对数 p；定子绕组的接线方式；工作制（或定额）；负载持续率；最高温升（或绝缘材料等级）等。额定频率我国为 50Hz，即 Hz 。50
1?f
在已知上述数据的基础上，可用工程计算法计算异步电动机参数解
mN1 3 1 3 1mN2403309 5 5 09 5 5 0
N
N
N n
PT
0X
[例 10-1] 一绕线转子异步电动机的技术数据为,kW3 3 0
N?P
V6000N1?U A47N1?I r / m i n240N?n 8 7 8.0N
77.0c o s N1 9.1?TK V4952N?E A4 1 02N?I
0I2X?
1X
2RmaxT
试用工程计算法计算异步电动机的下列参数：
NT k
2R? 1R ms X 2X
26
m a x N 1,9 1 3 1 3 1 N m 2 4 9 4 9 N mTT K T
0
N0
N n
nns 04.0
2 5 0
2 4 02 5 0
Ω0 2 7 9.0Ω4103 49504.03
N2
N2N
2
I
EsR
5.114 9 56 0 0 095.095.0
N2
N1
E
Uk
222 kRR Ω69.35.11Ω0 2 7 9.0 2
Ω8.2Ω473 6 0 0 004.095.0395.0
N1
NN1
1
I
sUR
12N TTm KKss 141.0)19.19.1(04.0 2
27
160 6 0 5 0 12
250s
fp
n
22
2
11
N210 T
UpX R R
KT
Ω5.24Ω8.28.2
1 3 1 5 09.1210
123/6 0 0 0 2
22
Ω25.12Ω5.245.05.021 XXX
0932.05.11/25.12/ 2222 kXX
258.004.0/69.38.2 5.24/tg
N21
21
N2
sRR
XX?
N12N1 c o s1s i n 64.077.01
2
N2N1N1N10 tgco ss i n II A7.20A)258.077.064.0(47
0
N1
0 3
95.0
I
UX? Ω159Ω
7.203
600095.0?
28
第五节 绕线转子异步电动机调速及制动电阻的计算计算的方法是按已知条件，利用机械特性（一般是实用表达式）
进行，计算时必须注意不同运转状态下方程式中各参量的正负符号等不同特点。
8.6?TKr / m i n1460N?n
A1 6 6N2?I
[例 10-2]
某绕线转子异步电动机的铭牌参数如下,kW75
N?P
A1 4 4N1?I V380N1?U
V399N2?E
（ 1）当负载转矩,
要求转速 时，
转子每相应串入多大的电阻
（图中 B点）？
N8.0 TTz?
r / m i n5 0 0?Bn
绕线转子异步电动机的机械特性
29
（ 2）从电动状态（图 1中 A点） 时换接到反接制动状态，如果要求开始的制动转矩等于 （图中 C点），则转子每相应该串接多大电阻？
NnnA?
N5.1 T
（ 3）如果该电动机带位能负载，负载转矩,要求稳定的下放转速 r/min，求转子每相的串接电阻值。
N8.0 TT z?
300Dn
解
N
N
1 5 0 0 1 4 6 0 0,0 2 6 7
1500
s
s
nns
n
Ω053.0Ω1163 3990267.03
2N
N2N
2
I
UsR
Ω62.1Ω053.011445.0 56.41 2
R
s
sR
m
m
fB
取 （ 不合理）56.4ms 097.0ms
097.056.41
8.0
8.2
8.0
8.2666.0
2
N
N
N
N 或?
T
T
T
Ts
m
（ 1）
30
考虑异步机的机械特性为直线,对于固有特性
15.02 6 7.08.222 N sKs Tm
66.46 6 6.08.0 8.22
N
N
T
Ts
m
6.10 5 3.011 4 9.0 66.4fBR
对于人为特性 6 6 6.0 Bx ss N8.0 TTT Bx
9 7 3.11 5 0 01 4 6 01 5 0 0
0
N0
n
nns
A
（ 2）
57.08.61
5.1
8.2
5.1
8.29 7 3.1
2
N
N
N
N 或?
