异步电动机运行状态与转差率的关系

异步电机可以有3种运行状态，它与转差率s或转速n之间的关系可用图5-8来表示。

1）电动机运行状态。当0＜n＜n0或0＜s＜1，为电动机运行状态。如前所述，由于转子与旋转磁场存在差速，转子导体就能切割磁场而感应电动势及电流，产生的转矩为驱动转矩，电动机即能克服负载转矩与磁场同方向旋转。电动机从电源吸收电功率，从输出轴上输出机械功率。

2）发电机运行状态。当n＞n0或s＜0时，为发电机运行状态。作为电动机运行的异步电机，靠其本身的电磁转矩是不可能使转速超过同步转速n0的。但如果在轴上连接原动机，

图5-8　转差率与异步电动机的三种运行状态(www.xing528.com)

或者由其他转矩（如惯性转矩、重力转矩）去拖动异步电机，使其转速n＞n0，s＜0时，旋转磁场切割转子导体的方向将相反，使得导体的感应电动势方向改变，转子电流及其电磁转矩的方向也随之改变，即电磁转矩变为制动转矩，原动机向异步电机输入机械功率。此时由于转子电流改变，经磁动势平衡作用，定子电流也随之改变方向，变吸收电功率为输出电功率，故n＞n0，s＜0时，异步电机运行于发电机状态。对于电动汽车要在降速制动过程中实现发电回馈，其电机转速n不可能再升高，但是根据前述同步转速n0的公式n0＝60f1/p，可看出n0与其驱动电源频率.f1成正比，即可通过调频方式，降低f1来减小n0以达到发电回馈的目的。汽车下坡行驶时，随着位能下降的加速作用，n可能会大于n0，但为确保安全，也可采用与降低电源频率f1相结合的方法来实现发电回馈。

3）电磁制动状态。当n＜0或s＞1时，为电磁制动状态。如果电动机所带负载的转矩很大，电动机不仅不能带动负载，反而会在负载转矩的作用下朝着相反的方向旋转。例如，在吊车起吊货物时，由于货物过重，电动机不仅不能将货物吊起来，反而由于货物的下沉而使电动机反转，即转速n变为负值，电磁转矩即为制动转矩。此时电动机一方面从电网只收电功率，另一方面又从轴上吸收机械功率，两部分功率变为电动机内部的损耗，异步电动机运行于电磁制动状态，也称为“反接制动”状态。

对于变极调速，当电动机的极数一定时，电动机的转速已固定，所以它是有级的，且其变速是有限的，因为极数增多会使电动机的结构复杂、体积和重量增大。对于改变转差率调速，在低速时转差率大，电动机损耗大、效率低，且其结构复杂、成本高。

对于变频调速，在均匀地改变定子绕组的供电频率时，既可平滑地改变电动机的转速，又可在调速过程中，从低速到高速都能保持较小的转差率，因而具有效率高、调速范围宽、调速精度高等优点。