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关于三相异步电动机的启动与制动问题的分析摘要现阶段，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。
本文就三相异步电动机的启动、制动等技术问题进行分析。
关键词三相异步电动机；启动；制动；分析1 三相异步电动机的启动电动机接上电源，转速由零开始增大，直至稳定运转状态的过程，称为启动过程。
对电动机启动的要求是：启动电流小，启动转矩大，启动时间短。
当异步电动机刚接上电源，转子尚未旋转瞬间（n=0），定子旋转磁场对静止的转子相对速度最大，于是转子绕组感应电动势和电流也最大，则定子的感应电流也最大，它往往可达额定电流的5-7倍。
笼型异步电动机的启动方法有直接启动（全压启动）和降压启动两种。
1.1 直接启动直接启动也称全压启动。
启动时，电动机定子绕组直接接入额定电压的电网上。
这是一种最简单的启动方法，不需要复杂的启动设备，但是，它的启动性能恰好与所要求的相反，即：1）启动电流I大。
对于普通笼型异步电动机，启动电流是额定电流的4—7倍。
启动电流大的原因是：启动时n＝0，s＝1，转子电动势很大，所以转子电流很大，根据磁通势平衡关系，定子电流也必然很大。
2）启动转矩TST不大。
对于普通笼型异步电动机，启动转矩倍数KST＝1-2。
由上可见，笼型异步电动机直接启动时，启动电流大，而启动转矩不大，这样的启动性能是不理想的。
过大的启动电流对电网电压的波动及电动机本身均会带来不利影响，因此，直接启动一般只在小容量电动机中使用，如：7.5kW以下的电动机可采用直接启动。
如果电网容量很大，就可允许容量较大的电动机直接启动。
若电动机的启动电流倍数K1、容量与电网容量满足下列经验公式：则电动机便可直接启动，否则应采用下面介绍的降压启动方法。
1.2 降压启动降压启动的目的是为了限制启动电流，但问题是在限制启动电流的同时，启动转矩也受限制，因此它只适用于在空载或轻载情况下启动。
启动时，通过启动设备使加到电动机上的电压小于额定电压，待电动机转速上升到一定数值时，再使电动机承受额定电压，保证电动机在额定电压下稳定工作。
第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。
图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。
三相异步电动机教案第一章：三相异步电动机概述1.1 学习目标了解三相异步电动机的定义和工作原理掌握三相异步电动机的结构特点和分类理解三相异步电动机在工业中的应用和重要性1.2 教学内容三相异步电动机的定义和工作原理三相异步电动机的结构特点和分类三相异步电动机在工业中的应用和重要性1.3 教学方法采用多媒体教学，展示三相异步电动机的图片和动画通过实物展示三相异步电动机的结构特点案例分析，让学生了解三相异步电动机在实际工业中的应用1.4 教学评估进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机的理解进行小组实验，观察三相异步电动机的工作原理第二章：三相异步电动机的启动和停止2.1 学习目标掌握三相异步电动机的启动和停止方法理解不同启动和停止方法的优缺点和适用场合2.2 教学内容三相异步电动机的启动方法：直接启动、自耦启动、星角启动三相异步电动机的停止方法：直接停止、软停止、反接制动2.3 教学方法通过实验演示不同启动和停止方法的效果采用模拟电路，让学生了解不同启动和停止方法的电路原理2.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的启动和停止进行小组讨论，让学生分析不同启动和停止方法的优缺点和适用场合第三章：三相异步电动机的调速3.1 学习目标掌握三相异步电动机的调速方法和原理了解不同调速方法的优缺点和适用场合3.2 教学内容三相异步电动机的调速方法：变频调速、电阻调速、电容调速三相异步电动机的调速原理和电路3.3 教学方法通过实验演示不同调速方法的效果采用模拟电路，让学生了解不同调速方法的电路原理3.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的调速进行小组讨论，让学生分析不同调速方法的优缺点和适用场合第四章：三相异步电动机的维护和故障排除4.1 学习目标掌握三相异步电动机的维护方法和故障排除技巧了解三相异步电动机的常见故障和原因4.2 教学内容三相异步电动机的维护方法：定期检查、清洁、润滑三相异步电动机的故障排除技巧：故障诊断、故障分析、故障排除4.