電機與電氣控制技術全套課件

電機及電氣控制項目一：認識CA6140型普通車床的電機系統(tǒng)14三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的機械特性電力拖動系統(tǒng)運動方程和負載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動系統(tǒng)的選擇與運行維護項目情境描述金頂機床廠委托我校對其新招錄的員工進行崗前培訓，要求在兩天內(nèi)，讓新員工對CA6140型臥式車床的電機系統(tǒng)有個全面而系統(tǒng)的認識。CA6140型車床的型號含義：C代表車床，A為結構特性代號，6代表臥式，1代表基本型，40代表機床可加工的最大工件直徑D為400mm。D是工件裝夾之后，不會碰到導軌的最大直徑。在實際加工中，由于導軌上還要裝刀架，實際加工的工件最大直徑要小于D。◆生產(chǎn)實際普通臥式車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，主要用來車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可通過尾架進行鉆孔、鉸孔和攻螺紋等加工。CA6140型車床外形結構圖◆生產(chǎn)實際問：CA6140型臥式車床采用哪種動力系統(tǒng)來工作？答：常用的動力源有風力、水力、蒸汽機、柴油機、電動機等。由于電動機的體積比其他動力裝置小，沒有汽、油等污染環(huán)境的因素，并且控制方便，運行性能好，傳動效率高，可節(jié)省能源，所以，電動機是應用最廣泛的動力源。如今，80%以上的機械設備，小到電子手表（步進電機帶動指針跳動）、大到上萬千瓦的大型軋鋼機械等，都由電力拖動來帶動。CA6140型臥式車床也不例外。目前，拖動生產(chǎn)機械工作的動力系統(tǒng)通常有三種：電力拖動、液壓傳動和氣壓傳動。電力拖動通過電動機的輸出轉(zhuǎn)矩直接帶動機械設備工作。液壓傳動將電動機的輸出轉(zhuǎn)矩作用于液壓缸，通過液壓缸產(chǎn)生的液壓，帶動機械設備工作。氣壓傳動則是將電動機的輸出轉(zhuǎn)矩作用于氣壓缸，通過氣壓缸產(chǎn)生的氣壓，帶動機械設備工作。任務1.三相異步電動機的結構和工作原理電機是利用電磁感應原理工作的機械，是生產(chǎn)、傳輸、分配及應用電能的主要設備。一、電機簡介變壓器（只有交流型）直流電機交流電機直流發(fā)電機直流電動機同步電機控制電機異步發(fā)電機同步發(fā)電機同步電動機電機異步電動機異步電機在實際生產(chǎn)中，發(fā)電機幾乎都是同步電機，異步電機主要用作電動機?；\型異步電動機繞線型異步電動機靜止電機：旋轉(zhuǎn)電機普通旋轉(zhuǎn)電機二、三相異步電動機的基本結構定子：由定子鐵心和定子繞組組成，作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。兩大基本組成——定子和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成，作用是產(chǎn)生感應電動勢、感應電流和電磁轉(zhuǎn)矩，并且在電磁轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)。二、三相異步電動機的基本結構端蓋起防護作用，其上裝有軸承，以支撐轉(zhuǎn)子軸。接線盒的作用是保護和固定定子繞組的引出線端子。吊環(huán)用來起吊、搬抬電動機。風扇用來通風冷卻電動機。附件——端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)、風扇等機座支撐電機的各部件，并通過底腳固定電機。中小型電機采用鑄鐵機座，大型電機的機座由鋼板焊接而成。機座外表面有許多散熱筋，散熱筋是主要的散熱面。機座：電動機的外殼結論：中小型三相異步電動機的氣隙一般只有0.2~2mm。二、三相異步電動機的基本結構氣隙：定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣隙主磁通原理：磁路歐姆定律：由主磁通原理可知，在電源電壓U和頻率f不變的情況下，定子繞組產(chǎn)生的磁通量Φ恒定不變。由磁路歐姆定律可知，磁阻Rm越大，產(chǎn)生恒定主磁通Φ需要的勵磁電流就越大。勵磁電流是無功電流，它增大會使電動機的功率因數(shù)降低、漏磁增大、銅損增加、溫升增高，力矩減小、效率下降。磁阻Rm大也不全是壞事，因為可以減少氣隙磁場中的諧波含量，從而減少附加損耗，而且還能夠改善起動性能。沒有氣隙，定子和轉(zhuǎn)子緊挨在一起，轉(zhuǎn)子就無法轉(zhuǎn)動了。氣隙過小，會造成裝配困難，運轉(zhuǎn)時也不安全。氣隙大，磁路的磁阻Rm就大，電動機的效率就會下降。1.定子部分為增強導磁能力和減小鐵耗，常選用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成（定子沖片），片與片之間涂有絕緣漆。1）定子鐵心定子鐵心是電機磁路的重要部分，兼起固定定子繞組的作用。在定子鐵心的內(nèi)圓周上，均勻地分布著許多形狀相同的槽（定子槽），槽內(nèi)嵌放定子繞組。三相異步電動機有三個彼此獨立的定子繞組，每個繞組就是一相，三相繞組在空間相差120°電角度。2）定子繞組定子繞組是電動機的電路部分，由絕緣銅導線或鋁導線繞制而成，嵌放在定子鐵心的內(nèi)圓槽內(nèi)。定子三相繞組有六個出線端，首端分別是U1、V1、W1，對應的尾端分別是U2、V2、W2。定子繞組的六個出線端都連接到接線盒中的接線端子上，通過接線端子接入三相電源。1.定子部分3）定子繞組額定接法a.星形(Y)聯(lián)結b.三角形(△)聯(lián)結電機接線盒中的接線(通常用連接片連接)

電路中的表示方法2

電路中的表示方法12.轉(zhuǎn)子部分1）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心也是電機磁路的組成部分，并用來固定轉(zhuǎn)子繞組。與定子鐵心一樣，轉(zhuǎn)子鐵心也是用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成的，所以通常用沖制定子鐵心沖片剩余下來的內(nèi)圓部分制作。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，外圓周上開槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心和銅排籠型轉(zhuǎn)子繞組三相轉(zhuǎn)子繞組不是導線，而是由金屬條做成。在轉(zhuǎn)子的每個鐵心槽內(nèi)插一根裸導條，在鐵心兩端分別用端環(huán)把裸導條連接成一個整體，形成一個自身閉路的多相對稱繞組。①籠型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組具有籠型繞組的三相異步電動機，稱為三相籠型異步電動機。大型籠型異步電動機（100kW以上）的轉(zhuǎn)子繞組采用銅導條和銅端環(huán)焊接而成。①籠型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子中小型籠型異步電動機一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子：把轉(zhuǎn)子導條和端環(huán)風扇葉片，用鋁液一次性澆鑄而成。鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組②繞線型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，繞線型轉(zhuǎn)子繞組也是導線做成的，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，構成三相對稱繞組。繞線型轉(zhuǎn)子具有三相繞線型繞組的電動機，稱為三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。繞線型轉(zhuǎn)子結構示意圖②繞線型繞組2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組外接變阻器示意圖三相繞線型繞組的一端接成星形，三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸的三個集電環(huán)上，通過滑環(huán)和電刷與外電路相連。在電刷與外電路連接處，可以串接電阻、頻敏變阻器或電動勢等附加電氣設備，以達到改善電動機的起動性能、運行性能與調(diào)速的目的?！舯容^籠型異步電動機和繞線型異步電動機電機類型結構特點起動和運行特點電氣符號實際應用文字符號圖形符號三相籠型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組由金屬導條做成。中小型為鑄鋁轉(zhuǎn)子，大型為銅條和銅端環(huán)焊接而成。結構簡單，制造方便，價格便宜。運行控制簡單，工作可靠。起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩并不大。M只能用于空載或輕載起動的場合。應用廣泛，需求量大。三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子繞組由絕緣導線做成，通過滑環(huán)和電刷（可在此處連接附加電路元件）連接外電路。結構復雜，制造困難，成本高。運行控制復雜，需要經(jīng)常維護。起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩大。M用于對起動和調(diào)速要求較高的重載場合，如起重等設備上。應用不廣泛，需求量不大?！羧嗷\型異步電動機結構◆三相籠型異步電動機結構1-風扇

2-風罩3-內(nèi)（后）端蓋4-機座5-籠型轉(zhuǎn)子

6-吊環(huán)

