第七章 电动机第一节 三相异步电动机的基本结构第二节 三相异步电动机的工作原理第三节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性第四节 三相异步电动机的使用第五节 三相异步电动机的铭牌和技术数据作业第一节 三相异步电动机的转动原理和基本构造转动原理基本构造返回返回电动机直流电动机交流电动机交流电动机同步电动机异步电动机异步电动机按交流电的相数三相异步电动机单相相异步电动机按结构 绕线式异步电动机鼠笼式异步电动机返回一、转动原理
n1
F
⊙ F
n1=0,磁场静止，转子不能感应电流，导体静止。
n1≠0，磁场顺时针旋转。
异步电动机要转动起来，
要有旋转的磁场，同时转子电路必须闭合。
改变磁场旋转方向可使电动机反转。
转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生电磁转矩，使转子转动起来，方向与磁场方向一致。
S
N
返回二、基本构造异步电动机由定子和转子两部分组成。
1,定子
定子是异步电动机固定不动的部分。
由机座、定子铁心、定子三相绕组组成。
定子铁心安装在机座内，由硅钢片叠成。
定子三相绕组嵌在定子铁心的槽内，三相绕组的始端和末端分别接到电动机出线盒的接线柱上，这样可以根据需要将三相绕组?接或 △ 接，使电动机使用于两种不同的工作电压。
返回定子接线端的连接
U1 V1 W1
W2 U2 V2
W U V
X Y Z
接△ 接返回第二节 三相异步电动机的工作原理旋转磁场转动原理转差率返回一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生定子三相绕组对称,且空间上互差 120°,
接成?形。
U
VW
X
Y Z
U
V
W
Y Z
X
iU
iW
iV
返回
iU = Imsinωt
iV = Imsin (ωt－ 120° )
iW =Imsin (ωt - 240° )
对称三相电流
ωt
i iU iV iW
波形如图规定电流正方向由始端向末端，实际流入时用?表示，实际流出时用 ⊙ 表示。
返回
ωt
i iU iV iW
0 120° 240°60°
U
⊙?
⊙ VW
Y
X
Z
N
S
⊙
⊙
180°
⊙?
⊙ N
S
ωt =0 °
iU = 0
iV < 0
iW > 0
⊙
⊙
n1
对称三相绕组，送入对称三相电流，一定产生旋转磁场。
ωt =6 °
>
=
120 °
iU > 0
iV = 0
iW < 0
8 °
i =
iV >
i
24 °
iU <
iV
iW
返回
2、旋转磁场的转向旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。
电流的相序,U－ V－ W
电流的相序,V－ U － W
n1
n1
改变电流相序，即任意对调电源的两根火线，
可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。
返回
3、旋转磁场的转速
○ ○ ○ 定子每相一个线圈，旋转磁场为二极。旋转磁场的磁极对数
P = 1
电流变化一周，磁场也旋转一周。
磁场的转速 n1=60 f 1 (r/min)
○ ○ ○ 定子每相二个线圈，旋转磁场为四极。旋转磁场的磁极对数
P = 2
电流变化一周，磁场也旋转 0.5周。
磁场的转速 n1=60 f 1 /2 (r/min)
返回改变定子绕组的接线方式，可以改变异步电动机的极数。
旋转磁场的转速 n1 与电动机的极数 P成反比，与交流电的频率 f 成正比。
( r / m i n ) f
P
60n 1
1?
二、转动原理对称三相电源定子对称三相绕组旋转磁场转子旋转
n1 n
P 2 3 4
n1 1500 1000 750
返回三、转差率异步电动机的转动原理是建立在电磁感应的基础上的，所以电动机的转速 n与旋转磁场的转速 n1（又叫做同步转速）不能相等。
即 n≠n1
其相差的程度用 转差率 s 来表示 。
1
1
n
nn
s
转差率 s 是异步电动机重要的参数之一。
s≈0.02～ 0.06
异步电动机刚起动的瞬间,n = 0,s = 1
返回例：某三相异步电动机额定转速 nN= 980r/min，接在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定子旋转磁场速度 n1、磁极对数 P、额定转差率 s。
解,∵ 一般额定转差率为 0.02～ 0.06 ∴ n≈n1
f
P
60nn 1
1
3
9 8 0
5060
n
60P 1 f
m i n/r1000
3
5060
P
60n 1
1?
