三相异步电动机启动转矩对转速的曲线

••••••电气控制与PLC网络教学资源当前位置: 电气控制与PLC网络教学资源> 学习情境> 项目一货物升降机的继电-接触器控制> 正文1.1.3三相异步电动机的工作特性作者: Admin | 来源：| 点击: 517 | 发布时间: 2007-10-07异步电动机的转矩特性动画演示一、三相异步电动机的转矩特性异步电动机的电磁转矩T是由载流导体在磁场中受电磁力的作用而产生的，它使电动机旋转。

式中U1——定子绕组相电压有效值，单位是伏特(V)；f1——定子电源频率，单位是赫兹(Hz)；s——电动机的转差率；R2——转子绕组一相电阻，单位是欧姆(Ω)；X20——转子不动时一相感抗，单位是欧姆(Ω)；C——与电机结构有关的比例常数。

为了分析方便，将异步电动机的电磁转矩T代替电动机的输出转矩T2由于电动机的转子参数R2及X20是一定的，电源频率f1也是一定的，故当电源电压U1一定时，上式即表明异步电动机的电磁转矩T只与转差率s有关，因此可用函数式T=f（s）表示，称为异步电动机的转矩特性，画出其图象则称为转矩特性曲线，如图1-13所示。

图1-13异步电动机的转矩特性曲线二、异步电动机的机械特性1.电动机的额定转矩的实用计算式旋转机械的机械功率等于转矩和转动角速度的乘积,对于电动机而言,就有P2=T2Ω(1-4)当电动机的输出转矩T2用牛·米(N·m)作单位，旋转角速度Ω用弧度/秒(rad/s)作单位时，输出功率P2的单位是瓦特。

在电动机中计算转矩时输出功率P2的单位是千瓦(kW)，转速n的单位是转/分(r/min)，所以可以将计算公式简化，如在额定状态下转矩公式为式中T N——电动机的额定转矩，单位是牛·米(N·m)；P N——电动机的额定功率，单位是千瓦(kW)；n N——电动机的额定转速，单位是转/分(r/min).2.异步电动机的机械特性曲线将异步电动机的转矩特性曲线顺时针转过90度，并把转差率S换成转速n，即得如图1-14所示的曲线，我们称为异步电动机的机械特性曲线，可表示为n=f（T）。

二、机械特性
2.人为机械特性
人为地改变电动机地任一个参数（如U1、f1、p、定子回路电阻或电抗、转子 回路电阻或电抗)的机械特性称为人为机械特性。
R2 m1 p U s T 2 R2 ' 2 2f1 ( R1 ) ( X1 X 2 ) s
2 1
二、机械特性
一、电磁转矩
2.参数表达式
Pem T 1
2 m1 I 2
R2 2 R2 m1 pU1 S S 2 2f 1 R2 2 2f 1 R1 ＋ X 1 X 2 p S
T与电源参数（Ｕ1、f1）、结构参数（R、X、m、p）和运行参数（s）有关。 参数表达式用来分析或计算参数的变化对三相异步电动机运行性能的影响。
适用于绕线型异步电动机。
三相异步电动机的人为机械特性很多：
• 降低定子端电压的人为特性； • 改变转子回路的电阻的人为特性；
• 改变定转子回路电抗的人为特性；
• 改变极数后的人为特性； • 改变输入频率的人为特性等 一般重点研究降低定子端电压的人为特性和改变转子回路电阻的人为特性。
二、机械特性
（1） 降ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时的人为机械特性
一、电磁转矩
3.实用表达式
2Tmax T S Sm Sm S
TN 9.55 PN nN
实用表达式应用于工程计算中。 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法。
Tmax
PN mTN 9.55m nN
S m S N m 2 m 1