7-定子繞組8-前端蓋9-軸承10-皮帶輪

11-機座散熱筋12-定子鐵心

13-轉(zhuǎn)軸1.定子旋轉(zhuǎn)磁場定子繞組通入正序三相交流電，U、V、W三相電流為:三、三相異步電動機的工作原理tIimUwsin=iii三相定子繞組通入對稱的三相交流電，產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。

設定子電流的參考方向：首端流入，尾端流出。NNNNNSSSSS2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理電動機的工作原理建立在電磁感應定律、電路定律和電磁力定律等物理原理的基礎上，需要用安培定則（右手螺旋法則）、左手定則和右手定則來判斷。三相定子繞組通入對稱的三相交流電，就會產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。此時，轉(zhuǎn)子是靜止的，旋轉(zhuǎn)磁場和靜止的轉(zhuǎn)子導體之間有相對運動，轉(zhuǎn)子導體被動切割磁力線，在轉(zhuǎn)子導體中感應出電動勢，由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合回路，所以轉(zhuǎn)子導體中會產(chǎn)生感應電流。有感應電流流過的轉(zhuǎn)子導體稱為載流導體，載流導體在定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場中會受到電磁力的作用。電磁力F的方向用左手定則判斷。電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積就是電磁轉(zhuǎn)矩，用T表示。電磁轉(zhuǎn)矩T就是帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的動力矩。

轉(zhuǎn)子感應電動勢E和感應電流I的方向，由右手定則來判斷。三相異步電動機的原理模型：2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理ei磁場轉(zhuǎn)子繞組定子通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子受電磁力作用而旋轉(zhuǎn)感應電流感應電動勢模型中只畫了一個轉(zhuǎn)子線圈（包含兩根轉(zhuǎn)子導體）和一對N、S磁極。實際上，電動機的轉(zhuǎn)子線圈有很多個，定子磁極通常也不止一對。FFn三相異步電動機的工作原理：三相定子繞組通入三相交流電，產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。載流轉(zhuǎn)子導體在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力F的作用。電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積形成電磁轉(zhuǎn)矩T。電磁轉(zhuǎn)矩T帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理三相異步電動機工作原理示意圖轉(zhuǎn)子導體被動切割磁力線，產(chǎn)生感應電勢和感應電流。U2U1W2V1W1V2n(1)定子通入交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(2)轉(zhuǎn)子導體切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢和感應電流(3)轉(zhuǎn)子導體在磁場中受電磁力的作用2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理(4)轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)注意：圖中顯示的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場是同步旋轉(zhuǎn)的。實際上，在電動運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速要低，二者并不同步。三相異步電動機電動運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向，與定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致，即：n與n1方向一致。3.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，取決于通入定子繞組的三相交流電源的順序，也就是相序。三相定子繞組接入正序電（U接L1，V接L2，W接L3）時，旋轉(zhuǎn)磁場順著三相定子繞組U→V→W的空間方位轉(zhuǎn)動。UVWUVWU、V、W三相在空間位置上順時針排列，旋轉(zhuǎn)磁場n1順時針旋轉(zhuǎn)。U、V、W三相在空間位置上逆時針排列，旋轉(zhuǎn)磁場n1逆時針旋轉(zhuǎn)。3.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向結論：任意對調(diào)接入三相定子繞組的兩根電源線，三相異步電動機就反轉(zhuǎn)。三相定子繞組接入反序電（對調(diào)正序電的任意兩相電源線）時，旋轉(zhuǎn)磁場逆著三相定子繞組U→V→W的空間方位旋轉(zhuǎn)。UVWUVWU、V、W三相順時針排列，n1逆時針旋轉(zhuǎn)U、V、W三相逆時針排列，n1順時針旋轉(zhuǎn)電機制造好之后，三相定子繞組的空間方位就固定不變了，只要改變接入定子繞組的三相交流電源的相序，就可改變電機的轉(zhuǎn)向!4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1=60f1/p三相異步電動機定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，又叫同步轉(zhuǎn)速，用n1表示：f1為接入定子繞組的三相交流電源的頻率。由于我國交流電網(wǎng)的額定頻率（工頻）是50Hz，所以f1為50Hz。p為定子磁場的磁極對數(shù)。一個N極和一個S極構成一對磁極，所以p的值為磁極數(shù)/2。p通常由電動機的結構決定。美洲國家或者受美洲國家影響較大的國家，比如美國、加拿大等，國家電網(wǎng)電壓是90~120V，頻率是60Hz。亞洲、歐洲國家或者受到蘇聯(lián)影響比較大的國家，比如中國、俄羅斯、蒙古、英國、法國等，國家電網(wǎng)電壓是210~240V，頻率大多是50Hz。日本的東、西部電網(wǎng)不同，關東地區(qū)50Hz、關西地區(qū)60Hz。5.三相異步電動機名稱的由來三相異步電動機電動運行的必要條件是：n<n1。

由于電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1不相等，二者不能同步運轉(zhuǎn)，故稱其為異步電動機。因為電動機的轉(zhuǎn)子電流由電磁感應產(chǎn)生，所以又稱其為感應電動機。即：三相異步電動機電動運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n恒小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。如果n=n1，轉(zhuǎn)子導體和旋轉(zhuǎn)磁場同向、同速旋轉(zhuǎn)，二者之間就沒有相對運動，轉(zhuǎn)子導體不切割磁力線，就無法產(chǎn)生感應電動勢E和感應電流I，更不會有電磁力F和電磁轉(zhuǎn)矩T。沒有電磁轉(zhuǎn)矩T的帶動，轉(zhuǎn)子自然就無法轉(zhuǎn)動了。結論：三相異步電動機電動運行時，轉(zhuǎn)速n的取值范圍是0~n1。6.三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率電動機起動瞬間，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，n=0，對應的轉(zhuǎn)差率s=1；電動機理想空載運行時，n=n1，對應的轉(zhuǎn)差率s=0。所以，三相異步電動機電動運行時，轉(zhuǎn)差率s的取值范圍是0~1。轉(zhuǎn)差率s是反映交流電機運行情況的基本物理量。它是同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值：s=(n1-n)/n1由于三相異步電動機在額定運行時的轉(zhuǎn)速nN接近于同步轉(zhuǎn)速n1，所以額定轉(zhuǎn)差率sN的值很小，一般在0.01~0.07之間。sN=(n1-nN)/n1轉(zhuǎn)差率s的大小反映電動機轉(zhuǎn)速n的高低和所帶負載的大?。恨D(zhuǎn)差率s越大，轉(zhuǎn)速n就越低，所帶的機械負載就越大；轉(zhuǎn)差率s越小，轉(zhuǎn)速n就越高，所帶的機械負載就越小。7.三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：n=(1-s)n1=(1-s)60f1/p8.三相異步電動機的電流頻率轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2：