T
T
T
Ts
m
31
44.2053.01
1 4 4 5.0
8.6
fAR
取 8.6
ms
取 57.0
ms
16.00 5 3.01
1 4 4 5.0
57.0
fAR
考虑机械特性为直线
1 4 9.0?ms 37.79 7 3.1
5.1
8.22
N
N
m T
Ts
57.2053.01149.0 37.7fCR
（ 3） 1 5 0 0 ( 3 0 0 )
1,21500sDD
s
nns
n
ND TT 8.0? 175.0225.81
8.0
8.2
8.0
8.2
2.1
2
或?
N
N
N
N
m T
T
T
T
s
32
取 （ 时不能稳定运转）2 2 5.8
ms 175.0ms
96.2053.011445.0 225.8fDR
考虑机械特性为直线
1 4 9.0?ms 4.82.1
8.0
8.22
N
N
T
Ts
m
Ω94.2Ω053.01149.0 4.8fDR
33
绕线转子异步电动机能耗制动接线图及特性
[例 10-3]
绕线转子异步电动机的铭牌数据同例 10-2，设从额定点 A换接到能耗制动状态的运行点 E（见下图），如果要求制动转矩的开始值等于电动机的额定转矩，求转子每相的串接电阻。能耗制动时的接线如图，定子通入大小为 的直流电流，假如电动机的空载电流 。假定应考虑电动机磁路的饱和。 05.2 IA80
0?I
解
A200A805.25.2 0 II A3.163
3
2
1II
04.280 3.1 6 3
0
1
1 I
Ii
34
查图 10-21的曲线，当 时，04.2
1?i 5.1?mm 4.1?mV
03 3 8 0 3 8 0 / 3 1,5 N m 5 0 3 N m
2 1 5 0 0 / 6 0m T ms
IUTm
9 0 5.03 9 93 8 095.095.0
N2
N1
U
Uk
Ω0 4 3 4.0905.0Ω053.0 2222 kRR
02 8 0 0,0 4 3 5 1,4 0,0 2 2 2
3 8 0 / 3mm
IRvV
U?
N 1460 0,9 7 3
1500
E
E
ss
nnv
nn
mN491mN1 4 6 0759 5 5 09 5 5 0
N
N
N n
PTT
E
35
973.0
973.0
5052
490
m
m
v
v
0947.0998.12 mm vv
2
947.04998.1998.1 2
mv 7 7 3.02 2 5.1 或?
取 2 2 5.1
mv
87.2053.01
0222.0
225.11
2Rv
vR
m
m
fE
考虑能耗制动特性为直线
29 7 3.04 9 05 0 522 E
E
mT
m vT
Tv
F
m
m
F
mT
NF
v
v
v
v
T
TT
2
F
F
v
v 0222.0
0222.0
5052490
36
00 0 0 4 9 3.00456.02 FF vv
2
0 0 0 4 9 3.040 4 5 6.00 4 5 6.0 2
Fv
0 2 8.00 1 7 6.0 或?
取 0 1 7 6.0?Fv 如果能耗制动特性为直线，转子电路不串电阻，则
0 3 6 1.00 1 7 6.04 9 05 0 522 F
F
mT
m vT
Tv
88.2053.010 3 6 1.0 2fER
37
[例 10-4 ]
绕线转子异步电动机的技术数据同例 10-2。如果使用能耗制动使电动机快速停车，要求保证最大制动转矩 时,。
接线如图所示。假定桥式整流后电压与交流电压有效值之比为 0.9，
整流电压经电容滤波后增高 30%。试计算：
（ 1）直流励磁电路中的附加电阻
（ 2）异步机转子电路每相应串接的电阻
N5.1 TTmT? 4 0 7.0?
mv
1?R
2?R
mN4 9 05.15.1 N TT mT
解 （ 1）
mN735
查图 10-21，当 2.2?
mm
7.21?i 7.1?mV
绕线转子异步电动机能耗制动接线图
38
A216A807.2011 IiI A265
2
3
1 II
Ω0 3 8 6.0Ω1 4 43 3 8 095.00 2 6 7.03 95.0
1N
N1N
1
I
UsR
V5.20V0 3 8 6.022 6 52 1 RIU
6.12 6 5
5.203.19.03 8 0
1 I
UUR d
（ 2） 02
1
8 0 0,4 3 4 1,7 0,0 2 6 9
3 8 0 / 3mm
IRvV
U?