二、机械特性
电动机电磁转矩与转速之间的关系曲线，称为电动机的机械特性。
电压下降： • 理想空载速度不变； 定子电压 变化

sm
s 'm
0
T
Tst Tst
R2 得：S m X 20
T 令： 0 S
R2 R'2
R2的 改变 ： 鼠笼式电动机转子导条的金属材料不同 绕线式电动机外接电阻不同
（牛顿•米）
三、电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
TL n S I 2 T 直至新的平衡。此过程中，I 2 时， I 电源提供的功率自动 1
增加。
n
性段
n0
T
自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要 特点。（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大 油门，才能带动新的负载。）
n
n0
T
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
求 解
Tmax
T 0 S
Tmax
KU12
1 2 X 20
五、最大转矩
Tmax 过载系数： TN
三相异步机
1.8 ~ 2.2
（1）三相异步机的 Tmax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。 （2） 工作时，一定令负载转矩 机将停转。致使 ，否则电 TL Tmax
电机严重过热
n 0 I 2 I1
六、起动转矩 Tst
n
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 (sX 20 ) 其中 n 0 (s 1)
则
n0
T
Tst
R2 2 Tst K 2 U1 2 R2 ( X 20 )
பைடு நூலகம்
Tst体现了电动机带载起动的能力。若 Tst TL电机能

第13章 三相异步电动机运行特性
图13-1 异步电动机工作特性曲线
第13章 三相异步电动机运行特性
13.2 转矩特性
三相异步电动机的转矩特性是指在电源电压和频率为额定值，
并且电动机固有参数不变的情况下，电磁转矩与输出功率的关系
特性，即T=f(P2)的关系曲线。 电动机稳定运行时，电磁转矩应与负载制动转矩相平衡，即
即启动电流也将达到最大值，三相异步电动机的启动电流一般可
达额定电流的4～7倍。启动电流的大小是
Ist I2
U1 (r1 r2 )2 (x1 x2 )2
(14-1)
第13章 三相异步电动机运行特性
较大的启动电流是十分有害的，对频繁启动的电动机来说， 会引起电动机过热而温升较高，使电动机绝缘材料老化，使用寿 命减少。对供电变压器来说，当变压器容量有限，输电距离较长 时，大的启动电流将造成变压器输出电压下降，并且会影响到同 一供电线路上的其他设备的正常工作。例如，在电动机启动瞬间， 照明灯会变暗，数控机床会失控等。
(14-2)
第13章 三相异步电动机运行特性
异步电动机启动时，在满足启动转矩的条件下，应尽量减小 启动电流。由式(14-1)和式(14-2)看出，降低启动电流的方法有三 种: 一是降低电源电压；二是增加定子回路电阻或电抗值；三是 增加转子回路电阻或电抗值。加大启动转矩的方法是适当增加转 子电阻。
第13章 三相异步电动机运行特性
空载时，输出功率P2=0，转子电流I2接近于零，转子转速n接 近于同步转速。由负载转矩公式T2=P2/Ω可知，随着负载的增大， 即输出功率的增大，输出转矩也将增大，以达到电磁转矩与负载 转矩平衡。而转子电流增大才能保证电磁转矩增大，也就是说转 子电动势E2s必须增大，因此，转子转速随着负载的增大而下降。 为了保证电动机负载时有较高的效率，转子铜耗不能太大， 因此 负载时转差率限制在比较小的范围内。所以，随着负载的增大， 转速降并不大。三相异步电动机的转速特性是一条稍向下倾斜的 曲线，特性曲线较硬，如图13-1所示。