f2=sf1起動瞬間，n=0，s=1，所以起動瞬間

f2=f1。起動結束正常運行時，n=nN，sN的值很?。?.01~0.07），f2降得很低，只有0.5~3.5Hz。由轉(zhuǎn)差率s和同步轉(zhuǎn)速n1的計算公式推導而來。解：1)求同步轉(zhuǎn)速n1n1=60f1/p=60×50÷(4÷2)=1500(r/min)。例題：一臺四極三相異步電動機，定子電源頻率為50Hz，滿載時的轉(zhuǎn)差率為0.02，求滿載時的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率?！锼伎寂c訓練2)滿載時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就是額定轉(zhuǎn)速nN，由于sN=(n1-nN)/n1=0.02，所以nN=(1-sN)n1=(1-0.02)×1500=1470(r/min)。3)由于轉(zhuǎn)子感應電動勢及電流的頻率是電源頻率的s倍，所以滿載時的轉(zhuǎn)子電流頻率：f2=sNf1=0.02×50=1Hz。四、三相異步電動機的銘牌電機的機座上鑲有銘牌，銘牌上標有型號、額定值、工作方式、絕緣等級等。繞線轉(zhuǎn)子異步電機還標有轉(zhuǎn)子繞組的開路線電壓和額定線電流。1）產(chǎn)品代號：由類型代號、特點代號、設計序號和勵磁方式代號四個小節(jié)順序組成。電機型號由“產(chǎn)品代號-規(guī)格代號-特殊環(huán)境代號-補充代號”這四部分組成。1.電機型號①電機類型代號表征電機的各種類型，采用漢語拼音的大寫字母表示。比如：異步電動機Y，同步電動機T，同步發(fā)電機TF，直流電動機Z，直流發(fā)電機ZF等。②電機特點代號表征電機的性能、結構或用途，也采用漢語拼音字母表示。比如：YB隔爆型，YT軸流通風機用，YCT電磁調(diào)速式，YEJ電磁制動式，YVP變頻調(diào)速式，YD變極多速式，YZD起重機用等。（產(chǎn)品代號-規(guī)格代號-特殊環(huán)境代號-補充代號）1.電機型號1）產(chǎn)品代號：由電機類型代號、電機特點代號、設計序號和勵磁方式代號等四個小節(jié)順序組成。③設計序號電機產(chǎn)品設計的順序，用阿拉伯數(shù)字表示。第一次設計的產(chǎn)品不標注設計序號，對系列產(chǎn)品所派生的產(chǎn)品按設計的順序標注。比如:Y2、YB2等。④勵磁方式代號用字母表示，s表示三次諧波，J表示晶閘管，x表示相復勵磁。①中心高指由電機軸心到機座底腳面的高度根據(jù)中心高的不同，分為大型、中型、小型和微型四種。中心高在45mm~71mm屬于微型電動機；中心高在80mm~315mm屬于小型電動機；中心高在355mm~630mm屬于中型電動機；中心高在630mm以上屬于大型電動機。2）規(guī)格代號主要用中心高、機座長度、鐵心長度、極數(shù)來表示。1.電機型號（產(chǎn)品代號-規(guī)格代號-特殊環(huán)境代號-補充代號）②機座長度用國際通用字母表示S—短機座，M—中機座，L—長機座。③鐵心長度指電機鐵心的實際長度用阿拉伯數(shù)字表示，單位為mm。④極數(shù)指電機的定子繞組產(chǎn)生的磁極數(shù)極數(shù)一定是偶數(shù)，分2極、4極、6極、8極等?！案摺痹肎，船“?！庇肏，戶“外”用W，化工防“腐”用F，“熱帶”用T（tropics），“濕熱帶”用TH（humidtropics），“干熱帶”用TA（drytropicalarea）等。

3）特殊環(huán)境代號（用關鍵字的拼音或英文單詞首字母（大寫）表示）1.電機型號4）補充代號僅適用于有補充要求的電機例：電機的型號為YB2-132S-4H，代表什么含義？（產(chǎn)品代號-規(guī)格代號-特殊環(huán)境代號-補充代號）Y：產(chǎn)品類型代號，表示異步電動機。B：產(chǎn)品特點代號，表示隔爆型。2：產(chǎn)品設計序號，表示第二次設計。132：中心高，表示電機軸心到地面的距離為132毫米。4：極數(shù)，表示電機的定子磁極數(shù)為4。H：特殊環(huán)境代號，表示為船海用電機。S：電機機座長度，表示為短機座。2）額定電壓UN：額定運行時，加在定子繞組出線端的線電壓。3）額定電流IN：在額定電壓、額定頻率下，電動機軸上輸出額定功率時，定子繞組中流過的線電流。1）額定功率PN：額定運行時，軸上輸出的機械功率。對于三相異步電動機：4）額定功率因數(shù)cosφN：額定運行時，定子電路的功率因數(shù)。

中小型異步電機的cosφN一般為0.8左右。額定電壓為380V的三相異步電動機，其cosφNηN≈0.8，代入上式，取額定功率PN的單位為kW，額定電流IN的單位為A，可得：IN≈

2PN，即“一個千瓦兩個電流”，依此可通過PN估算出IN。功率因數(shù)是電機從電網(wǎng)吸收的有功功率與視在功率的比值：cosφ=P/S。視在功率一定時，功率因數(shù)越高，有功功率越大，電能利用率越高。2.額定值7）接法：電動機在額定運行時，定子三相繞組應采用的聯(lián)結方式(Y或者?)。功率小于3kW的電機，銘牌上的接法均為Y聯(lián)結；功率在4kW以上的電機，銘牌上的接法則均為△聯(lián)結。當定子繞組所接的電源不變時，如果將Y接法接成了△接法，定子繞組上所加的電壓為Y接法時的根3倍。由于定子繞組是按Y接法時的絕緣要求設計制造的，所以該電壓產(chǎn)生的大電流會使線圈過熱，甚至燒毀。當定子繞組所接的電源不變時，如果把△接法接成了Y接法，定子繞組上所加的電壓為△接法時的1比根3，電壓變低電流變小，線圈不會過熱，但是這會使電動機的輸出功率降低。5）額定頻率fN：接入定子繞組的三相交流電源的頻率，在我國，fN=50Hz。6）額定轉(zhuǎn)速nN：在額定的電壓和頻率下，電動機的轉(zhuǎn)軸上輸出額定功率時對應的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位是r/min。2.額定值工作制：表明電機所承受的一系列負載狀況，包括起動、空載、停機和斷能及其持續(xù)時間和先后順序。工作制分為連續(xù)、短時、周期性或非周期性幾種類型。周期性工作制包括一種或多種規(guī)定了持續(xù)時間的恒定負載，且負載運行期間電機未達到熱穩(wěn)定；非周期性工作制中的負載和轉(zhuǎn)速通常在允許的運行范圍內(nèi)變化。工作制一般用代號S1~S10表示，比較常用的工作制有：S1：連續(xù)工作制；保持在恒定負載下運行至熱穩(wěn)定狀態(tài)。S2：短時工作制；在恒定負載下按給定的時間運行，電機在該時間內(nèi)不足以達到熱穩(wěn)定，隨之停機和斷能，其時間足以使電機再度冷卻。S2后應標上持續(xù)時間，優(yōu)先采用10、30、60或90分鐘。S3：斷續(xù)周期工作制；按一系列相同的工作周期運行，每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段停機和斷能時間，且負載運行期間電機未達到熱穩(wěn)定。S3后應標上負載持續(xù)率(一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的比值×100%)。3.工作制與定額定額：表明電機的一組額定值和運行條件。定額與工作制相對應，類別有：連續(xù)工作制定額、短時工作制定額、周期工作制定額、非周期工作制定額、離散恒定負載工作制定額。連續(xù)工作制定額——S1工作制短時工作制定額——S2工作制周期工作制定額——S3~S8工作制非周期工作制定額——S9工作制離散恒定負載工作制定額——S10工作制有時候，籠統(tǒng)地把定額分為：連續(xù)、短時和斷續(xù)3種。連續(xù)表示電機連續(xù)不斷地輸出額定功率而溫升不超過銘牌允許值；短時表示電機不能連續(xù)使用，只能在規(guī)定的較短時間內(nèi)輸出額定功率；斷續(xù)表示電機只能短時輸出額定功率，但可以斷續(xù)地重復起動和運行。3.工作制與定額防護等級表示防止外物（工具、人體各部位、固體異物等）接觸電機轉(zhuǎn)動部分、電機內(nèi)帶電體的防護能力，依據(jù)電器防塵、防濕氣的特性來分，以字母“IP”后面加兩位阿拉伯數(shù)字來表示。IP—“國際防護（InternationalProtection）”的縮寫。IP后面的兩個數(shù)字，每個數(shù)字越大，表示防護等級越高。跟在IP之后的第1個數(shù)（0~6）表示防止固體外物侵入的等級；第2個數(shù)（0~8）表示防濕氣、防水侵入的密閉程度。IP44：電動機的防護結構達到了國際電工委員會（IEC）規(guī)定的外殼防護等級IP44的要求，即：4級防固體（防止大于1mm固體進入電機），4級防水（任何方向濺水應無害影響），適用于灰塵飛揚、水滴濺射的場所。4.防護等級電機運行中，部分電能轉(zhuǎn)換為熱能，使電機溫度升高。經(jīng)過一定時間，電能轉(zhuǎn)換的熱能與機身散發(fā)的熱能平衡，機身溫度達到穩(wěn)定，不再升高。此時，電機機身溫度與環(huán)境溫度之差，叫做電機溫升。絕緣等級指電機繞組所用絕緣材料按它的允許耐熱程度規(guī)定的等級。電機常用的級別為B級，130°C；F級，155°C。LW：指電動機的總噪聲等級，噪聲單位為dB。LW值越小表示電動機運行的噪聲越低。5.溫升、絕緣等級與LW