f
02.0
1 0 0 0
9 8 01 0 0 0
n
nns
1
1
返回第三节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性转矩平衡电磁转矩机械特性返回一,转矩平衡关系三相异步电动机在拖动生产机械工作时，旋转磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为 电磁转矩 T，它是一个驱动转矩。 作用在电动机轴上的各种机械转矩称为 负载转矩 TL，它是一个阻碍转矩。
当电动机稳定运行时，驱动转矩等于阻碍转矩。即,T = TL （转矩平衡方程）
若 T < TL 电动机减速若 T > TL 电动机加速返回
2
20
2
2
2
12
)sX(R
UsRKT
当 K,U1,R2,X20、一定的条件下，把
T=f (s)曲线称为转矩特性曲线。如图：
TTmax
1
s
sm
s 较小,0 < s < sm,s↑ T↑
s 较大,sm < s < 1,s↑ T↓
将 Tmax 对应的 sm 称为临界转差率,
二,自然机械特性
1,转矩特性返回异步电动机的电磁转矩与定子相电压 U12成正比。当电源电压有所变动时，对电磁转矩影响很大。
TT
max
1 ssm
Tmax’ U1
U1 ’
U1 > U1 ’
T∝ U 2 Sm与 U1无关
U1↓→T↓→n ↓ →s↑
→I2↑→I1↑
电压不足，会造成电流增大，电机发热。
0 < s < sm电动机运行稳定,sm < s < 1电动机运行不稳定。
返回临界转差率 sm与 R2成正比。
最大转矩 Tmax与 R2无关。
R2’ < R2”
TT
max
1 s
sm’
R2’ R2”
sm”2,机械特性在电源电压 U1不变时，电动机的转速 n 和电磁转矩 T 间的关系称为电动机的 机械特性 。
返回
n = f (T)
机械特性曲线可由转矩特性曲线得来：
TstTN
nN
n
Tmax
T
n1 A
B
C
nm
n > nm(AB段 ）,为稳定工作区（ s 较小），具有硬特性，即电动机具有自动适应负载能力。
TL↓→T >TL→n ↑ →s ↓
→T ↓ → T =TL
0<n < nm(BC段 ）,为不稳定工作区,
返回异步电动机 T－ n曲线上对应着三个特定转矩：
额定转矩 TN,在额定电压下，当电动机的输出功率等于额定功率 PN时的转矩称为额定转矩。对应的转速称为额定转速 nN。
N
N
N n
P9 5 5 0T?
最大转矩 Tmax,电动机转矩的最大值。
KW
r/min
N·m
当负载转矩 TL>Tmax时，电动机将发生闷车停转。定子电流急剧升高，电动机过热导致烧毁 。
称最大转矩与额定转矩的比值 λ为过载系数。
返回
N
m a x
m T
T
一般，过载系数 λ m为 1.8～ 2.2。 λm也表示短时允许过载能力。
起动转矩 Tst,电动机刚起动 n = 0,s = 1时的转矩。
由 s=1 可得
2
20
2
2
2
12
st )X(R
URKT
Tst∝ U12 Tst与 R2有关当 U1减小时,Tst减小，当 R2适当增大时,Tst会增大返回起动能力 λS =
N
st
T
T
一般 Tst=(1～ 2.2)TN 。
只有当 TL < Tst 时电动机才能起动。否则会发生“堵转”，此时电流 I1 I2都很大。
I2与 s的关系如曲线所示
I2
1
1 s
起动时,s =1,n =0
起动时,I2 很大,
I2
n ↓ →s↑→I2↑
1
1
n
nns
返回
Tst” T
n
Tst’
U1’ < U1”
U1’ U
1”
Tst” T
n
Tst’
R2’ < R2”
R2’
R2”
TST∝ U 2
U ↓,TST ↓
U ↓,TMAX ↓
R2 ↓,TST ↓
R2 ↓,TMAX 不变三、人工 机械特性第四节 三相异步电动机的使用起 动反 转制 动调 速返回返回一、起 动三相异步电动机接通电源后从静止状态过渡到稳定运转状态的过程叫起动。
1,起动性能要求有 足够大的起动转矩,否则电动机不能起动
Tst > TL
满足起动转矩的前提下,起动电流 Ist 越小越好一般 Ist=(5～ 7)IN，由于起动时间短，电机不会因发热而烧毁，但过大的电流会造成电网电压降落增大，影响其它设备正常工作。
返回
2,起动方法全压起动（直接起动）
全压起动简单、经济、但 Ist较大 。适用于
PN ≤10KW 的 中小型电动机,或者电动机功率小于变压器容量的 20%，同时电网电压下降不超过 5%。
降压起动降压起动即起动时降低加在定子绕组上的电压，当电动机转速接近额定值时，再将定子绕组上的电压恢复到额定值。
由于加到定子绕组上的电压 U1下降，所以起动电流下降，同时起动转矩也下降 。因此 降压起动适用于轻载或空载起动 。
返回常用的降压起动方法：
－△换接起动
△ 形运行
形起动这种方法只适用于正常运转时 △
形连接的电动机 。
当 S2 接起动端时，定子三相绕组?接。
起动电流（线电流）
Ist?=UP /z
z?