空载时损耗占比例大，效率低；随P2增 加，增加，当负载过大，铜损耗增加快，使 效率下降，如图所示。
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
效率曲线和功率因数曲线都是在额定负载附近 达到最高，因此合理选用电动机容量时，对电动 机的寿命、功率因数和效率都有很实际的意义。 5、功率因数特性cos1=f(P2)
§4－5 三相异步电动机的机械特性
本节要点： 一、三相异步电动机的工作特性 二、机械特性：n = f ( T ) ㈠固有机械特性曲线分析 ㈡人为机械特性 三、运行性能 1、运行状态 2、启动转矩倍数
3、过载能力 4、异步电动机机械特性的结论
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§4－5 三相异步电动机的机械特性
原因：是静止的转子导体与定子旋转磁 场之间的相对切割速度很大（n1）。将 产生很大的I2，使定子电流也增大。但 由于转子绕组的功率因数cosφ2很小， 由于Tst=CTφI2cosφ2，故启动转矩并不 很大。
只有当Tst达到一定值时，电动机才 能启动。
Tst>TL ，将 S = 1代入T公式，即 可得Tst 的表达式。
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§4－5 三相异步电动机的机械特性
⑵额定运行点（TN、nN） TN = 9.55 PN/nN
⑶临界工作点（Tm、nm） 当S = Sm 时，电磁转矩达到最大
值。
Sm ∈( 0.04，0.14 ) ⑷同步点（0、n1）
n = n1
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§4－5 三相异步电动机的机械特性
2023年8月26日 星期六
§4－5 三相异步电动机的机械特性
2、转矩特性T=f(P2) 空载时P2=0，电磁转矩T等于空载转矩 T0。随着P2的增加，已知T2=9.55P2/n， 如n基本不变，则T2为过原点的直线。 考虑到P2增加时，n稍有降低，故 T2=f(P2)随着P2增加略向上偏离直线。 在T=T0+T2式中。T0很小，且为常数。所 以T=f(P2)将比平行上移T0数值，如图所 示。

n1
n
A
Tem
0
C
第5章 三相异步电动机的电力拖动
5.3.2 反接制动 一、电源两相反接的反接制动
实现：将电动机电源两相反接可实现反接制动。
由于定子旋转磁场方向改变 , 理 想空载转速变为 n1 , s 1.
机械特性由曲线1变为曲线 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。
B
A
Tem Tm
0
TN Tst
第5章 三相异步电动机的电力拖动
二、人为机械特性 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
U 1下降后, Tm 和 Tst 均下降, 但 sm不变, T 和 k st 减少。
s n n
0
1
TL
如果电机在定额负载下运 sm 行,U 1下降后, n 下降, s 增大, E 转子电流因 2 s sE2 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 10 少使用寿命。
第5章 三相异步电动机的电力拖动
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。 起动时,f 2 f1,频敏变阻器铁损大,反 映铁损耗的等效电阻 Rm大,相当于转 子回路串入一个较大电阻。随着 n f2 上升, 减小,铁损减少,等效电阻 减小,相当于逐渐切除 Rm ,起动结 束,S2闭合，切除频敏变阻器，转子 电路直接短路。
反接制动时，s>1，所以有
机械功率为 PMEC m1 I 22 1 s R2 0 s 2 R2 Pem m1 I 2 0 s

绕线型异步电动机转子串电阻启动
三相异步电动机的运行
（2）绕线式三相异步电动机转子串 电阻启动时的机械特性曲线
在整个启动过程中，保持电动机的 转矩在Tst1和Tm之间变化，直到转子中 所串接的电阻器被全部切除，电动机便 稳定运行在额定转速，启动过程结束。
绕线型异步电动机转子串电 阻有级启动机械特性曲线
启动过程中铁损耗和等效电阻不断减小,相当于逐渐 切除转子电路串入的电阻。
绕线型异步电 动机转子串频 敏变阻器启动
三相异步电动机的运行
（2）绕线式三相异步电动机转子串频敏变阻器启动原理
启动时，频率最大，相应频敏变阻器的铁心中涡流损耗
最大，所以频敏变阻器的等效电阻也是最大，既限制了启动
电流，又提高了功率因数，增大了启动转矩。
三相异步电动机的运行
（3）绕线型异步电动机转子串电阻启动优缺点 既能减小启动电流，又能增大启动转矩，因此适合于重载 启动的场合，例如起重机械、卷扬机、龙门吊等。 价格昂贵，启动设备笨重，启动过程电能浪费多；电阻段 数较少时，启动过程转矩波动大；而电阻段数较多时，控制线 路复杂，所以一般只设计为2~4段。
3） 降压启动适用范围。
只适用于正常运行时定子绕组接成△形的笼式异步 电动机。
三相异步电动机 降压启动电路
三相异步电动机的运行
（2）定子绕组串电阻降压启动 1）定子绕组串电阻降压启动方法。
启动时，在定子绕组与电源之间串入启动电阻进 行分压，启动完毕时将电阻短接，电动机全压运行。
2）定子绕组串电阻降压启动原理。
定子绕组串电阻 降压启动原理图
三相异步电动机的运行
（3）自耦变压器降压启动
1）自耦变压器降压启动方法。
启动时，在定子绕组与电源之间串入自耦变压器来降 低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机转速上升到接 近额定转速时，再将电动机与自耦变压器断开，接入额定 电压,电动机在全压下加速到额定转速运行。

