例 有一台三相异步电动机，其额定转速 n=975r/min，电源频率f=50Hz，求电动机的极数和额定负载时的转差率S。
解：由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值。显然，与975r/min最相近的同步转速n0=1000r/min，与此相应的磁极对数p=3。因此，额定负载时的转差率为：
s?n0?nn0?100%?1000?9751000?100%?2.5%
（4）．三相异步电动机的定子电路与转子电路
三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。给定子绕组接上三相电源电压，则定子中就有三相电流通过，此三相电流产生旋转磁场，其磁力线通过定子和转子铁心而闭合，这个磁场在转子和定子的每相绕组中都要感应出电动势。
总结：
1、三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。 2、欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组，并且旋转的磁场和闭合的转子绕组的转速不同，这也是“异步”二字的含义；
3、三相电源流过在空间互差一定角度按一定规律排列的三相绕组时，便会产生旋转磁场；
4、旋转磁场的方向是由三相绕组中电源相序决定的；
5、三相异步电动机旋转磁场的转速n0与电动机磁极对数p有关，它们的关系是：
n0?60f1p
6、转差率s——用来表示转子转速n与磁场转速n0相差的程度的物理量。即：
s?n0?nn0??nn0
转差率是异步电动机的一个重要的物理量，异步电动机运行时，转速与同步转速一般很接近，转差率很小。在额定工作状态下约为0.015~0.06之间。
7、三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。
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5.1.2 三相异步电机的转矩特性与机械特性
1．电磁转矩（简称转矩）
异步电动机的转矩T是由旋转磁场的每极磁通?与转子电流I2相互作用而产生的。电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。
经理论证明，它们的关系是：
T?KT?I2cos?2
（5-4）
其中
T为电磁转矩 KT为与电机结构有关的常数
?为旋转磁场每个极的磁通量 I2为转子绕组电流的有效值 ?2为转子电流滞后于转子电势的相位角
若考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系，（5-4）修正为：
?T?KT
sR2U1222R2?(sX20) （5-5）
其中
?KT为常数
U1为定子绕组的相电压 R2为转子每相绕组的电阻
S为转差率
X20为转子静止时每相绕组的感抗
由上式可知，转矩T还与定子每相电压U1的平方成比例，所以当电源电压有所变动
时，对转矩的影响很大。此外，转矩T还受转子电阻R2的影响。图4-15为异步电动机的转矩特性曲线。
2．机械特性曲线
Osm1s TmaxTqTNTn0nNnabOcTNTqTmaxT(a) T=f(s)曲线 (b) n=f(T)曲线图 5-5 三相异步电动机的机械特性曲线
在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的关系曲
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线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线，它可根据式（5-4）得出，如图5-5所示。
在机械特性曲线上我们要讨论三个转矩： 1）．额定转矩TN
额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。
TN?9550P2n （5-6）
式中P2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n的单位是转/分，TN的单位是牛·米。
当忽略电动机本身机械摩擦转矩T0时，阻转矩近似为负载转矩TL，电动机作等速旋转时，电磁转矩T必与阻转矩TL相等，即T= TL。额定负载时，则有TN= TL。
2）．最大转矩Tm
Tm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。
最大转矩的转差率为Sm，此时的Sm叫做临界转差率，见图5-5（a）
最大转矩Tm与额定转矩TN之比称为电动机的过载系数?，即
?= Tm/ TN
一般三相异步的过载系数在1.8?2.2之间。
在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负载转矩，而后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必须大于最大负载转矩。否则，就是重选电动机。
3）．起动转矩Tst，
Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s＝１时的转矩。
为确保电动机能够带额定负载起动，必须满足：Tst?TN，一般的三相异步电动机有Tst/TN=1?2.2。
3．电动机的负载能力自适应分析
电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T的大小能够在一定的范围内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载能力。
TL??n??S??I2??T?????????????????????? 直至新的平衡。此过程中，I2?时， I1??
电源提供的功率自动增加。
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总结：
1、电磁转矩T的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。
T?KT?I2cos?2
转矩T还与定子每相电压U1的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩T还受转子电阻R2的影响。
2、在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的关系曲线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线。其特性见图5-5 3、三个转矩：
1）．额定转矩TN
额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。
TN?9550P2n
2）．最大转矩Tm
Tm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过
载能力。
3）．起动转矩Tst，
Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s＝１时的转矩。
4、电动机的负载能力自适应分析
电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T的大小能够在一定的范围内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载能力。
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5.2．三相异步电动机的使用
电动机或其他电气设备电路的接通或断开，目前普遍采用继电器、接触器、按钮及开关等控制电器来组成控制系统。这种控制系统一般称为继电——接触器控制系统。 任何复杂的控制电路，都是由一些基本的单元电路组成的。因此，在本节中我们主要讨论继电——接触器控制的一些基本电路。
要弄清一个控制电路的原理，必须了解其中各个电器元件的结构，动作原理以及它们的控制作用。电器的种类繁多，可分为手动的和自动的两类。手动电器是由工作人员手动操纵的，例如刀开关、点火开关等。而自动电器则是按照指令、信号或某个物理量的变化而自动动作的，例如各种继电器、接触器、电磁阀等。因此本节首先对这些常用控制电器作简单介绍。
5.2.1． 常用低压电器介绍
1．手动电器 1）．刀开关
? 刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电
路中，用作接通和切断电源，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。 ? 刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和
绝缘底板等组成。
? 刀开关的种类很多。按极数（刀片数）分为单极、双
QS
极和三极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机
构式；按转换方向分为单投和双投等。 图5-6 刀开关的电路符号 ? 刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。 ? 刀开关的额定电压通常为250V和500V，额定电流在1500A以下。
? 考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：3~5倍异步电机额定
电流 2）．按钮
按钮常用于接通、断开控制电路，它的结构和电路符号见图5-7。
按钮上的触点分为常开触点和常闭触点，由于按钮的结构特点，按钮只起发出“接通”和“断开”信号的作用。
图 5-7 按钮的结构和符号
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电路符号
三相异步电动机及其控制电路