五、三相異步電動機的防護形式1.開啟式電動機2.防護式電動機應用：干燥、室內(nèi)、無塵、無有害氣體的場合。應用：比較清潔、干燥，無腐蝕性和爆炸性氣體的場合。機殼未全封閉，機身、前后端蓋都留有散熱孔，無散熱風扇，自冷。結構簡單，散熱性能好。外殼有通氣孔，旋轉(zhuǎn)部分與帶電部分具有一般保護，能防止鐵屑，沙石水滴等雜物從上面或45度角以內(nèi)侵入，但不能防塵和防潮。3.全封閉式電動機4.特殊防護式電動機應用：水滴、灰塵飛濺的工作環(huán)境。應用：分別用于易爆、有腐蝕性氣體、多潮濕等環(huán)境下，應根據(jù)實際的特殊防護需要來選用。機殼完全封閉，靠散熱風扇、機殼散熱筋強制散熱，防止塵土、鐵屑等從任何方向侵入電機內(nèi)部。安全性好，但散熱性能差。用特殊材料做成，結構堅固，在某方面有特殊防護功能，分為隔爆型、防腐型、防水型等多種。全封閉隔爆型五、三相異步電動機的防護形式項目一：認識CA6140型普通車床的電機系統(tǒng)14三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的機械特性電力拖動系統(tǒng)運動方程和負載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動系統(tǒng)的選擇與運行維護一、電動機的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的工作原理：定子繞組通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場n1，轉(zhuǎn)子導體被動切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢E2和感應電流I2（轉(zhuǎn)子電流），載流轉(zhuǎn)子導體在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力F的作用，電磁力F與轉(zhuǎn)子半徑的乘積是電磁轉(zhuǎn)矩T，電磁轉(zhuǎn)矩T帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩T是電動機將電能轉(zhuǎn)換成機械能的最重要的物理量。它是定子旋轉(zhuǎn)磁場的各個磁極的磁通Φm與轉(zhuǎn)子電流I2相互作用，而在轉(zhuǎn)子上形成的旋轉(zhuǎn)力矩。電動機和發(fā)電機在運行時，轉(zhuǎn)子都會受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用。電磁轉(zhuǎn)矩是個向量，既有大小，又有方向。電動機正常運行時，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機正常運行時，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，為制動轉(zhuǎn)矩。1.物理表達式

物理表達式?jīng)]有反映出電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關系，不適用于電磁轉(zhuǎn)矩的定量計算。由電磁功率表達式及轉(zhuǎn)子電動勢公式推導而來物理表達式反映了三相異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的物理本質(zhì)，適用于對電動機的運行性能作定性分析。三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T，由定子旋轉(zhuǎn)磁場的主磁通Φm與轉(zhuǎn)子電流I2s的有功分量相互作用而產(chǎn)生，并與二者成正比。二、電磁轉(zhuǎn)矩的三種表達式掌握各參數(shù)的含義T=Pem/Ω=CTΦmI2scosφ2T-電磁轉(zhuǎn)矩，Pem-傳送到轉(zhuǎn)子上的電磁功率，Ω-轉(zhuǎn)子的機械角速度，CT-轉(zhuǎn)矩常數(shù)，Φm-旋轉(zhuǎn)磁場的每極磁通，即主磁通，I2s-轉(zhuǎn)子電流有效值，cosφ2-轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)。參數(shù)表達式適用于分析各參數(shù)變化對電動機運行性能的影響，但它也沒有反映出電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關系，也不適用于電磁轉(zhuǎn)矩的定量計算（R2、X2的值不容易得到）。由物理表達式和簡化等效電路得到2.參數(shù)表達式參數(shù)表達式反映了電磁轉(zhuǎn)矩T與電源參數(shù)（U1、f1）、電機的結構參數(shù)（CT、R2、X2）及運行參數(shù)（s）之間的關系。掌握各參數(shù)的含義U1-定子相電壓有效值，s-電動機的轉(zhuǎn)差率，f1-定子電源頻率，R2-轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻值，X2-轉(zhuǎn)子不動時每相繞組的漏阻抗。當s=0時，T=0。當s從0開始增大，但其數(shù)值很小(比如s=0.000003)時，sX2比R2小得多，分母上的(sX2)2可忽略不計，T與s成正比。當s的值增大到一定值（比如s=0.987237）時，漏抗sX2又比R2大得多，分母上的R2可忽略不計，T與s成反比。電磁轉(zhuǎn)矩T從正比于s到反比于s，中間必然會出現(xiàn)一個最大轉(zhuǎn)矩，用Tm表示。Tm又稱為臨界轉(zhuǎn)矩。因為Tm所對應的運行點是電機穩(wěn)定運行與不穩(wěn)定運行的分界點。臨界轉(zhuǎn)矩Tm對應的轉(zhuǎn)差率sm，稱為臨界轉(zhuǎn)差率?！镫姶呸D(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關系曲線當電源參數(shù)與電動機的結構參數(shù)都不變時，電磁轉(zhuǎn)矩T僅與轉(zhuǎn)差率s有關，對應不同的s值就可求得不同的T值。以s與T為坐標軸構成直角坐標系，確定出對應的s與T的一系列坐標，利用描點法繪成曲線，就是T=f(s)的函數(shù)關系曲線。T與s成正比T與s成反比T=f(s)是奇函數(shù)，它在直角坐標系中的圖形關于原點對稱。★電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關系曲線★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換s=(n1-n)/n1s

軸變換成n

軸

步驟1：T

=f(s)3個步驟T

=f(n)n=(1-s)n1T

=f(n)關系曲線將T軸向左平移至n=0處步驟2：★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換機械特性將整張圖逆時針旋轉(zhuǎn)90度，再水平翻轉(zhuǎn)180度。步驟3：★由T=f(s)到T=f(n)的圖形變換★三相異步電動機的三種運行狀態(tài)三相異步電動機的固有機械特性電動狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)制動狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動機把從電網(wǎng)吸收的電能轉(zhuǎn)變成機械能，對負載做功。第Ⅰ象限：電動狀態(tài)0<n<n1，0<s<1，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n都為正值，二者方向相同，T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩?！锶喈惒诫妱訖C的三種運行狀態(tài)n>n1，s<0，n轉(zhuǎn)速為正值，電磁轉(zhuǎn)矩T為負值，二者方向相反，T為制動轉(zhuǎn)矩。第Ⅱ象限：發(fā)電狀態(tài)ⅠⅡⅣ發(fā)電狀態(tài)電動機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，回饋給電網(wǎng)?！锶喈惒诫妱訖C的三種運行狀態(tài)n<0，s>1，轉(zhuǎn)速n為負值，電磁轉(zhuǎn)矩T為正值，二者方向相反，T為制動轉(zhuǎn)矩。第Ⅳ象限：制動狀態(tài)制動狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動機把電能和機械能都變成內(nèi)能，以發(fā)熱的形式消耗掉?！锶喈惒诫妱訖C的三種運行狀態(tài)三相異步電動機的運行狀態(tài)依據(jù)轉(zhuǎn)差率s的大小來區(qū)分?！锶喈惒诫妱訖C的三種運行狀態(tài)機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，回饋給電網(wǎng)電能和機械能都變成內(nèi)能，消耗掉電能變成機械能，對負載做功能量關系T>0，制動轉(zhuǎn)矩T<0，制動轉(zhuǎn)矩T>0，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率范圍轉(zhuǎn)速范圍定子接入三相交流電；外力使轉(zhuǎn)子沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子接入三相交流電；外力使轉(zhuǎn)子沿磁場方向快速旋轉(zhuǎn)定子繞組接入三相交流電實現(xiàn)方法制動狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)電動狀態(tài)運行狀態(tài)0<n<n1n>n1n<00<s<1s<0s>1判斷感應電流的方向用右手定則，右手定則又被稱為發(fā)電機定則；判斷電磁力的方向用左手定則，左手定則又被稱為電動機定則?！锶喈惒诫妱訖C的三種運行狀態(tài)電動狀態(tài)：發(fā)電狀態(tài)：制動狀態(tài)：電網(wǎng)電動機負載電能機械能電網(wǎng)電動機電能機械能外力電能內(nèi)能電動機電動機外力機械能電網(wǎng)★三相異步電動機的三種運行狀態(tài)3.實用表達式實用表達式反映了電動機的機械參數(shù)（Tm和sm）對電磁轉(zhuǎn)矩T的影響，適用于利用銘牌數(shù)據(jù)對電磁轉(zhuǎn)矩T進行工程計算?？紤]到（s/sm）<<（sm/s），可將分母上的s/sm忽略不計，進一步化簡，得到實用表達式的線性式：注意事項：電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達式并非精確計算公式，因為其簡化過程忽略了不少因素，計算結果一定存在誤差。此誤差在工程允許范圍內(nèi)，實用表達式有工程應用價值。簡化3.實用表達式用實用表達式計算電磁轉(zhuǎn)矩的一般步驟：一查找二計算三代入四求解T

