三相异步电动机的机械特性与启动

王思琦 张可菊* 沈阳工学院信息与控制学院

1 引言

电能的应用已经在当今世上普遍了各行各业，也对人民的日常生活有着非常重要影响。对电能的生产、控制和使用都是通过电机把非电能量转化为电能量，以供社会使用，所以电机是实现能量转化的一个装置。在生产工业中，机床的作业、挖掘机的动力系统、起重机的引擎系统等等都需要电动机来进行工作。

2 三相异步电动机机械特性

三相异步电动机的固有机械特性如图1所示，图a为转矩特性、图b为机械特性。其中固有机械特性上的P、W、M为三个特殊的工作运行点，这个三个点代表着三相异步电动机的三个非常重要且特殊的工作运行状态。

图1 电动机的固有机械特性曲线

由图上图可知，P点为额定状态其电压、电流和转速都为额定值，一般所在位置为OW段的中间部分，那么额定状态下的转差率、转速、转矩都加上了额定二字，电动机在额定状态下自然能够长期运行。当T大于Tn时，运行状态为过载若长期处于这是万万不能的，会使电动机温度升高、降低电动机的使用寿命，甚至很快烧毁电动机。

3 三相异步电动机负载机械特性

负载机械特性指的是生产机械的转速与负载转矩这二者的关系也俗称负载特性，可以分为以下三类：

（1）负载转矩是一个比较稳定的值或者是一个定值它与系统的转速无关称之为恒转矩负载特性。有一个负载转矩是由摩擦力作用产生的做功的方向总是与旋转方向相反并且阻碍产生制动的转矩被称为发抗性恒转矩，通常这一类负载的产生机械有起重机的平行机构、电梯平移机构和物品传输带的机构。还有一种是由重力作用产生的负载的负载转矩特性，且负载转矩的大小和方向都保持不变并与转速的快慢没有关系，通常这一类负载的产生机械用于掉线塔的物资升降，起重机的竖直做功的机构和电梯垂直的动力机构等等。

（2）还有一种属于恒定功率下产生的恒功率负载特性其负载转矩的大小与转速的大小成反比状态，并且两者的乘积关系不变TL的方向始终与n的方向相反，通常这一类负载的产生机械应用于各种机床的主传动机构。3)还有一类电动机是应于通风机、水泵等机械结构中，这种特性的负载其负载转矩的大小与转速的平方成正比并且负载转矩方向与转速方向相反这类特性称之为通风机负载特性。

4 三相异步电动机的启动

对于三相异步电动机有一种非常简单的启动也就是把电压之间加到三相异步电动机定子绕组侧进行启动，称之为直接启动。对于经常这样操作的电动机会因为每次启动电流过大并且这个过程是一个累加的，直接影响到电动机的寿命并有可能造成定子绕组侧发生短路烧毁电动机。为了保护电动机并且使其长期的工作加入了降压启动，可以通过定子绕组串联电阻或加入电抗进行降压处理，此类操作启动的时候比较平稳、结构简单。也可以采用星三角降压启动，，这类启动的额定值只有直接启动的三分之一，因此该方法使用于空载、轻载启动。当以上方法都不适用时可以采用自耦变压器减压启动。

随着时代的推进使电力电子技术和微电子技术不断的进步和完善，可以利用软启动器对电动机进行自动调节电压得到我们所想要的期望启动性能，当然软启动器还兼有其他启动方式没有的保护功能，从而被广泛的应用。

[1]巴金祥，原琳，浅谈“电机及拖动”课程教学改革中主讲教师的作用[J]2018