3
U 1
当 S2 接运行端时，定子三相绕组 △接。
起动电流（线电流）
Ist△ = zz
1P U3U3?
Ist?/Ist△ =1/3
△ 接起动电流是?接起动电流的三倍。利用
－△换接起动时，电源供给 电流可下降三倍 。
2
1
st 3
UT?
2
1st UT?△
又因为所以 Tst?/Tst△ =1/3
△ 接起动定子绕组相电压是?接起动的 倍。
利用?－△换接起动时,起动转矩下降三倍 。3
返回
定子电路串电阻降压起动起动时定子串联电阻，当电动机的转速接近额定转速时，再将串入电阻去除。此种方法的缺点是起动时电阻上消耗较大的功率。
这种方法适用正常运行的?或△连接的三相异步电动机 。
绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动常用转子串电阻或串频敏变阻器两种方法。
转子串电阻起动是在转子电路中串入电阻
Rst，起动后，随着转速上升逐渐减小 Rst，最终将
Rst全部短路。
返回起动瞬间 n=0,s=1
R2↑→I2↓→Ist↓
Tst” T
n
Tst’
R2
R2+Rst
R2↑→ Tst ↑
绕线式异步电动机的转子串电阻起动，不仅 限制起动电流，同时增大起动转矩 。
因此,绕线式异步电动机比鼠笼式异步电动机的起动性能好 。
返回三、反 转三相异步电动机的转向决定于旋转磁场的转向,而旋转磁场的转向又与通入三相定子绕组的电流相序有关,因此,
改变相序即可改变转向。
只要将三相定子绕组接电源的三根线中任意两根对调即可。
正转反转四、制 动用强制的方法迫使电动机迅速停车就叫 制动 。
返回返回第五节 三相异步电动机的铭牌和技术数据
铭牌和额定值
例题返回一、铭牌和额定值每台电动机都有一个铭牌,安装在机座上，
记载它的额定值,以便按规定的数值使用三相异步电动机型号 Y112M-6 功率 4.0KW 防护等级 IP44
电压 380V 电流 8.8A 功率因数 0.84
接法 △ 转速 1440r/m 绝缘等级 B
频率 50Hz 重量 45kg 工作方式 S1
×× 电机厂返回
1,型 号型号是电动机类型、规格的代号。由汉语拼音大写字母或英文字母加阿拉伯数字组成。
按顺序包括名称代号、规格代号。
Y 112 M － 6
磁极数机座长度代号（ S,M,L）
中心高三相异步电动机返回
2,额定电压 UN
额定电压是指电动机在额定运行时定子绕组的线电压。
它与绕组接法有对应关系：
系列异步电动机的额定电压都是 380V,3kW
以下的接成?形,而 4kW以上的均接成△形。一般规定电源电压波动不应超过额定值的 ± 5%。
3,额定电流 IN
是指电动机在额定运行情况下定子绕组的线电流。
4,额定功率 PN与额定效率 ηN
电动机在额定运行情况下,轴上输出的机械功率称为额定功率。
返回额定效率是指额定功率与输入电功率之比
%100
IU3
P
%100
P
P
NNN
N
N1
N
N
5,额定转速 nN
指电动机额定运行时的转速。它略低于同步转速 n1 。
6,额定功率因数 λN
指在额定情况下,电动机定子电路的功率因数,
φN 是定子绕组相电压与相电流之间的相位差。
其值约为 0.7~0.9。
返回
7,绝缘等级它是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时允许的极限温度来分级的。
8,工作制通常分为连续运行、短时运行和断续运行三种,分别用代号 S1,S2,S3表示。
9,防护等级它是指电机外壳防护型式的分级。
异步电动机铭牌上通常还列出了 Ist /IN、
Tst /TN,Tmax /TN。绕线式异步电动机铭牌上还标明转子额定电流和转子绕组的开路电压。
返回
%100
c o sIU3
P
%100
P
P
NNN
N
N1
N
N
N
N
N n
P9 5 5 0T?