结论：降低U1后的人为机械特性，仍然通过固有机械 特性的同步点，即：同步点保持不变。
1. 降低定子端电压U1的人为机械特性
2）最大转矩点
横坐标Tm ：
最大转矩Tm与定子端电压U1的 平方成正比，降低U1之后，最 大转矩Tm的值大幅度减小。
纵坐标nm： nm=n1(1-sm) =n1(1-R2/X2)
用平滑曲线连接这三个坐标 点，就得到了降低定子端电 压U1的人为机械特性。
1.降低定子端电压U1的人为机械特性
降低电压U1对电动机运行 性能的影响：
TL1 TL2
1）最大转矩Tm和启动转矩Tst 都大幅度减小，过载能力λ和 启动能力Kst都显著降低。 如果U1降低得太多，可能会因 为Tst<TL而无法启动，也可能 会因为Tm<TL而堵转。
长期欠压过载运行，电动机绕组的温升会超过允许值而损害 绕组的绝缘，甚至会烧毁绕组。
电动机的电气控制电路要设置欠电压保护：
1）电动机通常由接触器控制。接触器在其线圈电压下降到 85%UN时，会自动释放而切断电路，自带欠压保护功能。 2）低压断路器上有失压脱扣器，在低电压时会自动跳闸， 有欠压失压保护功能。 3）有时需要设置专门的欠电压继电器作欠压保护。
TL1 TL2 TL3
TL4
可采取的措施2：
电动机的固有机械特性
√ 换一台启动转矩Tst大于TL3，额定转矩TN与TL3相当的电动
机，带动TL3重新启动。
运行情况：
TN ≈ TL3，电动机会运行在额定状态附近，运行性能好。
★通过固有机械特性判断电机运行情况
参考答案4：
电动机带负载TL4不能启动， 绕组很快就会烧毁。
第1步： 从产品目录中查出电动机的外部参数值，计算出Tm和sm的 值，代入实用表达式，得到T = f ( s )。在转差率s的取值范 围内，计算出电动机若干个运行点的（s，T）坐标值。