7 4 8.00 5 3.010 2 6 9.0
4 0 7.01
22 Rv
vR
m
m
39
第十章 结 束
1 2 2c o sTmT C I
式中：
1 1 1
1 2
w
T
pm N kC?异步机的转矩系数
—— 异步机每极磁通
m?
22
2
22
2
2
2
2
2
2
2
2 c o s)/(
/c o s
XsR
R
XsR
sR
2
2
2
2
2
2
2
X
s
R
E
I
异步电动机的机械特性二、参数表达式
2 1 1 12 π wmE f N k
12π
s
f
p
1
2 2 2c o s
s
mT E I
可得
222 ZIE
2
2
2
/c o s
Z
sR
212
2
s
mRTI
s
则得
3
由于异步电动机的电磁功率为
2 2
12e
RP m I
s
e
s
PT?
分子分母同乘以 （ 1-s）,即得
2PT?
由异步电动机的近似等效电路
2 2
22
1 1 2
U
I
R
R X X
s
得异步电动机的机械特性参数表达式
2 2
1
2
22
1 1 2
s
R
U
m s
T
R
R X X
s
4
22121
2
XXR
Rs
m
临界转差率
0d/d?sT使,即可求得最大转矩
2
1
m a x 2
2
1 1 1 22
s
Um
T
R R X X
由于
211 XXR
21
2
XX
Rs
m
21
m a x
122 ( )s
mUT
XX
起动转矩
2
21
22
1 2 1 2
st
s
URmT
R R X X
起动转矩倍数
N/ TTK stst?
5
三、实用表达式
1
m a x
2
1
2
21
2
m
m
m
m
R
Ts
R
T
s Rs
s
s s R
忽略 R1 得机械特性的实用表达式
max2
m
m
T
T
ss
ss
)1( 2N TTm KKss
可以求出 （式中 ）
N
N
s
s
nns
n
m a x
N
N
N
2
m
m
T
T
ss
ss
6
第二节 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性一、固有机械特性固有机械特性是指异步电动机工作在额定电压及额定频率下，
电动机按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性曲线 。 三相异步电动机的固有机械特性
1）起始点 A；
2）额定工作点 B；
3）同步转速点 H；
4）最大转矩点 P和 P′。
7
二、人为机械特性 三相异步电动机降低定子相电压时的人为机械特性
（一）降低
xU
降低后电动机电流将大于额定值，电动机如长时连续运行，
最终温升将超过允许值，导致电动机寿命缩短，甚至烧坏。
xU
转子电路内串联对称电阻时的人为机械特性（二）转子电路内串联对称电阻转子电路串联对称电阻适用于绕线转子异步电动机的起动，也可用于调速。
8
（三）定子电路串联对称电抗定子电路内串联对称电抗时的人为机械特性定子电路串联对称电抗一般用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流。
定子电路内串联对称电阻时的人为机械特性
（四）定子电路串联对称电阻与串联对称电抗时相同，
定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动 。
9
转子电路接入并联阻抗时的电路图和人为机械特性（五）转子电路接入并联阻抗由于转子电路参数可变，如果参数配合恰当，电动机在整个加速过程中产生几乎恒定的转矩，在右图上绘出了这样的人为机械特性。
转子电路接入并联阻抗时的转子等效电路图
10
第三节 三相异步电动机的各种运转状态一、电动运转状态电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同。
电动状态下异步电动机的机械特性二、制动运转状态异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。
11
（ — ）回馈制动状态位能负载带动异步电动机进入回馈制动状态异步电动机在回馈制动时的相量图当异步电动机由于某种原因（例如位能负载的作用 ），使其转速高于同步速度 时，转子感应电动势反向，转子电流的有功分量也改变了方向，其无功分量的方向则不变。此时异步电动机既回馈电能，又在轴上产生机械制动转矩，即在制动状态下工作。
12
当 时
snn /0sss n n n
转子电流的有功分量为
222 c o s?II a
2222
2
2
2
2
2
2
2
/
/
/ XsR
sR
XsR
EI
a?
2222
22
/
/
XsR
sRE
转子电流的无功分量为
2 2 2s inII
22
2
22
2 2 2 2//
EXI
R s X R s X
22
2
2
22
/ XsR
XE
1 2 2c o sTmT C I 也为负，与转速方向相反异步电动机轴上输出的机械功率也为负?TP?