N
m a x
m T
T λS =
N
st
T
T
Ist?/Ist△ =1/3 Tst?/Tst△ =1/3
( r / m i n ) fP60n 11?
1
1
n
nns
三相异步电动机常用公式
Tst∝ (U)2 Tst ′=(0.9)2Tst
例,Y132S-4型三相异步电动机额定值如下,试求
sN,IN,TN,Tst,Tmax,Ist 。
PN nN UN ηN λN Ist /I
N
Tm /TN Tst /TN
5.5
KW
1440
r/min 380V 0.855 0.84 7 2.2 2.2解：
A64.11
84.0855.03803
105.5
U3
P
I
3
NNN
N
N
04.0
1 5 0 0
1 4 4 01 5 0 0
n
nns
1
N1
N?
Ist = 7 IN =81.48A
Tst=2.2TN=324.9N·m
Tmax=2.2TN=324.9N·m
磁极对数 p= 2,n1=1500r/min
mN68.147
1 4 4 0
5.59 5 5 0
n
P9 5 5 0T
N
N
N
返回例：三相异步电动机额定值为 PN=10KW,△ 接法,
UN=380V,nN=1460r/min,ηN=0.88,λN=0.88,Ist
/IN=7,Tst /TN = 1.3,λT = 2,f =50Hz。 试求 (1) 磁极对数 p,IN,TN,sN,Tst,Tmax,Ist 。
1111(2)若负载转矩 TL=55N·m,当 U＝ 0.9UN时，能否起动？ 电动机若要采用?－△换接起动，则 Ist?，
Tst?各为多少；能否起动？
027.0
1500
14601500
n
nns
1
N1
N?
∴ 磁极对数 p= 2,n1=1500r/min
mN4.65
1 4 6 0
109 5 5 0
n
P9 5 5 0T
N
N
N
∵ nN=1460r/min 略小于 n1
A6.19
88.088.03803
1010
U3
P
I
3
NNN
N
N
Ist = 7 IN =137.2A Tst=1.3TN=85N·m
Tmax=2TN=130.8N·m
Tst∝ (U)2 Tst ′=(0.9)2Tst=68.85N·m
Tst ′> TL,可以起动解：
采用?－△换接起动 Ist?= Ist/3=45.7A
Tst? = Tst/3 = 28.3N·m < TL=55N·m
不能起动返回例,Y160M-2型三相异步电动机 PN=15KW,△ 接法,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.882,λN=0.88,
Ist /IN=7,λS = 2,λM= 2.2，起动电流不允许超过
150A。 若负载转矩 TL=60N·m,试问 能否带此负载
(1)长期运行,(2)短时运行,(3)直接起动？
mN9.48
2930
159550
n
P9550T
N
N
N
A35.29
88.0882.03803
1015
U3
P
I
3
NNN
N
N
Tst=2TN=97.8N·m Tmax=2.2TN=107.58N·m
Ist = 7 IN =205.45A
解,TN< TL=60N·m 不能长期运行
TMAX> TL 能短时运行
TST> TL
但 IST>150A 不能直接起动返回
2,电网电压下降 10%,电动机在恒定负载转矩下工作,稳定后的状态为 ______
A,转矩不变,转速下降,电流减小 ;
B,转矩不变,转速下降,电流增大 ;
C,转矩减小,转速不变,电流减小；
D,转矩减小,转速不变,电流增大；
B
1,异步电动机起动电流大是因为 ______
A,起动时轴上静摩擦阻力转矩大 ;
B,起动时 磁通 还未产生,E1=0 ;
C,n=0,s=1>> sN,I2很大。
C
返回返回
3,异步电动机铭牌值为,UN=380V/220V,接法
/△,IN=6.3A/10.9A，当额定运行时每相绕组电压 UP和电流 IP为 ______
A,380V,6.3A B,220V,6.3A
C,380V,10.9A D,220V,10.9A
B
4,对于起动并不频繁的三相笼型异步电动机,适当降低其起动电流是为了 ______
A,防止电动机烧坏 B,防止熔体熔断
C.防止电网电压过度降低
5,绕线转子三相异步电动机在负载不变的情况下,
增加转子电路电阻会使其转速 ________
A,增高 B,降低 C,稳定不变
C
B
返回
Tst” T
n
Tst’
U1’ < U1”
U1’ U1”