cosϕ 例、 Ist * = 6， Φm*=0.5, cosϕ2 =0.3,则Tst*=0.9 ， 则 如果起动转矩过小，就不能在满载下起动， 如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应设法 提高。但起动转矩也不能过大，否则， 提高。但起动转矩也不能过大，否则，会使传动机 构收到冲击而损坏。 构收到冲击而损坏。 三、异步电动机起动时特点：起动电流较大，起动 异步电动机起动时特点：起动电流较大， 转矩较小。 转矩较小。 足够大； 不能太大； 四、起动要求： (1)Tst足够大； (2)Ist不能太大； 起动要求： 足够大 不能太大 (3)缩短起动时间； (4)起动设备简单可靠。为此必须 缩短起动时间； 起动设备简单可靠 起动设备简单可靠。 缩短起动时间 采用适当的起动方法。 采用适当的起动方法。
二、用星形—三角形（Y-）起动器起动 用星形 三角形（ ） 三角形 1、只有在正常运行时定子绕组接成三角形△且其 、只有在正常运行时定子绕组接成三角形△ 正常运行时定子绕组接成三角形 三相绕组首尾六个端子全部引出来的电动机才采 用Y-△起动器起动。 △起动器起动。 2、Y -△起动接线图 、 △ 起动时， 投向“起动”位置，然后合上K 起动时，K2投向“起动”位置，然后合上 1 ， 电动机低压起动，转速上升。 电动机低压起动，转速上升。当转速接近正常 运行转速时， 投向“运行”位置， 运行转速时，将K2投向“运行”位置，电机绕 接法，在全压下运行。 组△ 接法，在全压下运行。
三、自耦变压器降压起动 1、自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机 、 在起动过程中的端电压降低，其接线如图5-34所示。 所示。 在起动过程中的端电压降低，其接线如图 所示 自耦变压器备有抽头，以便得到不同的电压（ 自耦变压器备有抽头，以便得到不同的电压（例如 得到不同的电压 国产自耦变压器一般有三个抽头， 国产自耦变压器一般有三个抽头，分接电压分别为 额定电压的73% 64%、55%）， 73%、 ），根据对起动转矩的 额定电压的73%、64%、55%），根据对起动转矩的 要求而选用。 要求而选用。 2、自耦降压起动适用于容量较大的或正常运行时 自耦降压起动适用于容量较大的或正常运行时 联成星形不能采用三角起动器的鼠笼式异步电动机 不能采用三角起动器的鼠笼式异步电动机。 联成星形不能采用三角起动器的鼠笼式异步电动机。

第9章异步电机的转矩和转速原理简述异步电动机是一种应用最为广泛的电动机，它输出的是转矩和转速，其机械特性曲线的形状和曲线中的起动转矩、最小转矩和最大转矩是衡量一台电动机能否顺利起动和稳定运行的重要指标，也是考核异步电动机的重要技术性能指标之一。

1．转矩公式从“电机学”中可知，异步电动机用参数表示的电磁转矩公式为将上式对求导，并令，便得到最大转矩出现时的转差率式中负号为发电机运行。

将公式（9–2）带入（9–1），可求得最大转矩为在起动时，，。

所以起动转矩为综合以上公式可得出下面几个结论：（1）在一定的频率和一定的电机参数下，电机的转矩与电压平方成正比。

（2）在一般异步电机中，电抗要比电阻大，因此，可以近似认为最大转矩与电抗成反比，起动转矩与电抗的平方成反比。

（3）最大转矩的大小与转子电阻的数值无关，而出现最大转矩时的转差率与转子电阻成正比。

（4）绕线式电动机，在转子回路串入适当的电阻可以增大起动转矩，当时起动转矩达到最大值。

2．异步附加转矩和最小转矩在异步电动机的气隙中存在基波以及一系列高次空间谐波的旋转磁场，这些谐波磁场与其在转子中感应的相应电流在任何异步速下相互作用，会产生一系列谐波转矩，称为异步附加转矩。

一般谐波转矩值较小，但如果在设计或制造时措施不力，鼠笼型异步电动机在低速时异步附加转矩可能达到较大的数值，在异步电动机的机械特性中产生一个最小转矩，直接影响电动机的起动。

分析这些磁场所产生的转矩时，可以先分别讨论每一个谐波磁场所产生的转矩，然后用迭加原理把各谐波磁场产生的转矩加起来，得到总的转矩。

对于三相绕组产生的次谐波磁势，当，亦即=3，9，15……时，；当（k=1、2、3……），即=7，13，19……时，是一正向旋转磁势，同步转速为；当，即时，是一反向旋转磁势，同步转速为。