2
13
异步电动机回馈制动时的机械特性如果异步机定子脱离电网，
又希望它能发电，则必须在异步机定子三相之间接上连接成三角形或者星形的三组电容器。
这时电容器组可供给异步电动机发电所需要的无功功率，即供给建立磁场所需要的励磁电流。
电容器接成三角形时
N1
6
0
π2
10
3
1
Uf
IC
N10 3.0 II?
电容器接成星形时
N1
6
0
π2
103
Uf
IC
14
转速反向的反接制动时的异步电动机特性异步电动机转速反向反接制动电路图
（二）反接制动状态
1．转速反向的反接制动转子轴上机械功率 为负
2 (1 )eP P s
() 1ss
ss
n n n ns
nn
此时的转差率转子由定子输入的电功率即为电磁功率
22
23
f
e
RRPI
s
为正转子电路的损耗 为两者之和，因此能量损耗极大 。
22eP P P
15
异步电动机定子两相反接的电路图与机械特性
2．定子两相反接的反接制动为了迅速停车或反向，可将定子两相反接，工作点由 A
转移到 B此时转差率为
1ss
ss
n n n ns
nn
在两相反接时,电动机的转矩为－ T，与负载转矩共同作用下，
电动机转速很快下降，这相当于图中机械特性的 BC段。
在转速为零的 C
点，如不切断电源，
电动机即反向加速，
进入反向的电动状态
（对应于特性 CD段），
加速到 D点时，电动机将稳定运转，实现了电动机的逆转过程。
16
（三）能耗制动状态异步电动机能耗制动的电路图与机械特性当 K1断开，电动机脱离电网时，立即将 K2接通，则在定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一固定磁场。当转子由于惯性而仍在旋转时，其导体即切割此磁场，在转子中产生感应电动势及转子电流。根据左手定则，可确定出转矩的方向与转速的方向相反，
即为制动转矩。
17
18
各个电流之间有下列关系
2222221 s i n2 IIIII
得机械特性方程式
22
1 1 2
22
22
( / )
/
m
sm
m I X R vT
R v X X
临界相对转速
2
2
m
m
Rv
XX
19
三、运转状态小结在正转方向，特性 1与 1′ 的第二象限为回馈制动特性，第四象限为反接制动特性；
在反转方向，特性 2与 2′ 的第二象限为反接制动特性，而第四象限则为回馈制动特性。
能耗制动电路的联结方法有所不同，其机械特性用曲线 3与 3′ 表示，第二象限部分对应于电动机正转，而第四象限则对应于反转。
图中特性 1＇,2′ 及 3′ 对应于异步电动机转子有串联电阻时，而 1，
2及 3则对应于没有串联电阻。
20
桥式起重机拖动主钩异步电动机的电路图对应手柄位置主钩异步电动机的机械特性
21
转速逐级提升过程为
lkjihgfedcba
转速逐级提升的机械特性
22
空钩提升与下放时的负载转矩特性提升和下放空钩时的机械特性与负载转矩特性在空钩下放时也属电动状态。此时不但有空钩重量产生的位能力矩，而且有摩擦力产生的阻力矩，而阻力矩又比位能力矩大,将二者叠加即为电动机轴上的负载转矩。
23
（二）反接制动状态
（三）回馈制动状态反接制动下放重物时的机械特性与负载转矩特性回馈制动下放重物时的机械特性与负载转矩特性
24
第四节 根据异步电动机的技术数据计算异步电动机的参数一般异步电动机的产品目录中可以查到一些技术数据，而不给出电动机的定、转子等具体参数，为此必须用工程计算法计算。一般可查到下列技术数据：
1NI
1）额定功率 （ kW）
2）额定定子线电压 （ V）
3）额定定子线电流 （ A）
4）额定转速 （ r/min）
5）额定效率
6）定子额定功率因数
7）过载倍数
8）飞轮惯量 （ ）
NP
1NU
Nn
%N?
N1cos?
m a x N/TTK K T T?
2GD 2mN?
1 1 N/I I stK K I I?
N2E
2NI
9）对于绕线转子异步电动机，还给出两个转子数据，即
a）转子额定线电动势 （ V）
b）转子额定线电流 （ A）
10）对于笼型异步电动机，没有转子数据，但给出下列两个数据
a）起动转矩倍数
b）起动电流倍数
N/st st stK K T T?