Tst” T
n
Tst’
R2’ < R2”
R2’
R2”
起动时,s =1,n =0,I1,I2 很大,
U1 ↓ → Ist ↓ → Tst ↓
R2 ↑ → Ist ↓ → Tst ↑
n ↓ →s↑→I2↑
U1 ↓ → n ↓ →s↑→ Tst ↓
R2 ↑ → n ↓ →s↑→ Tst ↑
T与 U12成正比 ; sm与 R2成反比 ; Tmax与 R2无关。
n1
F
⊙ F
n1=0,磁场静止，转子不能感应电流，导体静止。
n1≠0，磁场顺时针旋转。
异步电动机要转动起来，
要有旋转的磁场，同时转子电路必须闭合。
改变磁场旋转方向可使电动机反转。
转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生电磁转矩，使转子转动起来，方向与磁场方向一致。
S
N
返回二、基本构造异步电动机由定子和转子两部分组成。
1,定子
定子是异步电动机固定不动的部分。
由机座、定子铁心、定子三相绕组组成。
定子铁心安装在机座内，由硅钢片叠成。
定子三相绕组嵌在定子铁心的槽内，三相绕组的始端和末端分别接到电动机出线盒的接线柱上，这样可以根据需要将三相绕组?接或 △ 接，使电动机使用于两种不同的工作电压。
返回定子接线端的连接
U1 V1 W1
W2 U2 V2
W U V
X Y Z
接△ 接返回第二节 三相异步电动机的工作原理旋转磁场转动原理转差率返回一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生定子三相绕组对称,且空间上互差 120°,
接成?形。
U
VW
X
Y Z
U
V
W
Y Z
X
iU
iW
iV
返回
iU = Imsinωt
iV = Imsin (ωt－ 120° )
iW =Imsin (ωt - 240° )
对称三相电流
ωt
i iU iV iW
波形如图规定电流正方向由始端向末端，实际流入时用?表示，实际流出时用 ⊙ 表示。
返回
ωt
i iU iV iW
0 120° 240°60°
U
⊙?
⊙ VW
Y
X
Z
N
S
⊙
⊙
180°
⊙?
⊙ N
S
ωt =0 °
iU = 0
iV < 0
iW > 0
⊙
⊙
n1
对称三相绕组，送入对称三相电流，一定产生旋转磁场。
ωt =6 °
>
=
120 °
iU > 0
iV = 0
iW < 0
8 °
i =
iV >
i
24 °
iU <
iV
iW
返回
2、旋转磁场的转向旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。
电流的相序,U－ V－ W
电流的相序,V－ U － W
n1
n1
改变电流相序，即任意对调电源的两根火线，
可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。
返回
3、旋转磁场的转速
○ ○ ○ 定子每相一个线圈，旋转磁场为二极。旋转磁场的磁极对数
P = 1
电流变化一周，磁场也旋转一周。
磁场的转速 n1=60 f 1 (r/min)
○ ○ ○ 定子每相二个线圈，旋转磁场为四极。旋转磁场的磁极对数
P = 2
电流变化一周，磁场也旋转 0.5周。
磁场的转速 n1=60 f 1 /2 (r/min)
返回改变定子绕组的接线方式，可以改变异步电动机的极数。
旋转磁场的转速 n1 与电动机的极数 P成反比，与交流电的频率 f 成正比。
( r / m i n ) f
P
60n 1
1?
二、转动原理对称三相电源定子对称三相绕组旋转磁场转子旋转
n1 n
P 2 3 4
n1 1500 1000 750
返回三、转差率异步电动机的转动原理是建立在电磁感应的基础上的，所以电动机的转速 n与旋转磁场的转速 n1（又叫做同步转速）不能相等。
即 n≠n1
其相差的程度用 转差率 s 来表示 。
1
1
n
nn
s
转差率 s 是异步电动机重要的参数之一。
s≈0.02～ 0.06
异步电动机刚起动的瞬间,n = 0,s = 1
返回例：某三相异步电动机额定转速 nN= 980r/min，接在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定子旋转磁场速度 n1、磁极对数 P、额定转差率 s。
解,∵ 一般额定转差率为 0.02～ 0.06 ∴ n≈n1
f
P
60nn 1
1
3
9 8 0
5060
n
60P 1 f
m i n/r1000
3
5060
P
60n 1
1?