产生的转矩也可用类似基波的公式计算。

由于反向的谐波磁势的同步速和最大转矩均发生在（即）的区间，对异步电动机的起动不产生大的影响；而对异步电动机从起动到运行有影响的谐波异步转矩有7次、次……，在、基波同步速等速度附近，出现其负的最大转矩，它们迭加在基波转矩—转速曲线上，在、基波同步速附近时出现最小转矩，严重的能影响异步电动机的正常起动，甚至使电机在同步速附近旋转，不能上升到正常异步速。

形及三角形的启动电流（线电 流）， Z 为电动机在启动时每 相绕组的等效阻抗。则有
I stY U1 3Z I st 3U1 / Z
所以
I stY
I st 3
Y-降压启动方法的特点：
• 设备简单、经济、启动电流小； • 启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于
空载或轻载启动的场合；
I st 3 560kVA 7.75 6.5 4 4 20kW IN
满足上述关系，故允许直接启动。
3 560kVA 6 .5 4 4 PN kW
可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许直接启动。
2．电阻或电抗器降压启动
异步电动机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用定子串电阻或电抗器的降压启动原理接线图如
1.1.3 三相异步电动机的启动特性 采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。 （ 1 ）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场 合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转 矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。 （ 2 ）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为 过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。 （ 3 ）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机 械的冲击。 （4）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。 （5）启动过程中的功率损耗越小越好。
以后各段电阻的切除过程与上述相似，直到 转子电阻全部被切除，电动机稳定运行在固 有机械特性曲线上，即图中曲线Ⅳ上相应于 负载转矩TL的点9，启动过程结束。
其中，（1）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指 标。 异步电动机本身的启动特性为： a. 定子电流大，Ist=(5~7)IN
异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，

1 《机电传动控制》复习题_B一、 选择题1、三相异步电动机带动一定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机转矩_________。

A ．增加B ．不变C ．减小D ．等于零2、鼠笼式异步电动机不采用_________方法启动。

A ．全压启动B ．逐级切除启动电阻C ．延边三角形启动D ．Y-∆降压启动3、 不是三相异步交流电动机固有机械特性曲线的四个特殊点。

A ．理想空载点B ．负载工作点C ．启动工作点D ．临界工作点。

4、三相交流异步电动机采用能耗制动时，应采取的方法是 。

A ．切断三相交流电源B ．切断三相电源，并在定子二相绕组中通入交流电C ．切断三相电源，并在定子二相绕组中通入直流电D ．三相交流电源中任意两相反接5、不能用于交流鼠笼式异步电动机的调速控制方法是 。

A ．变电源频率调速B ．变极对数调速C ．串级调速D ．变电源电压调速6、普通晶闸管导通之后，要恢复其阻断状态，应该采取的措施是 。

A ．阴极电流增加B ．阳极电压取反C ．触发控制极电压取消D ．阳极电压增加7、带电阻性负载的单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为_________，最大反向电压为_________。

A ．22U 、23UB ．22U 、26UC ．22U 、22UD ．23U 、26U8、带电阻性负载的单相半波可控整流电路中，α的移向范围是_________，而对应的θ的变化范围为_________。

A ．π~0、π~0B ． 3/~0π、π~0C ．π~0、0~πD ．0~3/π、π~09、带电阻性负载的三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为_________，最大反向电压为_________。

A ．22U 、23UB ．22U 、26UC ．2U 、2UD ．23U 、26U10、在单闭环直流调速系统中，若要组成有静差的调速系统，则调节器应采用_________。

A ．I 调节器B ．PI 调节器C ．P 调节器D ．PID 调节器11、在单闭环直流调速系统中，若采用比例调节器，闭环系统的静态转速降与开环系统转速降的关系为_________。