=？一查找：在電動機銘牌上或者產(chǎn)品目錄中，查出額定功率PN，額定轉(zhuǎn)速nN和過載能力λm等參數(shù)的值。二計算：根據(jù)如下4個物理關系式：

TN=9550PN/nN

Tm=λmTN

sm=sN（λm+√λm）

sN=（n1-nN）/n1

計算出最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm和臨界轉(zhuǎn)差率sm。3.實用表達式三代入：將第二步計算出的Tm和sm值代入實用表達式，得到僅包含轉(zhuǎn)差率s與電磁轉(zhuǎn)矩T這兩個未知數(shù)的函數(shù)關系式T=f(s)。四求解：把給定的轉(zhuǎn)差率s的一系列值，代入第三步求出的s與T的函數(shù)關系式T=f(s)中，就可求出與轉(zhuǎn)差率s對應的一系列T值。3.實用表達式T=f(s)★三個電磁轉(zhuǎn)矩表達式的比較參數(shù)表達式：實用表達式：物理表達式：依其所能、盡其所用項目一：認識CA6140型普通車床的電機系統(tǒng)14三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的機械特性電力拖動系統(tǒng)運動方程和負載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動系統(tǒng)的選擇與運行維護一、三相異步電動機的機械特性在一定的工作條件下，電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的函數(shù)關系，稱為機械特性，用n=f(T)表示。因為電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s存在一定的關系，所以機械特性也可用電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的函數(shù)T=f(s)來表示，也即：電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式是機械特性的一種表達形式。1.機械特性的定義實際應用中關注的是電動機適應外界負載變化的能力，即：電動機的轉(zhuǎn)速n隨外部負載轉(zhuǎn)矩TL變化而變化的能力。由于電動機穩(wěn)定運行的必要條件是：電磁轉(zhuǎn)矩T等于負載轉(zhuǎn)矩TL，所以，通常用電磁轉(zhuǎn)矩T代替負載轉(zhuǎn)矩TL來分析電動機的工作情況?！锶喈惒诫妱訖C的機械特性曲線T

=f(s)3個步驟T

=f(n)★三相異步電動機的三種運行狀態(tài)電動狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)制動狀態(tài)ⅠⅡⅣ電動狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)2.固有機械特性三相異步電動機工作在額定電壓和額定頻率下，定子繞組按額定方式接線，定子電路和轉(zhuǎn)子電路都不外接電阻等其它電路元件時，由電動機本身的固有參數(shù)所決定的機械特性，稱為固有機械特性。制動狀態(tài)★利用實用表達式定性畫出固有機械特性實用表達式固有機械特性圖用電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式，通過描點法繪制固有機械特性曲線太過繁瑣，也很耽誤時間。實際應用中，由于三相異步電動機通常運行在電動狀態(tài)，所以利用實用表達式，從產(chǎn)品目錄中查出電動機的外部參數(shù)值，計算出幾個特殊運行點，再利用描點法，定性畫出固有機械特性在第Ⅰ象限的部分即可。需要3步★利用實用表達式定性畫出固有機械特性第1步：從產(chǎn)品目錄中查出電動機的外部參數(shù)值，計算出Tm和sm的值，代入實用表達式，得到T=f(s)。在轉(zhuǎn)差率s的取值范圍內(nèi)，計算出電動機若干個運行點的（s，T）坐標值。（s，T）第2步：利用轉(zhuǎn)差率s與轉(zhuǎn)速n的關系式：n=(1-s)n1，算出對應的坐標點（T，n）的數(shù)值。（T，n）（s，T）★利用實用表達式定性畫出固有機械特性第3步：在直角坐標系中，以電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n為坐標軸，確定第2步算出的（T，n）對應的坐標點，用平滑曲線連接這幾個點。固有機械特性★利用實用表達式定性畫出固有機械特性注意事項：第1步選取的運行點，必須包括四個特殊運行點：同步點D、額定運行點C、最大轉(zhuǎn)矩點B和起動點A。DCBA★固有機械特性上的四個特殊點同步點D：同步點D又稱為理想空載運行點。同步點坐標為：T=0，n=n1。DCBA同步點的電磁轉(zhuǎn)矩T=0。如果沒有外界轉(zhuǎn)矩的拖動，電動機不可能在同步點運行?！锕逃袡C械特性上的四個特殊點額定運行點C：電動機工作在額定運行點時，I=IN，T=TN，P=PN，n=nN，處于最佳運行狀態(tài)。電動機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運行，輸出額定功率時，轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩，用TN表示。TN=9550PN/nN坐標：T=TN，n=nN。DCBA■

電動機過載運行電氣線路中允許連續(xù)通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。導線流過的電流超過了安全載流量，就叫導線過載。一般導線的最高允許工作溫度為65°C。導線過載時，工作溫度就會超過65°C，這會使導線絕緣迅速老化，甚至會使線路燃燒起來。電動機過載運行時，TL＞TN，I＞IN，電動機繞組容易發(fā)熱。電動機具有承受短時過載的能力。輕度過載一般不影響電動機正常工作；嚴重過載且過載時間過長，電動機會過熱燒毀！因此，電動機必須設置長期過載保護！嚴重過載時，過大的負載轉(zhuǎn)矩容易造成電動機的機械損壞，比如：轉(zhuǎn)軸可能會發(fā)生彎曲、變形，甚至斷裂。長期過載保護是通過切斷電源讓電動機停轉(zhuǎn)，來防止電氣損傷和機械損壞的。★固有機械特性上的四個特殊點坐標：T=Tm，n=nm。最大轉(zhuǎn)矩點又稱臨界點。當TL＞Tm時，正在運行的電動機很快就會堵轉(zhuǎn)。一旦堵轉(zhuǎn)，應立即切斷電源，保護電動機不被燒毀。堵轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速

n=0，定子電流

I=(4~7)IN，轉(zhuǎn)子電流也隨之增大，繞組嚴重發(fā)熱，甚至會燒毀。DCBA最大轉(zhuǎn)矩點B：如果要重新起動電動機，一定要先卸掉過重的負載或者選用額定容量大的電動機來拖動負載。★固有機械特性上的四個特殊點電動機的過載能力：過載能力λ表明電動機承受短時過載的極限。一般地，Y系列電動機的λ值在1.8~2.2之間。

λ=Tm/TN電動機的最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為過載能力，通常用λ表示。DCBA★固有機械特性上的四個特殊點電動機帶負載起動時：若Tst＞(1.1~1.2)TL，就能順利起動；若Tst≤(1.1~1.2)TL，就不能起動，與堵轉(zhuǎn)時情況一樣，容易燒毀電機。電動機帶負載起動不了時，可采取的措施有二：1、立即斷開電源，減輕負載后重新起動。2、立即斷開電源，換用起動能力強的電動機帶負載起動。起動點A：坐標：T=Tst，n=0。電動機定子繞組剛接入電源，轉(zhuǎn)子還沒轉(zhuǎn)起來的那一瞬間。DCBA★固有機械特性上的四個特殊點電動機的起動能力：

三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組，可以通過滑環(huán)和電刷外接電阻或頻敏變阻器來提高起動能力。因此，需要重載起動時，應選用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。Kst=Tst/TN三相籠型異步電動機的Kst值一般在1.0~2.2之間。起動轉(zhuǎn)矩Tst與額定轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為電動機的起動能力，通常用Kst表示。DCBA★通過固有機械特性判斷電機運行情況思考與提問：1）當電動機分別帶負載TL1、TL2、TL3、TL4起動時，是否能順利起動？若能順利起動，運行情況怎樣？若不能起動，應采取什么措施？2）判斷依據(jù)是什么？電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

