图1-1（a）制动时的电路图1-1（b）机械特性
（a）接线
图1-1（c）三相异步电动机的反接制动-下放重物电路图
2主电路的参数设计
2.1电源及电动机的选择
本课程设计，我采用的是公频为50Hz，380V的三相交流电源，型号为JZR51－8型绕线式异步电动机。
2.2额定参数的规定
（1）额定功率PN
电动机在额定状态下运行时，轴上输出的机械功率。
（2）额定电压UN
电动机在额定状态下运行时，定子三相绕组的线电压。
（3）额定电流IN
电动机在额定状态下运行时，定子三相绕组的线电流，也就是电动机在长期运行时所允许的定子线电流。
（4）额定频率fN
电动机在额定状态下运行时，定子三相绕组所加交流电压的频率。
（5）额定转速nN
电动机在额定状态下运行时的转子转速。
（6）额定功率因数cosφn
电动机在额定状态下运行时的功率因数。
2.3转差率S及功率P的定性分析
（1）转子转速方向与电动状态相反，因此转差率s的计算不变
（2.3.1）
（2）由定子输入到转子的电功率（电磁功率）为
（2.3.2）
（3）转子轴上机械功率为
（2.3.3）
s>1，P2为负值，即电动机由轴上输入机械功率。
（4）转子电路的损耗为
P2=Pm-P0（2.3.4）
P2数值上等于P1与Pal之差，所以反接制动时能量损耗极大
2.4绝缘等级
绝缘等级是指电动机中所用绝缘材料的耐热等级，他决定电动机的最高工作温度。
目前，一般电动机倾向于采用F级绝缘，Y系列电动机采用B级绝缘，他们允许最高温度分别为90℃和130℃绕线形异步电动机的铭牌上除了上述额定数据外，还标有转子绕组的额定电流I2N和转子绕组开路时的额定线电压U2N除名牌数据外，还有额定效率
等也是电动机的重要数据，他们可以从产品目录或电工手册中查到。
3三相异步电动机的机械特性
3.1电磁转矩实用公式
由于用户不一定能知道电机的参数，利用等效电路或参数公式由s求T或反之，就难以实现，T对s求导数并令其等于零，即令
遍求的差生最大电磁转矩时的静差率为
，为临界转差率。
则最大电磁转矩为
（3.3.1）
最大电磁转矩简称最大转矩。
最大转矩TM与额定转矩TN的比值，称为最大转矩倍数，即
（3.3.2）
式中，TN为额定转矩。
在工程计算中，常因空载转矩T0远小于电磁转矩T而将其忽略不计，可认为额定转矩等于输出转矩，简称额定转矩，计算公式为
（3.3.3）
整理后变得电磁转矩的实用公式
（3.3.4）
由实用公式可得如下公式
（3.3.5）
当
时，式中取负号，
时，式中取正号。
当T=TN时
（3.3.6）
3.2三相异步电动机的固有特性
三相异步电动机的T与s之间的关系T=f（s）称为转矩特性，n与T之间的关系n=f（T）称为机械特性，又是统称机械特性。
如果定子电压和频率都保持为额定值，而且若是绕线形异步电动机，则其转子电路中不另外串联电阻或电抗，这时的转矩特性和机械特性称为固有转矩特性和固有机械特性，称为固有特性，否则称为人为特性。
图3-2为固有特性曲线。
图3-2（a）转矩特性（b）机械特性
3.3增加转子电阻的人为特性
由于临界转差率SM正比于电阻R2，最大转矩TM却与转子电阻R2无关。
因此，绕线形异步电动机在转子电路中串入电阻是的人为特性曲线如图3-3所示。
图3-3转子电路串电阻的认为特性
4反接制动-下放重物各参量值的设计
4.1位能行恒转矩负载
这种负载的转矩由重力产生，负载转矩的大小和方向都保持不变，与转速无关。
当n>0，TL>0，是制动转矩；当n<0，TL<0，是拖动转矩。
负载特性曲线如图4-1所示。
属于这一类负载的生产机械有起重机提升机构和矿井卷扬机等。
图4-1位能性负载特性曲线
4.2下放重物稳定运行的条件分析
电动机在拖动生产机械稳定运行时，必须是T=TL，因而该拖动系统只能稳定运行在电动机的机械特性与生产机械的负载特性的交点上。
但是有交点只是系统稳定运行的必要条件，只有在某交点上工作而遇到外界的瞬时干扰打破了原来的平衡，使得转速稍有变化时，再干扰后，系统仍能恢复到原来的转速，这是真正的稳定运行电力拖动系统稳定运行的条件是：
电动机的机械特性与生产机械的负载特性有交点，而且在各交点处满足下述公式。
图4-2为电力系统的稳定运行曲线。
图4-2电力系统的稳定运行曲
由于三相异步电动机的机械特性是弯的，以临界点M为界分成性质不同的两段，因而机械特性与负载特性有可能存在两个交点段，n减小，T增大，即段的
>0；在MS段，
=0，因此，在交点P1处工作时，，能满足运行条件。
而在交点
处，
不满足稳定运行条件，在该点处运行是不稳定的。
4.3下放重物参量计算
三相异步电动机
型号JZR51－8
功率22kW
频率50Hz
电压380V
电流70.5A
连接Y
转速723r/min
最大转矩比
3
绝缘等级B
图4-3JZR51－8型绕线式异步电动机名牌
如果拖动额定负载T=2.0TN运行时，采用反接制动以n=150r/min的转速稳定下放重物，求转子每相串入的制动电阻值。
（1）电动机的额定转矩为
（4.3.1）
（2）电动机的最大转矩
（4.3.2）
（3）电动机额定转差率
=0.036（4.3.3）
（4）电动机的临界转差率
（4.3.4）
（5）转子每相电阻
（4.3.5）
（注：
当转子回路串电阻时，最大转矩
与串入回路的电阻无关。
）
5结论
反接制动状态的特点是电动机转速和旋转磁场方向相反。
反接制动—下放重物具有稳定下放速度的功能。
制动前，电动机拖动位能性恒转矩负载TL做电动机运行，提升重物。
制动时串入电阻Rb。
制动前，系统工作在固有特性与负载特性的交点上，制动时，由于转速具有惯性，不发生突变，所以工作点平移到人为特性曲线上。
由于此时T制动电阻Rb小，人为特性的斜率小，与负载曲线的交点高，下放重物的速度慢。
但是必须使电磁转矩小于负载转矩TL。
否则只能降低提升速度，不能稳定下放重物。
这种运行方式通常用在起重设备低速下放物体的场合。
电动机的电磁转矩起制动作用，限制了重物的下放速度。
参考文献
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中国电力出版社.2005年
[3]顾绳谷.电机与拖动基础[M].北京：
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西安交通出版社.1993年
[5]秦曾煌.电工学[M].北京：
高等教育出版社.2004年
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