三相异步电动机电磁转矩T与转子转速n的关系曲线1.电动机的机械特性叙述：电动机的转子转速n与电磁转矩T的关系称为电动机的机械特性。

（1）起动点D起动点是电动机刚接通电源，转子尚未转动的瞬间，转子转速n=0，对应的转矩Tst为起动转矩。

（2）DC 段若起动转矩Tst大于转轴上的负载阻转矩时，电动机旋转起来，并在电磁转矩的作用下渐渐加速，电磁转矩随n的增大而增大。

（3）临界点C临界点上电动机的转矩TM为最大转矩。

（4）CA 段在CA段，随着转速的增大，电磁转矩反而渐渐减小。

（5）额定点B额定点是电动机的额定工作点，所对应的转矩TN为额定转矩。

此时，电磁转矩等于负载组转矩，电动机以额定转速nN稳定运转。

2.机械特性曲线的两个区域分析图像：（1）稳定运行区AC段异步电动机一经起动很快就进入机械特性曲线的AC段，并在其某一点上与负载平衡稳定运行。

若机械负荷增大，因阻力矩大于电磁转矩，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩增大，当电磁转矩与阻力矩平衡时，电机以较低转速稳定运行。

若机械负荷减小，因阻力矩小于电磁转矩，电机转速n2上升，随转速n2上升，电磁转矩减小，当电磁转矩与阻力矩平衡时，电机以较高转速稳定运行。

异步电动机在AC段，其电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种力量称为自适应负载力量。

（2）不稳定运行区CD段在CD段内，若机械负荷增大，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩减小，转速进一步下降，直至停转。

所以电机在bc区段内不行能稳定运行。

3.三个典型转矩（1）额定转矩TN电机以额定转速运行时，电机转轴上输出的转矩。

说明电动机的长期运行力量。

（2）最大转矩TM说明电机短时过载力量。

过载力量：。

一般为2—2.2（3）起动转矩Tst电机起动时的转矩。

说明电动机的直接起动力量。

起动力量:。

一般为1.7—2.2。

2．某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r ／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。

①试画出该系统的静特性；②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2；③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性?解：1.静特性2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN)=(1450-50)/(100-50)=28S2= △nN/n02=0.52.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么?TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)一、分析与简答题1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。

a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）；b) 当转速大于平衡点所对应的转速时，T M ＜T L ，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M －T L ＜０。

而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M ＞T L ，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M －T L ＞０。

2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。

a) 是系统应能以一定速度匀速运转 b) 是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。

3.请简述并励发电机电压能建立的条件。

a) 发电机的磁极要有剩磁； b) 起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c) 励磁电阻不能过大。

4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。

三相异步电动机启动转矩对转速的曲线
关于三相异步电动机启动曲线，随着转速的增加，转矩将逐渐增大，但过了最大转矩点后，转矩将随转速而下降。

关于这个，从转矩计算公司可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率。

但是，从原理上，如何来解释这种现象，请各位达人踊跃发言
"从转矩计算公司可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率。

但是，从原理上，如何来解释这种现象，请各位达人踊跃发言"
1、转速转矩特性曲线，就是大家常说的电机机械特性曲线；
2、最大转矩时的转速叫临界转速，转差率叫临界转差率；
3、在临界转差时，就是转子感抗增大到等于转子等效电阻的时候，也就是转差增大到转子感抗无功电流增大到等于转矩有功电流的时候；
4、也就是说功率因数角是45度了，功率因数是0.7；
"三相异步电动机启动曲线，随着转速的增加，转矩将逐渐增大"
如果从同步空载转动，转子转速下降，转差增大，直到临界转速、临界转差，转差继续增大，转速继续减小：
1、过了最大转矩，转差继续增大，感抗无功电流更迅速的增大，就大于有功转矩电流，有功转矩电流反而开始减小，这样就出现了转矩将随转速而下降的情况；
2、你要仔细看旋转磁场磁极下的转子导体电流方向严重不同，导体转矩相互抵消；
3、这就是感康电流作用的结果，因为感抗电流落后90°，它的电流在磁极下一半导体电流与另一半导体电流方向刚好相等；
"可以推导出最大转矩的值以及最大转矩点对应的转差率"
1、这个推导过程是有的，是经典理论里有的结果，电机学理论都有；
2、临界转速、临界转差率，就是转子感抗等于转子阻抗的时候；。