判斷依據(jù)：1）Tst>>TL1，滿足了電動機帶負載起動的條件。2）TL1<TN，工作電流I<IN，轉(zhuǎn)速n>nN，屬于輕載運行。電動機帶負載TL1能順利起動，并以高于額定轉(zhuǎn)速nN的轉(zhuǎn)速在E點穩(wěn)定運行，屬輕載運行。參考答案1：★通過固有機械特性判斷電機運行情況電動機輕載運行相當于大馬拉小車，不影響電動機的使用壽命，但是功率因數(shù)降低，電網(wǎng)的效率也會降低。電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

E●判斷依據(jù)：1）Tst>TL2，滿足了電動機帶負載起動的條件。2）TL2略大于TN，各運行參數(shù)都接近額定值，屬于理想運行狀態(tài)。電動機帶負載TL2能順利起動，在F點穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)速略低于額定轉(zhuǎn)速nN，接近額定運行狀態(tài)。參考答案2：★通過固有機械特性判斷電機運行情況F●電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

E●可采取的措施1：先讓電動機空載起動，起動起來后再帶上負載TL3。電動機帶負載TL3不能起動，與堵轉(zhuǎn)時一樣，容易燒毀繞組。參考答案3：運行情況：TL3>>TN，電動機在G點穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)速n低于額定轉(zhuǎn)速nN，電流I大于額定電流IN，屬于過載運行，相當于小馬拉大車。時間長了，過載保護就會動作而使電動機停車。判斷依據(jù)：Tst<TL3，不滿足電動機帶負載順利起動的條件?！痢锿ㄟ^固有機械特性判斷電機運行情況G電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●可采取的措施2：換一臺起動轉(zhuǎn)矩Tst大于TL3，額定轉(zhuǎn)矩TN與TL3相當?shù)碾妱訖C，帶動TL3重新起動。運行情況：TN≈TL3，電動機會運行在額定狀態(tài)附近，運行性能好?！獭锿ㄟ^固有機械特性判斷電機運行情況電動機帶負載TL3不能起動，與堵轉(zhuǎn)時一樣，容易燒毀繞組。參考答案3：判斷依據(jù)：Tst<TL3，不滿足電動機帶負載順利起動的條件。G電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●可采取的措施：1）換起動轉(zhuǎn)矩滿足：Tst>TL4，額定轉(zhuǎn)矩滿足：TN≈TL4的電動機來帶動。2）換用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，通過在其轉(zhuǎn)子回路串接電阻或頻敏變阻器來提高起動性能。電動機帶負載TL4不能起動，繞組很快就會燒毀。參考答案4：判斷依據(jù)：1）Tst<TL4，不滿足電動機帶負載起動的條件。2）Tm<TL4，超出了電動機的負載極限，電動機根本承載不起。√√★通過固有機械特性判斷電機運行情況G電動機的固有機械特性TL1

TL3TL4TL2

E●●F●人為地改變電動機的電源參數(shù)(U1、f1)或者結構參數(shù)（p、R1、R2、X1、X2）中的一個或多個參數(shù)，所得到的機械特性，稱為人為機械特性。利用人為機械特性，能獲得滿足生產(chǎn)工藝需要的拖動性能。人為機械特性圖的畫法：先利用電磁轉(zhuǎn)矩實用表達式定性畫出固有機械特性，然后分析三個特殊運行點（同步點、最大轉(zhuǎn)矩點、起動點）的變化情況，最后依據(jù)這些變化對固有機械特性加以改造。1.降低定子端電壓U1的人為機械特性2.轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性◆兩種常用人為機械特性：二、三相異步電動機的人為機械特性1.降低定子端電壓U1的人為機械特性分析三個特殊運行點的變化情況：同步轉(zhuǎn)速n1與定子端電壓U1無關，降低U1，n1的值不變。1）同步點n1=60f1/p∵結論：降低U1后的人為機械特性，仍然通過固有機械特性的同步點，即：同步點保持不變。橫坐標：T=0不變?？v坐標：n1的值不變?！?）最大轉(zhuǎn)矩點最大轉(zhuǎn)矩Tm與定子端電壓U1的平方成正比，降低U1之后，最大轉(zhuǎn)矩Tm的值大幅度減小。臨界轉(zhuǎn)速nm與定子端電壓U1無關，其值不隨U1降低而改變。結論：降低定子端電壓U1的人為機械特性的最大轉(zhuǎn)矩點，由固有機械特性的最大轉(zhuǎn)矩點，沿著與T軸平行的方向適當向n軸靠攏，即：最大轉(zhuǎn)矩點向n軸平移。nm=n1(1-sm)

=n1(1-R2/X2)橫坐標Tm：縱坐標nm：1.降低定子端電壓U1的人為機械特性3）起動點起動轉(zhuǎn)矩Tst與U12成正比，Tst值隨U1的降低而大幅度減小。結論：降低定子端電壓U1的人為機械特性的起動點，由固有機械特性的起動點沿T軸向原點適當靠攏，即：起動點向原點平移。橫坐標Tst：縱坐標：n=0不變。s=11.降低定子端電壓U1的人為機械特性在固有機械特性所在的坐標系中，確定出降低定子端電壓U1之后，同步點、最大轉(zhuǎn)矩點和起動點所在的坐標點。用平滑曲線連接這三個坐標點，就得到了降低定子端電壓U1的人為機械特性。1.降低定子端電壓U1的人為機械特性1.降低定子端電壓U1的人為機械特性降低電壓U1對電動機運行性能的影響：2）帶同樣的負載，電動機的運行轉(zhuǎn)速n降低。3）人為機械特性的線性段斜率增加，特性變軟，不利于穩(wěn)定運行。1）最大轉(zhuǎn)矩Tm和起動轉(zhuǎn)矩Tst都大幅度減小，過載能力λ和起動能力Kst都顯著降低。如果U1降低得太多，可能會因為Tst<TL而無法起動，也可能會因為Tm<TL而堵轉(zhuǎn)。TL1TL2電動機低壓運行的情況：轉(zhuǎn)速n下降，對應的轉(zhuǎn)差率s增大，轉(zhuǎn)子電動勢E2s=sE2隨之增大，使轉(zhuǎn)子電流I2和定子電流I1都增大，電動機呈現(xiàn)欠壓過載的狀態(tài)。電動機低壓運行的危害：長期欠壓過載運行，電動機繞組的溫升會超過允許值而損害繞組的絕緣，甚至會燒毀繞組。電動機的電氣控制電路要設置欠電壓保護：1）電動機通常由接觸器控制。接觸器在其線圈電壓下降到85%UN時，會自動釋放而切斷電路，自帶欠壓保護功能。2）低壓斷路器上有失壓脫扣器，在低電壓時會自動跳閘，有欠壓失壓保護功能。3）有時需要設置專門的欠電壓繼電器作欠壓保護。1.降低定子端電壓U1的人為機械特性2.轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機械特性哪種結構類型的三相異步電動機，能夠在轉(zhuǎn)子回路中串接電阻？是籠型還是繞線型？三相繞線型轉(zhuǎn)子結構圖繞線型轉(zhuǎn)子繞組外加變阻器接線圖只有三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組，才具備外串附加電阻的結構條件！三個特殊運行點的變化情況：1）同步點結論：轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性，仍然通過固有機械特性的同步點，即：同步點保持不變。2.轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性增大轉(zhuǎn)子回路電阻R2對同步轉(zhuǎn)速n1無影響。在轉(zhuǎn)子回路串接三相對稱電阻Rp，就是人為增大R2。n1=60f1/p∵橫坐標：T=0不變?？v坐標：n1的值不變?！?）最大轉(zhuǎn)矩點結論：轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性的最大轉(zhuǎn)矩點，由固有機械特性的最大轉(zhuǎn)矩點，沿著與n軸平行的方向適當向T軸靠攏，即：最大轉(zhuǎn)矩點向T軸平移。2.轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性臨界轉(zhuǎn)速nm會隨著R2的增大而減小。最大轉(zhuǎn)矩Tm不受轉(zhuǎn)子回路電阻R2的影響，其值不變。橫坐標Tm：nm=n1(1-sm)=n1(1-R2/X2)縱坐標nm：3）起動點結論：轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻人為機械特性的起動點，位于T軸上，在固有機械特性的起動點與坐標點（Tm，0）之間。2.轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性隨著R2的增大，起動轉(zhuǎn)矩Tst的值先增大后減小，但通常不會小于固有機械特性時的值。起動轉(zhuǎn)矩Tst的最大值就是Tm，當Tst=Tm時：nm=0，sm=1。橫坐標Tst：縱坐標：n=0不變。2.轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機械特性在固有機械特性所在的坐標系中，確定轉(zhuǎn)子回路串電阻之后，同步點、最大轉(zhuǎn)矩點和起動點所在的坐標點。用平滑曲線連接這三個坐標點，就得到了轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機械特性。轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻對電動機運行性能的影響：2.轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性1）轉(zhuǎn)子回路串接對稱三相電阻（增大R2）之后，電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tst增大，起動能力Kst提高了。2）最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，過載能力不變。TL3）帶同樣大的負載穩(wěn)定運行時，電動機的轉(zhuǎn)速n降低。4）機械特性線性段的斜率增大，特性變軟，穩(wěn)定性變差。TL三、思考與訓練1.當三相異步電動機的負載增加時，轉(zhuǎn)子電流會怎樣？定子電流呢？請說明原因。答：負載增加時，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都增大。TL1C’由于電動機的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，相當于變壓器的一次側和二次側，所以轉(zhuǎn)子電流與定子電流之比為常數(shù)，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流必然隨之增大。負載增加電機轉(zhuǎn)速n就降低（如：TL1>TL，電機帶TL1時運行在C’點的轉(zhuǎn)速比帶TL運行在C點的轉(zhuǎn)速低），轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速差變大，轉(zhuǎn)子切割磁力線的速度變快，轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流（轉(zhuǎn)子電流）增大。2.三相異步電動機在相同的定子電源下，滿載和空載起動時，起動轉(zhuǎn)矩是否相同？起動電流呢？請說明原因。答：起動轉(zhuǎn)矩相同，起動電流也相同。起動轉(zhuǎn)矩和起動電流都與定子電源和電機的結構有關，而與負載的大小無關。1）起動轉(zhuǎn)矩T：I2≈E20/X20=(4.44f2N2Φ)/(2πf2LL2)