25
此外，还可能给出定子极对数 p；定子绕组的接线方式；工作制（或定额）；负载持续率；最高温升（或绝缘材料等级）等。额定频率我国为 50Hz，即 Hz 。50
1?f
在已知上述数据的基础上，可用工程计算法计算异步电动机参数解
mN1 3 1 3 1mN2403309 5 5 09 5 5 0
N
N
N n
PT
0X
[例 10-1] 一绕线转子异步电动机的技术数据为,kW3 3 0
N?P
V6000N1?U A47N1?I r / m i n240N?n 8 7 8.0N
77.0c o s N1 9.1?TK V4952N?E A4 1 02N?I
0I2X?
1X
2RmaxT
试用工程计算法计算异步电动机的下列参数：
NT k
2R? 1R ms X 2X
26
m a x N 1,9 1 3 1 3 1 N m 2 4 9 4 9 N mTT K T
0
N0
N n
nns 04.0
2 5 0
2 4 02 5 0
Ω0 2 7 9.0Ω4103 49504.03
N2
N2N
2
I
EsR
5.114 9 56 0 0 095.095.0
N2
N1
E
Uk
222 kRR Ω69.35.11Ω0 2 7 9.0 2
Ω8.2Ω473 6 0 0 004.095.0395.0
N1
NN1
1
I
sUR
12N TTm KKss 141.0)19.19.1(04.0 2
27
160 6 0 5 0 12
250s
fp
n
22
2
11
N210 T
UpX R R
KT
Ω5.24Ω8.28.2
1 3 1 5 09.1210
123/6 0 0 0 2
22
Ω25.12Ω5.245.05.021 XXX
0932.05.11/25.12/ 2222 kXX
258.004.0/69.38.2 5.24/tg
N21
21
N2
sRR
XX?
N12N1 c o s1s i n 64.077.01
2
N2N1N1N10 tgco ss i n II A7.20A)258.077.064.0(47
0
N1
0 3
95.0
I
UX? Ω159Ω
7.203
600095.0?
28
第五节 绕线转子异步电动机调速及制动电阻的计算计算的方法是按已知条件，利用机械特性（一般是实用表达式）
进行，计算时必须注意不同运转状态下方程式中各参量的正负符号等不同特点。
8.6?TKr / m i n1460N?n
A1 6 6N2?I
[例 10-2]
某绕线转子异步电动机的铭牌参数如下,kW75
N?P
A1 4 4N1?I V380N1?U
V399N2?E
（ 1）当负载转矩,
要求转速 时，
转子每相应串入多大的电阻
（图中 B点）？
N8.0 TTz?
r / m i n5 0 0?Bn
绕线转子异步电动机的机械特性
29
（ 2）从电动状态（图 1中 A点） 时换接到反接制动状态，如果要求开始的制动转矩等于 （图中 C点），则转子每相应该串接多大电阻？
NnnA?
N5.1 T
（ 3）如果该电动机带位能负载，负载转矩,要求稳定的下放转速 r/min，求转子每相的串接电阻值。
N8.0 TT z?
300Dn
解
N
N
1 5 0 0 1 4 6 0 0,0 2 6 7
1500
s
s
nns
n
Ω053.0Ω1163 3990267.03
2N
N2N
2
I
UsR
Ω62.1Ω053.011445.0 56.41 2
R
s
sR
m
m
fB
取 （ 不合理）56.4ms 097.0ms
097.056.41
8.0
8.2
8.0
8.2666.0
2
N
N
N
N 或?
T
T
T
Ts
m
（ 1）
30
考虑异步机的机械特性为直线,对于固有特性
15.02 6 7.08.222 N sKs Tm
66.46 6 6.08.0 8.22
N
N
T
Ts
m
6.10 5 3.011 4 9.0 66.4fBR
对于人为特性 6 6 6.0 Bx ss N8.0 TTT Bx
9 7 3.11 5 0 01 4 6 01 5 0 0
0
N0
n
nns
A
（ 2）
57.08.61
5.1
8.2
5.1
8.29 7 3.1
2
N
N
N
N 或?