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的维护方法案例分析，让学生了解三相异步电动机的常见故障和原因4.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的维护进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机故障排除的经验和技巧第五章：三相异步电动机的节能和环保5.1 学习目标掌握三相异步电动机的节能措施和环保意义了解三相异步电动机节能和环保的重要性5.2 教学内容三相异步电动机的节能措施：变频调速、优化运行、减少损耗三相异步电动机的环保意义：减少能源消耗、减少噪音和排放5.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的节能效果案例分析，让学生了解三相异步电动机节能和环保的实际应用5.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的节能措施进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机节能和环保的认识和体会第六章：三相异步电动机的保护6.1 学习目标掌握三相异步电动机的保护装置和功能了解三相异步电动机保护的重要性6.2 教学内容三相异步电动机的保护装置：过载保护、短路保护、过电压保护、欠电压保护三相异步电动机保护的功能和工作原理6.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机保护装置的作用采用模拟电路，让学生了解不同保护装置的电路原理6.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的保护装置进行小组讨论，让学生分析不同保护装置的功能和适用场合第七章：三相异步电动机的选用和安装7.1 学习目标掌握三相异步电动机的选用方法和步骤了解三相异步电动机的安装要求和技术要点7.2 教学内容三相异步电动机的选用方法：根据负载特性、工作环境、转速要求等选择合适的电动机三相异步电动机的安装要求和技术要点：固定、接线、绝缘、防护措施7.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的选用过程现场参观，让学生了解三相异步电动机的安装实际情况7.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的选用过程进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机安装的认识和体会第八章：三相异步电动机的运行控制8.1 学习目标掌握三相异步电动机的运行控制方法和电路了解不同运行控制方法的功能和适用场合8.2 教学内容三相异步电动机的运行控制方法：手动控制、自动控制、远程控制三相异步电动机的控制电路和控制元件8.3 教学方法通过实验演示三相异步电动机的运行控制过程采用模拟电路，让学生了解不同运行控制方法的电路原理8.4 教学评估进行小组实验，让学生实际操作三相异步电动机的运行控制进行小组讨论，让学生分析不同运行控制方法的功能和适用场合第九章：三相异步电动机在工业中的应用9.1 学习目标了解三相异步电动机在工业中的典型应用掌握三相异步电动机在不同工业领域的应用特点和优势9.2 教学内容三相异步电动机在工业中的典型应用：机械制造、石油化工、电力系统、交通运输三相异步电动机在不同工业领域的应用特点和优势9.3 教学方法现场参观，让学生了解三相异步电动机在实际工业中的应用情况案例分析，让学生分享对三相异步电动机应用的认识和体会9.4 教学评估进行小组讨论，让学生分享对三相异步电动机在工业中应用的认识和体会进行小组报告，让学生展示对不同工业领域三相异步电动机应用的研究成果第十章：三相异步电动机的未来发展10.1 学习目标了解三相异步电动机的发展趋势和新技术掌握三相异步电动机的节能环保和可持续发展方向10.2 教学内容三相异步电动机的发展趋势：高效节能、智能化、绿色环保三相异步电动机的新技术：变频调速、无级调速、永磁同步电动机10.3 教学方法案例分析，让学生了解三相异步电动机的发展趋势和新技术小组讨论，让学生分享对三相异步电动机未来发展的认识和体会10.4 教学评估进行小组报告，让学生展示对三相异步电动机未来发展的研究成果进行小组讨论，让学生分析三相异步电动机节能环保和可持续发展的重要性重点和难点解析重点环节1：三相异步电动机的定义和工作原理需要重点关注的内容：电动机的结构特点、旋转磁场的作用、转子与旋转磁场的相对运动、电动机的转速与同步速度的关系。