=(2.22N2Φ)/(πLL2)由U≈4.44f1N1Φ可知，定子電壓U恒定，Φ就不變（主磁通原理），而N2和LL2的值本來就為常數(shù)，所以I2為常數(shù)。結論：定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組相當于變壓器的原邊和副邊，轉(zhuǎn)子電流I2為常數(shù)，定子電流I1也為常數(shù)。2）轉(zhuǎn)子電流I2：結論：當定子電源恒定時，起動轉(zhuǎn)矩T為常數(shù)。項目一：認識CA6140型普通車床的電機系統(tǒng)14三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的機械特性電力拖動系統(tǒng)運動方程和負載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動系統(tǒng)的選擇與運行維護凡是由電動機作原動機，拖動各類生產(chǎn)機械，完成一定生產(chǎn)工藝要求的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為電力拖動系統(tǒng)。電力拖動系統(tǒng)一般由電動機、傳動機構、生產(chǎn)機械、電源和控制設備等部分組成。一、電力拖動系統(tǒng)簡介電力拖動系統(tǒng)的起源要追溯到19世紀末期，其標志是電動機逐漸取代蒸汽機。一、電力拖動系統(tǒng)簡介蒸汽機電動機一、電力拖動系統(tǒng)簡介電力拖動的發(fā)展簡史：集中拖動單獨拖動多電動機拖動電力拖動系統(tǒng)直流電動機型號各異生產(chǎn)機械五花八門交流一、電力拖動系統(tǒng)簡介負載特性各不相同所有電力拖動系統(tǒng)都服從動力學的普遍規(guī)律，可以建立起通用的運動方程。二、單軸與多軸電力拖動系統(tǒng)實際生產(chǎn)中，電動機的轉(zhuǎn)速一般較高，而很多生產(chǎn)機械需要的轉(zhuǎn)速卻較低。為了滿足生產(chǎn)工藝要求，通常要通過傳動裝置將電動機與工作機構相連，變速后再拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。常見的傳動裝置有齒輪減速箱、蝸輪蝸桿、皮帶輪等。齒輪減速箱蝸輪蝸桿皮帶輪1.單軸拖動系統(tǒng)二、單軸與多軸電力拖動系統(tǒng)單軸拖動系統(tǒng)是指電動機的輸出軸直接拖動生產(chǎn)機械（生產(chǎn)機械與電動機同軸）運轉(zhuǎn)，中間不需要傳動裝置的電力拖動系統(tǒng)。單軸拖動系統(tǒng)結構示意圖根據(jù)電動機與生產(chǎn)機械的連接關系不同，電力拖動系統(tǒng)可分為單軸拖動系統(tǒng)和多軸拖動系統(tǒng)。常見的單軸拖動系統(tǒng)有:通風機、水泵等。2.多軸拖動系統(tǒng)二、單軸與多軸電力拖動系統(tǒng)多軸拖動系統(tǒng)是指電動機的輸出軸不直接拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，而是通過傳動機構與生產(chǎn)機械相連的電力拖動系統(tǒng)。多軸拖動系統(tǒng)結構示意圖常見的多軸拖動系統(tǒng)有：機床主軸、起重機提升機構等。車床的主傳動系統(tǒng)示意圖2.多軸拖動系統(tǒng)起重機提升機構的傳動系統(tǒng)示意圖2.多軸拖動系統(tǒng)1.直線運動方程式三、電力拖動系統(tǒng)的運動方程：作用在直線運動物體上的阻力（N）：作用在直線運動物體上的拖動力（N）：直線運動物體的質(zhì)量（kg）：物體直線運動的線速度（m/s）：物體獲得的直線運動加速度（m/s2）2.單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動方程電動機生產(chǎn)機械TnTL軸TTLn旋轉(zhuǎn)運動方程：：作用在旋轉(zhuǎn)運動部件上的拖動轉(zhuǎn)矩（N·m）：負載轉(zhuǎn)矩（N·m）：轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量（kg·m2）：轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的機械角速度（rad/s）：轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的機械角加速度（rad/s2）●用轉(zhuǎn)速n代替機械角速度

表示系統(tǒng)的速度，

用飛輪矩GD2代替轉(zhuǎn)動慣量J表示系統(tǒng)的機械慣性。單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程：：轉(zhuǎn)動體的質(zhì)量（kg）：轉(zhuǎn)動體的慣量半徑（m）：轉(zhuǎn)動體所受的重力（N）：轉(zhuǎn)動體的慣量直徑（m）：轉(zhuǎn)動體的飛輪矩（N/m2）2.單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動方程3.多軸電力拖動系統(tǒng)的簡化以電動機的軸為研究對象，將其它各軸上的負載轉(zhuǎn)矩和飛輪矩都折算到電動機軸上，綜合等效為一個負載。T