T
T
T
Ts
m
31
44.2053.01
1 4 4 5.0
8.6
fAR
取 8.6
ms
取 57.0
ms
16.00 5 3.01
1 4 4 5.0
57.0
fAR
考虑机械特性为直线
1 4 9.0?ms 37.79 7 3.1
5.1
8.22
N
N
m T
Ts
57.2053.01149.0 37.7fCR
（ 3） 1 5 0 0 ( 3 0 0 )
1,21500sDD
s
nns
n
ND TT 8.0? 175.0225.81
8.0
8.2
8.0
8.2
2.1
2
或?
N
N
N
N
m T
T
T
T
s
32
取 （ 时不能稳定运转）2 2 5.8
ms 175.0ms
96.2053.011445.0 225.8fDR
考虑机械特性为直线
1 4 9.0?ms 4.82.1
8.0
8.22
N
N
T
Ts
m
Ω94.2Ω053.01149.0 4.8fDR
33
绕线转子异步电动机能耗制动接线图及特性
[例 10-3]
绕线转子异步电动机的铭牌数据同例 10-2，设从额定点 A换接到能耗制动状态的运行点 E（见下图），如果要求制动转矩的开始值等于电动机的额定转矩，求转子每相的串接电阻。能耗制动时的接线如图，定子通入大小为 的直流电流，假如电动机的空载电流 。假定应考虑电动机磁路的饱和。 05.2 IA80
0?I
解
A200A805.25.2 0 II A3.163
3
2
1II
04.280 3.1 6 3
0
1
1 I
Ii
34
查图 10-21的曲线，当 时，04.2
1?i 5.1?mm 4.1?mV
03 3 8 0 3 8 0 / 3 1,5 N m 5 0 3 N m
2 1 5 0 0 / 6 0m T ms
IUTm
9 0 5.03 9 93 8 095.095.0
N2
N1
U
Uk
Ω0 4 3 4.0905.0Ω053.0 2222 kRR
02 8 0 0,0 4 3 5 1,4 0,0 2 2 2
3 8 0 / 3mm
IRvV
U?
N 1460 0,9 7 3
1500
E
E
ss
nnv
nn
mN491mN1 4 6 0759 5 5 09 5 5 0
N
N
N n
PTT
E
35
973.0
973.0
5052
490
m
m
v
v
0947.0998.12 mm vv
2
947.04998.1998.1 2
mv 7 7 3.02 2 5.1 或?
取 2 2 5.1
mv
87.2053.01
0222.0
225.11
2Rv
vR
m
m
fE
考虑能耗制动特性为直线
29 7 3.04 9 05 0 522 E
E
mT
m vT
Tv
F
m
m
F
mT
NF
v
v
v
v
T
TT
2
F
F
v
v 0222.0
0222.0
5052490
36
00 0 0 4 9 3.00456.02 FF vv
2
0 0 0 4 9 3.040 4 5 6.00 4 5 6.0 2
Fv
0 2 8.00 1 7 6.0 或?
取 0 1 7 6.0?Fv 如果能耗制动特性为直线，转子电路不串电阻，则
0 3 6 1.00 1 7 6.04 9 05 0 522 F
F
mT
m vT
Tv
88.2053.010 3 6 1.0 2fER
37
[例 10-4 ]
绕线转子异步电动机的技术数据同例 10-2。如果使用能耗制动使电动机快速停车，要求保证最大制动转矩 时,。
接线如图所示。假定桥式整流后电压与交流电压有效值之比为 0.9，
整流电压经电容滤波后增高 30%。试计算：
（ 1）直流励磁电路中的附加电阻
（ 2）异步机转子电路每相应串接的电阻
N5.1 TTmT? 4 0 7.0?
mv
1?R
2?R
mN4 9 05.15.1 N TT mT
解 （ 1）
mN735
查图 10-21，当 2.2?
mm
7.21?i 7.1?mV
绕线转子异步电动机能耗制动接线图
38
A216A807.2011 IiI A265
2
3
1 II
Ω0 3 8 6.0Ω1 4 43 3 8 095.00 2 6 7.03 95.0
1N
N1N
1
I
UsR
V5.20V0 3 8 6.022 6 52 1 RIU
6.12 6 5
5.203.19.03 8 0
1 I
UUR d
（ 2） 02
1
8 0 0,4 3 4 1,7 0,0 2 6 9
3 8 0 / 3mm
IRvV
U?
7 4 8.00 5 3.010 2 6 9.0
4 0 7.01
22 Rv
vR
m
m
39
第十章 结 束