f
02.0
1 0 0 0
9 8 01 0 0 0
n
nns
1
1
返回第三节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性转矩平衡电磁转矩机械特性返回一,转矩平衡关系三相异步电动机在拖动生产机械工作时，旋转磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为 电磁转矩 T，它是一个驱动转矩。 作用在电动机轴上的各种机械转矩称为 负载转矩 TL，它是一个阻碍转矩。
当电动机稳定运行时，驱动转矩等于阻碍转矩。即,T = TL （转矩平衡方程）
若 T < TL 电动机减速若 T > TL 电动机加速返回
2
20
2
2
2
12
)sX(R
UsRKT
当 K,U1,R2,X20、一定的条件下，把
T=f (s)曲线称为转矩特性曲线。如图：
TTmax
1
s
sm
s 较小,0 < s < sm,s↑ T↑
s 较大,sm < s < 1,s↑ T↓
将 Tmax 对应的 sm 称为临界转差率,
二,自然机械特性
1,转矩特性返回异步电动机的电磁转矩与定子相电压 U12成正比。当电源电压有所变动时，对电磁转矩影响很大。
TT
max
1 ssm
Tmax’ U1
U1 ’
U1 > U1 ’
T∝ U 2 Sm与 U1无关
U1↓→T↓→n ↓ →s↑
→I2↑→I1↑
电压不足，会造成电流增大，电机发热。
0 < s < sm电动机运行稳定,sm < s < 1电动机运行不稳定。
返回临界转差率 sm与 R2成正比。
最大转矩 Tmax与 R2无关。
R2’ < R2”
TT
max
1 s
sm’
R2’ R2”
sm”2,机械特性在电源电压 U1不变时，电动机的转速 n 和电磁转矩 T 间的关系称为电动机的 机械特性 。
返回
n = f (T)
机械特性曲线可由转矩特性曲线得来：
TstTN
nN
n
Tmax
T
n1 A
B
C
nm
n > nm(AB段 ）,为稳定工作区（ s 较小），具有硬特性，即电动机具有自动适应负载能力。
TL↓→T >TL→n ↑ →s ↓
→T ↓ → T =TL
0<n < nm(BC段 ）,为不稳定工作区,
返回异步电动机 T－ n曲线上对应着三个特定转矩：
额定转矩 TN,在额定电压下，当电动机的输出功率等于额定功率 PN时的转矩称为额定转矩。对应的转速称为额定转速 nN。
N
N
N n
P9 5 5 0T?
最大转矩 Tmax,电动机转矩的最大值。
KW
r/min
N·m
当负载转矩 TL>Tmax时，电动机将发生闷车停转。定子电流急剧升高，电动机过热导致烧毁 。
称最大转矩与额定转矩的比值 λ为过载系数。
返回
N
m a x
m T
T
一般，过载系数 λ m为 1.8～ 2.2。 λm也表示短时允许过载能力。
起动转矩 Tst,电动机刚起动 n = 0,s = 1时的转矩。
由 s=1 可得
2
20
2
2
2
12
st )X(R
URKT
Tst∝ U12 Tst与 R2有关当 U1减小时,Tst减小，当 R2适当增大时,Tst会增大返回起动能力 λS =
N
st
T
T
一般 Tst=(1～ 2.2)TN 。
只有当 TL < Tst 时电动机才能起动。否则会发生“堵转”，此时电流 I1 I2都很大。
I2与 s的关系如曲线所示
I2
1
1 s
起动时,s =1,n =0
起动时,I2 很大,
I2
n ↓ →s↑→I2↑
1
1
n
nns
返回
Tst” T
n
Tst’
U1’ < U1”
U1’ U
1”
Tst” T
n
Tst’
R2’ < R2”
R2’
R2”
TST∝ U 2
U ↓,TST ↓
U ↓,TMAX ↓
R2 ↓,TST ↓
R2 ↓,TMAX 不变三、人工 机械特性第四节 三相异步电动机的使用起 动反 转制 动调 速返回返回一、起 动三相异步电动机接通电源后从静止状态过渡到稳定运转状态的过程叫起动。
1,起动性能要求有 足够大的起动转矩,否则电动机不能起动
Tst > TL
满足起动转矩的前提下,起动电流 Ist 越小越好一般 Ist=(5～ 7)IN，由于起动时间短，电机不会因发热而烧毁，但过大的电流会造成电网电压降落增大，影响其它设备正常工作。
返回
2,起动方法全压起动（直接起动）
全压起动简单、经济、但 Ist较大 。适用于
PN ≤10KW 的 中小型电动机,或者电动机功率小于变压器容量的 20%，同时电网电压下降不超过 5%。
降压起动降压起动即起动时降低加在定子绕组上的电压，当电动机转速接近额定值时，再将定子绕组上的电压恢复到额定值。
由于加到定子绕组上的电压 U1下降，所以起动电流下降，同时起动转矩也下降 。因此 降压起动适用于轻载或空载起动 。
返回常用的降压起动方法：
－△换接起动
△ 形运行
形起动这种方法只适用于正常运转时 △
形连接的电动机 。
当 S2 接起动端时，定子三相绕组?接。
起动电流（线电流）
Ist?=UP /z
z?