GD2等效負載電動機TL電動機工作機構T

T'L

LGDM2GD12GDL2

1負載轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，可根據(jù)靜態(tài)時功率守恒的原則折算，即折算前后，系統(tǒng)的功率不變。飛輪矩與運動系統(tǒng)的動能有關，可根據(jù)動能守恒原則折算。3.多軸電力拖動系統(tǒng)的簡化等效、簡化多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)4.電力拖動系統(tǒng)的通用運動方程電力拖動系統(tǒng)的通用運動方程：因為轉(zhuǎn)矩是向量，既有大小又有方向，所以電力拖動系統(tǒng)的實際運動方程為:●多軸系統(tǒng)簡化成單軸系統(tǒng)后，就能夠使用單軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動方程了。以電動機電動運行時的旋轉(zhuǎn)方向，作為轉(zhuǎn)速n的正方向。5.運動方程中各參數(shù)的方向電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n同向時取正號；電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n反向時取負號。負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n同向時取負號；負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n反向時取正號。加速度（?n/?t）的大小和正負，由電磁轉(zhuǎn)矩T與負載轉(zhuǎn)矩TL的代數(shù)和決定。與轉(zhuǎn)速n同向的轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動性轉(zhuǎn)矩；與轉(zhuǎn)速n反向的轉(zhuǎn)矩為制動性轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩T和負載轉(zhuǎn)矩TL都是如此。5.運動方程中各參數(shù)的方向轉(zhuǎn)速n：設電動機電動運行時的旋轉(zhuǎn)方向n為正，反之為負。電磁轉(zhuǎn)矩T：與轉(zhuǎn)速n的正方向同向為正，反向為負。負載轉(zhuǎn)矩TL：與轉(zhuǎn)速n的正方向反向為正，同向為負。例：以電動機提升重物（電動）時的轉(zhuǎn)向為正方向T為驅(qū)動性轉(zhuǎn)矩TL為制動性轉(zhuǎn)矩T為制動性轉(zhuǎn)矩TL為驅(qū)動性轉(zhuǎn)矩T和TL都為驅(qū)動性轉(zhuǎn)矩5.運動方程中各參數(shù)的方向轉(zhuǎn)速n：設電動機電動運行時的旋轉(zhuǎn)方向n為正，反之為負。電磁轉(zhuǎn)矩T：與轉(zhuǎn)速n的正方向同向為正，反向為負。負載轉(zhuǎn)矩TL：與轉(zhuǎn)速n的正方向反向為正，同向為負。6.電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài)電動機靜止或勻速運動，系統(tǒng)處于靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)。當T＝TL時，當T＞TL時，當T＜TL時，系統(tǒng)處于加速狀態(tài)，比如：電動機的起動過程。系統(tǒng)處于減速狀態(tài)，比如：電動機的制動過程。不論系統(tǒng)處于加速還是減速狀態(tài)，轉(zhuǎn)速n都要發(fā)生變化，因而加速和減速狀態(tài)又被稱為動態(tài)或者暫態(tài)。四、電力拖動系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩特性負載轉(zhuǎn)矩特性（簡稱負載特性）：電力拖動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度n與負載轉(zhuǎn)矩TL之間的函數(shù)關系，即：n=f（TL）。依據(jù)運動中呈現(xiàn)的特性不同，負載可分為三大類：1.恒轉(zhuǎn)矩負載2.恒功率負載3.通風機型負載電力拖動系統(tǒng)中，電動機及其軸上拖動的負載是連成一體的。影響電力拖動系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩大因素：1）電動機的機械特性

2）電動機軸上拖動的負載及負載轉(zhuǎn)矩特性四、電力拖動系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩特性1、恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩TL的大小恒定，不隨轉(zhuǎn)速n的改變而改變。1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性若電動機的轉(zhuǎn)向n改變，負載轉(zhuǎn)矩TL的方向就隨之改變。負載轉(zhuǎn)矩TL的方向與電動機的轉(zhuǎn)向n相反，總是阻礙轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)。例如：機床平移機構、傳送帶、攪拌機、擠壓機等摩擦類負載。2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩TL由重力作用產(chǎn)生，其大小和方向都恒定不變，與電動機的轉(zhuǎn)速n無關。如：吊車、提升機等起重機類負載2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性電動機軸TLTn起重機類負載特性提升重物下放重物電動機軸TLTnvv2、恒功率負載特性負載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n成反比：TLn=常數(shù)。負載從電動機吸收的功率：比如：軋鋼機、造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線上的卷取機、開卷機、各種機床等。它們在工作中的負載轉(zhuǎn)矩TL大體上都與轉(zhuǎn)速n成反比，都屬于恒功率負載。當轉(zhuǎn)速n變化時，負載從電動機轉(zhuǎn)軸上吸取的機械功率PL為恒定值。2、恒功率負載特性注意事項：例如：車床在切削加工時，粗加工切削量大，需要的負載轉(zhuǎn)矩TL大，要采用低速檔加工；精加工切削量小，需要的負載轉(zhuǎn)矩TL小，要采用高速檔加工。負載的恒功率性質(zhì)只表現(xiàn)在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由于受機械強度的限制，當轉(zhuǎn)速n很低時，負載轉(zhuǎn)矩TL不可能無限地增大，負載的恒功率性質(zhì)就不復存在，反而轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)了。3、通風機型負載特性負載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n的平方成正比：TL=kn2。通風機型負載是按離心原理工作的機械。鼓風機、水泵、油泵等屬于通風機型負載。這種負載所需的機械功率PL與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。4、負載轉(zhuǎn)矩特性的特點與注意事項注意事項：結論：實際生產(chǎn)中，單一類型的負載并不多見，通常是幾種不同類型負載的相近或綜合，既要全面考慮，又要抓住重點。只有位能性恒轉(zhuǎn)矩負載的負載轉(zhuǎn)矩在重物下放時是驅(qū)動性轉(zhuǎn)矩，能促進重物的下放；其它幾種性質(zhì)的負載，其負載轉(zhuǎn)矩都是制動性轉(zhuǎn)矩，總是要阻礙生產(chǎn)機械的運動。5、起重機提升機構的負載情況示例起重機在提升重物時，負載轉(zhuǎn)矩TL是重物的重力矩和系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩之和。重力矩是位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，摩擦轉(zhuǎn)矩是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載，二者的轉(zhuǎn)矩特性不同。在提升重物時，重力轉(zhuǎn)矩比摩擦轉(zhuǎn)矩大得多，所以分析系統(tǒng)的運行狀態(tài)時，要以重力轉(zhuǎn)矩為主，適當考慮摩擦轉(zhuǎn)矩，或者將摩擦轉(zhuǎn)矩忽略不計。起重機提升機構的工作示意圖項目一：認識CA6140型普通車床的電機系統(tǒng)14三相異步電動機的結構和工作原理三相異步電動機的機械特性電力拖動系統(tǒng)運動方程和負載轉(zhuǎn)矩特性3三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩特性25電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷6電力拖動系統(tǒng)的選擇與運行維護如果擾動消失后，電力拖動系統(tǒng)能回到原來的平衡狀態(tài)，或者能夠在新的條件下達到新的平衡，該系統(tǒng)就是穩(wěn)定的；如果擾動消失后，電動機的轉(zhuǎn)速n無限制地上升或者一直下降到零，該系統(tǒng)就是不穩(wěn)定的。正在勻速運行的電力拖動系統(tǒng)，在受到外界擾動時，轉(zhuǎn)速n通常會發(fā)生變化而使系統(tǒng)離開原來的平衡狀態(tài)?！皵_動”通常指電網(wǎng)電壓的波動或者負載的微小變化。電網(wǎng)電壓的波動會影響到電動機的機械特性，負載的變化會影響到負載轉(zhuǎn)矩特性。只有電動機的機械特性與負載轉(zhuǎn)矩特性配合得當，才能使電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行。一、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的概念二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件電動機的固有機械特性交點稱為電動機的工作點，如E點和F點。在工作點處，T=TL。恒轉(zhuǎn)矩負載特性FE1.穩(wěn)定運行的必要條件電動機的機械特性和負載轉(zhuǎn)矩特性有交點。在電動機的工作點（T=TL）處，滿足：實用性結論：當擾動使轉(zhuǎn)速上升時，T﹤TL當擾動使轉(zhuǎn)速下降時，T﹥TLFE2.穩(wěn)定運行的充分必要條件系統(tǒng)穩(wěn)定！因為大多數(shù)負載轉(zhuǎn)矩TL都會隨轉(zhuǎn)速n的上升而增大（通風機型負載）或者保持恒定（恒轉(zhuǎn)矩負載），所以只要電力拖動系統(tǒng)中的電動機具有下降的機械特性，該系統(tǒng)就能穩(wěn)定運行。1.在同一個直角坐標系中，畫出該電力拖動系統(tǒng)中電動機的機械特性和生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性。2.在這兩條特性曲線的交點處，也就是工作點處，分析擾動到來時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T和負載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速n變化的情況。3.比較轉(zhuǎn)速n變化后所處的工作點的電磁轉(zhuǎn)矩T和負載轉(zhuǎn)矩TL的大小。利用電力拖動系統(tǒng)的運動方程，判斷出系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速變化，就能確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷判斷方法和步驟：1.固有機械特性配合恒轉(zhuǎn)矩負載特性DCBA非線性段線性段曲線1-電動機的固有機械特性圖a三、電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷DCBA曲線1-電動機的固有機械特性曲線2-恒轉(zhuǎn)矩負載特性非線性段線性段圖aTLY在X點和Y點，都有T=TL。曲線1和2有兩個交點X、Y，表明該電力拖動系統(tǒng)具備穩(wěn)定運行的必要條件。X點和Y點都為電動機的工作點。

1.固有機械特性配合恒轉(zhuǎn)矩負載特性XDCBATLXYX’nx工作點移到X’點◆在X點，如果擾動使轉(zhuǎn)速n升高電磁轉(zhuǎn)矩T減小負載轉(zhuǎn)矩TL不變T電動機的轉(zhuǎn)速