异步电动机全速度范围转矩-转速特性曲线绘制xxxxxxxxxxxxx摘要：通过异步电动机的参数，在Matlab 中构建异步电动机的稳态模型。

在全速度范围内分段进行恒磁通和恒电压恒功率控制，绘制出控制下的转矩—转速特性曲线。

关键词：异步电动机；转矩—转速；恒磁通；恒电压恒功率1. 异步电动机的模型构建与控制方法1.1. 异步电动机的稳态模型图1.1 异步电机的稳态等效电路三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。

定子相当于变压器一次，转子相当于变压器二次。

Us —定子相电压；fs —定子频率； fsl —转差频率；Is 、Ir 、Im —分别为定子电流、折算到定子侧的转子电流和励磁电流； Eg —气隙磁通感应电动势；Er —折算到定子侧的转子感应电动势； s —转差率，s=fsl/fs 。

1.2. 异步电动机的转矩公式通过对运行状态的分析可以得到转矩的公式为：m 为相数，p n 为极对数，s U 为定子电压，S f 为同步频率，s 为转差率，S R 为定子电阻，r R 为转子电阻，ls X 为定子漏感，lr X 为转子漏抗。

])()[(/2222lr ls r s r s spe X X sR R sR U f mn T +++=π1.3. 异步电动机的控制方法 1.3.1. 恒磁通控制方法恒磁通运行条件为:可以近似与加入低压补偿的恒电压/频率控制等效。

此时的转矩—转速特性曲线如下：图1.2 恒磁通转矩—转速特性曲线1.3.2. 恒电压恒功率控制方法恒电压恒功率条件为:此时的转矩—转速特性曲线如下：图1.3 恒电压恒功率转矩—转速特性曲线2. 异步电动机的仿真与分析2.1. 仿真要求利用MATLAB 绘出异步电动机的全速度范围转矩-转速特性曲线，其中： ● 40Hz 、60Hz 、80Hz 采用恒磁通控制；● 100Hz 、120Hz 、140Hz 、160Hz 采用恒电压控制； ● 电机的额定输入条件为380V/100Hz 。

再将Sm代入转矩公式中，即可得
电动机最大转矩
U2 Tmax K
2X 20
第14页，共22页。
通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比
m Tmax / TN
称为电动机的过载能力系数。它表征了电动机能够承受冲击负载 的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。
鼠笼式异步电动机 线绕式异步电动机
加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量，即
u1 i1R1 (eL1)
如用复数表示，则为
(e1
)
i1R1
LL1
di1 dt
(e1
)
U1 I1R1 (EL1) (E1) I1R1 jI1X1 (E1) 式中， R和1 (X1 X1 2 )为f1定LL子1每相绕组的电阻和漏磁感抗。
由于R1和X1较小，其上电压降与电动势E1比较起来，常可忽略，于是
m 1.8 ~ 2.2 m 2.5 ~ 2.8
第15页，共22页。
2．人为机械特性
由上述分析可知：异步电动机的机械特性与电动机的参数有关，也与外加
电源电压U、电源频率f有关，将关系式中的参数人为地加以改变而获得 的特性称为异步电动机的人为机械特性。
T
k m1 pU12 R2s
2f1[ R22
(sX
1.1.2 三相异步电动机的特性分析
一、三相异步电动机的定子电路 三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原
绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。
定子绕组接上三相电源电压
（相电压为u1）时，则有三相电 流通过（相电流为i1），定子三相 电流产生旋转磁场，其磁力线通 过定子和转子铁心而闭合，这磁 场不仅在转子每相绕组中要感应 出电动势e2，而且在定子每相绕组