《电气传动与调速系统》章节测试参考答案第一章电气传动的动力学基础1-1 电气传动系统的运动方程、多轴系统和机械特性一、单选题1.电气传动系统中，除了电源和生产机械外，还有（）A. 发动机、传动机构和控制设备B. 电动机、传动机构和控制设备C. 电动机、传动机构和显示设备D. 电动机、传动机构和显示设备2.动态转矩时，系统处于（）A. 加速运动的过渡状态B. 恒转速稳定状态C. 静止状态D. 减速运动的过渡状态3.电动机为发电状态时，传送到电机的功率（）工作机构轴上的功率A. 小于B. 等于C. 均有可能D. 大于4.在电动机转子、工作机构和传动机构中，飞轮矩所占比重最大的是（）A. 均有可能B. 传动机构C. 工作机构D. 电动机转子5.对于反抗性恒转矩负载，n为正方向时TL为正值，n为负方向时TL也为负值，所以反抗性恒转矩负载特性曲线应在（）内A. 第二和第四象限B. 第二和第三象限C. 第一和第二象限D. 第一和第三象限6.图示机械特性曲线中，（C）是恒功率负载特性。
A. B.C. D.二、判断题7.由电气传动系统作旋转运动时的运动方程可知，T与TL都是有方向的变量，电磁转矩T的正方向与n相同，负载转矩TL的正方向与n相反。
（√）8.将多轴系统折算为一个等效的单轴系统后，折算前后系统传递的功率及系统所存储的动能不变。
（√）9.电动机带动工作机构旋转时，传动损耗由工作机构负担。
（×）10.下放重物时，重物在重力作用下拉着整个系统反向运动，电动机的电磁转矩是制动转矩，传动机构的损耗由电动机承担。
（×）11.起重机的重物升降运动中，重物不论是做提升还是下放运动，重物的重力所产生的负载转矩的方向总是不变的。
（√）12.泵类负载的生产机械中，介质对机器叶片的阻力与转速成正比关系。
（×）1-2 电气传动系统稳定运行条件一、单选题1.电气传动系统稳定运行的必要条件是，电动机的机械特性曲线与负载的机械特性曲线（）A. 要经过原点B. 一定要有交点C. 要在第一象限D. 一定不能有交点2.恒转矩负载稳定运行的充分条件为（）。
第八章 交流电机电力拖动的运行状态电力拖动是指以电能为能源，以各种电机为驱动装置的运动系统。
而以交流电动机为原动机的电力拖动系统称为交流电力拖动系统。
交流电动机有异步电动机和同步电动机，由于异步电动机结构简单、价格便宜，而且其性能良好、运行可靠，因此交流电力拖动系统中的电动机主要是三相异步电动机。
所以本书的交流电力拖动以三相异步电动机电力拖动的内容为主。
三相异步电动机电力拖动主要内容是电动机的各种运行状态、起动及调速。
本章讨论三相异步电动机起动的各种运行状态。
在三相异步电动机电力拖动系统中，电动机的转速、电磁转矩、负载转矩等物理量的正方向，都按电动机惯例规定，这与直流电机电力拖动系统是一致的。
电力拖动系统种类很多，大到各种大型船舶、机车车辆的拖动，小到各种微小型伺服系统，都是以电机为驱动装置的。
本章主要介绍三相异步电动机的机械特性和运行状态，为三相异步电动机的电力拖动系统的起动及调速打基础。
8.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩emT 与转速n (或转差率s )之间的函数关系()em T f n =或()em T f s =。
通常把()em T f s =称为T s -曲线。
8.1.1 机械特性的表达式及运行三相异步电动机的T s -曲线不是线性的，因此比直流电机复杂。
根据对分析问题的不同要求，三相异步电动机的机械特性有三种形式。
一、机械特性物理表达式在第七章已导出了机械特性物理表达式为'22cos em T m T C I ϕ=Φ虽然电磁转矩的物理表达式概念清晰，但式中的''2I =和'2cos ϕ=随电机转差率s 变化。
这样em T 式中的三个量em T 、'2I 、2cos ϕ均随s 变化，使em T 值不易确定。
因此，机械特性的物理表达式在电机拖动系统中应用较少。
二、机械特性的参数表达式从式（7—48）可知，电磁转矩可用下式计算'''2'222'22'22211133132260em R R I I R s s T I n f s pππ===Ω （8—1） 根据异步机的简化等效电路，可得'2I =（8—2）将式（8—2）代入（8—1）得()'2212'2'2111232em R pUs T R f R X X s σσπ=⎡⎤⎛⎫+++⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（8—3） 式（8—3）是用电机参数表示的()em T f s =关系式。
