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本文闡述了三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行可靠、價(jià)格低、維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，目前，異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)已被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中。就三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性出發(fā)，主要簡(jiǎn)述電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等技術(shù)問(wèn)題。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低、維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此，異步電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中。尤其是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和交流調(diào)速技術(shù)的日益成熟，使得異步電動(dòng)機(jī)在調(diào)速性能方面大大提高。目前，異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)已被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中。就三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性出發(fā)，主要簡(jiǎn)述電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，制動(dòng)、調(diào)速等技術(shù)問(wèn)題。
1 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性文
三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Tem之間的關(guān)系。由于轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率S有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以機(jī)械特性也常用Tem＝f（s）的形式表示。三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式有三種形式，即物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式和實(shí)用表達(dá)式。物理表達(dá)式反映了異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的物理本質(zhì)，說(shuō)明了電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通和轉(zhuǎn)子有功電流相互作用而產(chǎn)生的。參數(shù)表達(dá)式反映了電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)及電動(dòng)機(jī)參數(shù)之間的關(guān)系，利用該式可以方便地分析參數(shù)變化對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響和對(duì)各種人為特性的影響。實(shí)用表達(dá)式簡(jiǎn)單、便于記憶，是工程計(jì)算中常采用的形式。
電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是反映電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力和啟動(dòng)性能的兩個(gè)重要指標(biāo)，最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，則電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力越強(qiáng)，啟動(dòng)性能越好。
三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條非線性曲線，一般情況下，以最大轉(zhuǎn)矩（或臨界轉(zhuǎn)差率）為分界點(diǎn)，其線性段為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，而非線性段為不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。固有機(jī)械特性的線性段屬于硬特性，額定工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速。人為機(jī)械特性曲線的形狀可用參數(shù)表達(dá)式分析得出，分析時(shí)關(guān)鍵要抓住最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩這三個(gè)量隨參數(shù)的變化規(guī)律。
2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)
小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)可以采用直接啟動(dòng)，容量較大的籠型電動(dòng)機(jī)可以采用降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)分為定子串接電阻或電抗降壓?jiǎn)?dòng)、Y-D降壓?jiǎn)?dòng)和自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。定子串電阻或電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流隨電壓一次方關(guān)系減小，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方關(guān)系減小，它適用于輕載啟動(dòng)。Y-D降壓?jiǎn)?dòng)只適用于正常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動(dòng)時(shí)的1/3，它也適用于輕載啟動(dòng)。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降為直接啟動(dòng)時(shí)的l/k2（k為自耦變壓器的變比），適合帶較大的負(fù)載啟動(dòng)。
繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)可采用轉(zhuǎn)子串接電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小，適用于中、大型異步電動(dòng)機(jī)的重載啟動(dòng)。
軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新型電動(dòng)機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運(yùn)用串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的軟啟動(dòng)器，以不同的方法，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電動(dòng)機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動(dòng)結(jié)束，賦予電動(dòng)機(jī)全電壓，即為軟啟動(dòng)。在軟啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟啟動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。
3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)
三相異步電動(dòng)機(jī)也有三種制動(dòng)狀態(tài)：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)（電源兩相反接和倒拉反轉(zhuǎn)）和回饋制動(dòng)。這三種制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性曲線、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及用途、特點(diǎn)等均與直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)狀態(tài)類似。
4 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速
三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速和降壓調(diào)速。
變極調(diào)速是通過(guò)改變定子繞組接線方式來(lái)改變電機(jī)極數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。變極調(diào)速為有級(jí)調(diào)速，變極調(diào)速時(shí)的定子繞組聯(lián)結(jié)方式有三種：Y-YY、順串Y-反串Y、D-YY。其中Y-YY聯(lián)結(jié)方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，另外兩種屬于恒功率調(diào)速方式。變極調(diào)速時(shí)，應(yīng)同時(shí)對(duì)調(diào)定子兩相接線，這樣才能保證調(diào)速后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。
變頻調(diào)速是現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的主要方向，它可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負(fù)載。
繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但調(diào)速是有級(jí)的，不平滑，且低速時(shí)特性軟，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，同時(shí)轉(zhuǎn)子銅損耗大，電動(dòng)機(jī)的效率低。串級(jí)調(diào)速克服了轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速的缺點(diǎn)，但設(shè)備要復(fù)雜得多。
異步電動(dòng)機(jī)的降壓調(diào)速主要用于風(fēng)機(jī)類負(fù)載的場(chǎng)合，或高轉(zhuǎn)差率的電動(dòng)機(jī)上，同時(shí)應(yīng)采用速度負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過(guò)程叫整流。再把直流電（DC）變換為交流電（AC），這個(gè)過(guò)程叫逆變，把直流電變換為交流電的裝置叫逆變器（inverter）。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要用在三相異步動(dòng)機(jī)的調(diào)速，又叫變頻調(diào)速器。