3
U 1
当 S2 接运行端时，定子三相绕组 △接。
起动电流（线电流）
Ist△ = zz
1P U3U3?
Ist?/Ist△ =1/3
△ 接起动电流是?接起动电流的三倍。利用
－△换接起动时，电源供给 电流可下降三倍 。
2
1
st 3
UT?
2
1st UT?△
又因为所以 Tst?/Tst△ =1/3
△ 接起动定子绕组相电压是?接起动的 倍。
利用?－△换接起动时,起动转矩下降三倍 。3
返回
定子电路串电阻降压起动起动时定子串联电阻，当电动机的转速接近额定转速时，再将串入电阻去除。此种方法的缺点是起动时电阻上消耗较大的功率。
这种方法适用正常运行的?或△连接的三相异步电动机 。
绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动常用转子串电阻或串频敏变阻器两种方法。
转子串电阻起动是在转子电路中串入电阻
Rst，起动后，随着转速上升逐渐减小 Rst，最终将
Rst全部短路。
返回起动瞬间 n=0,s=1
R2↑→I2↓→Ist↓
Tst” T
n
Tst’
R2
R2+Rst
R2↑→ Tst ↑
绕线式异步电动机的转子串电阻起动，不仅 限制起动电流，同时增大起动转矩 。
因此,绕线式异步电动机比鼠笼式异步电动机的起动性能好 。
返回三、反 转三相异步电动机的转向决定于旋转磁场的转向,而旋转磁场的转向又与通入三相定子绕组的电流相序有关,因此,
改变相序即可改变转向。
只要将三相定子绕组接电源的三根线中任意两根对调即可。
正转反转四、制 动用强制的方法迫使电动机迅速停车就叫 制动 。
返回返回第五节 三相异步电动机的铭牌和技术数据
铭牌和额定值
例题返回一、铭牌和额定值每台电动机都有一个铭牌,安装在机座上，
记载它的额定值,以便按规定的数值使用三相异步电动机型号 Y112M-6 功率 4.0KW 防护等级 IP44
电压 380V 电流 8.8A 功率因数 0.84
接法 △ 转速 1440r/m 绝缘等级 B
频率 50Hz 重量 45kg 工作方式 S1
×× 电机厂返回
1,型 号型号是电动机类型、规格的代号。由汉语拼音大写字母或英文字母加阿拉伯数字组成。
按顺序包括名称代号、规格代号。
Y 112 M － 6
磁极数机座长度代号（ S,M,L）
中心高三相异步电动机返回
2,额定电压 UN
额定电压是指电动机在额定运行时定子绕组的线电压。
它与绕组接法有对应关系：
系列异步电动机的额定电压都是 380V,3kW
以下的接成?形,而 4kW以上的均接成△形。一般规定电源电压波动不应超过额定值的 ± 5%。
3,额定电流 IN
是指电动机在额定运行情况下定子绕组的线电流。
4,额定功率 PN与额定效率 ηN
电动机在额定运行情况下,轴上输出的机械功率称为额定功率。
返回额定效率是指额定功率与输入电功率之比
%100
IU3
P
%100
P
P
NNN
N
N1
N
N
5,额定转速 nN
指电动机额定运行时的转速。它略低于同步转速 n1 。
6,额定功率因数 λN
指在额定情况下,电动机定子电路的功率因数,
φN 是定子绕组相电压与相电流之间的相位差。
其值约为 0.7~0.9。
返回
7,绝缘等级它是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时允许的极限温度来分级的。
8,工作制通常分为连续运行、短时运行和断续运行三种,分别用代号 S1,S2,S3表示。
9,防护等级它是指电机外壳防护型式的分级。
异步电动机铭牌上通常还列出了 Ist /IN、
Tst /TN,Tmax /TN。绕线式异步电动机铭牌上还标明转子额定电流和转子绕组的开路电压。
返回
%100
c o sIU3
P
%100
P
P
NNN
N
N1
N
N
N
N
N n
P9 5 5 0T?
N
m a x
m T
T λS =
N
st
T
T
Ist?/Ist△ =1/3 Tst?/Tst△ =1/3
( r / m i n ) fP60n 11?
1
1
n
nns
三相异步电动机常用公式
Tst∝ (U)2 Tst ′=(0.9)2Tst
例,Y132S-4型三相异步电动机额定值如下,试求
sN,IN,TN,Tst,Tmax,Ist 。
PN nN UN ηN λN Ist /I
N
Tm /TN Tst /TN
5.5
KW
1440
r/min 380V 0.855 0.84 7 2.2 2.2解：
A64.11
84.0855.03803
105.5
U3
P
I
3
NNN
N
N
04.0
1 5 0 0
1 4 4 01 5 0 0
n
nns
1
N1
N?
Ist = 7 IN =81.48A
Tst=2.2TN=324.9N·m
Tmax=2.2TN=324.9N·m
磁极对数 p= 2,n1=1500r/min
mN68.147
1 4 4 0
5.59 5 5 0
n
P9 5 5 0T
N
N
N
返回例：三相异步电动机额定值为 PN=10KW,△ 接法,
UN=380V,nN=1460r/min,ηN=0.88,λN=0.88,Ist
/IN=7,Tst /TN = 1.3,λT = 2,f =50Hz。 试求 (1) 磁极对数 p,IN,TN,sN,Tst,Tmax,Ist 。
1111(2)若负载转矩 TL=55N·m,当 U＝ 0.9UN时，能否起动？ 电动机若要采用?－△换接起动，则 Ist?，
Tst?各为多少；能否起动？
027.0
1500
14601500
n
nns
1
N1
N?
∴ 磁极对数 p= 2,n1=1500r/min
mN4.65
1 4 6 0
109 5 5 0
n
P9 5 5 0T
N
N
N
∵ nN=1460r/min 略小于 n1
A6.19
88.088.03803
1010
U3
P
I
3
NNN
N
N
Ist = 7 IN =137.2A Tst=1.3TN=85N·m
Tmax=2TN=130.8N·m
Tst∝ (U)2 Tst ′=(0.9)2Tst=68.85N·m
Tst ′> TL,可以起动解：
采用?－△换接起动 Ist?= Ist/3=45.7A
Tst? = Tst/3 = 28.3N·m < TL=55N·m
不能起动返回例,Y160M-2型三相异步电动机 PN=15KW,△ 接法,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.882,λN=0.88,
Ist /IN=7,λS = 2,λM= 2.2，起动电流不允许超过
150A。 若负载转矩 TL=60N·m,试问 能否带此负载
(1)长期运行,(2)短时运行,(3)直接起动？
mN9.48
2930
159550
n
P9550T
N
N
N
A35.29
88.0882.03803
1015
U3
P
I
3
NNN
N
N
Tst=2TN=97.8N·m Tmax=2.2TN=107.58N·m
Ist = 7 IN =205.45A
解,TN< TL=60N·m 不能长期运行
TMAX> TL 能短时运行
TST> TL
但 IST>150A 不能直接起动返回
2,电网电压下降 10%,电动机在恒定负载转矩下工作,稳定后的状态为 ______
A,转矩不变,转速下降,电流减小 ;
B,转矩不变,转速下降,电流增大 ;
C,转矩减小,转速不变,电流减小；
D,转矩减小,转速不变,电流增大；
B
1,异步电动机起动电流大是因为 ______
A,起动时轴上静摩擦阻力转矩大 ;
B,起动时 磁通 还未产生,E1=0 ;
C,n=0,s=1>> sN,I2很大。
C
返回返回
3,异步电动机铭牌值为,UN=380V/220V,接法
/△,IN=6.3A/10.9A，当额定运行时每相绕组电压 UP和电流 IP为 ______
A,380V,6.3A B,220V,6.3A
C,380V,10.9A D,220V,10.9A
B
4,对于起动并不频繁的三相笼型异步电动机,适当降低其起动电流是为了 ______
A,防止电动机烧坏 B,防止熔体熔断
C.防止电网电压过度降低
5,绕线转子三相异步电动机在负载不变的情况下,
增加转子电路电阻会使其转速 ________
A,增高 B,降低 C,稳定不变
C
B
返回
Tst” T
n
Tst’
U1’ < U1”
U1’ U1”
Tst” T
n
Tst’
R2’ < R2”
R2’
R2”
起动时,s =1,n =0,I1,I2 很大,
U1 ↓ → Ist ↓ → Tst ↓
R2 ↑ → Ist ↓ → Tst ↑
n ↓ →s↑→I2↑
U1 ↓ → n ↓ →s↑→ Tst ↓
R2 ↑ → n ↓ →s↑→ Tst ↑
T与 U12成正比 ; sm与 R2成反比 ; Tmax与 R2无关。
