中国石油大学胜利学院
综合课程设计总结报告
题目：三相异步电机直接启动特性实验模型
学生姓名：
潘伟鹏
系别：
机械与电气工程系
专业年级：2012级电气工程专业专升本2班
指导教师：
王铭
f2013年6月27日
f中国石油大学综合课程设计
一、设计任务与要求
普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的67倍，起动转矩能达到额定转矩的125倍以上。过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜条的使用寿命。但在电网条件和工艺条件允许的情况下，异步电动机也可以直接启动。本次课程设计通过MATLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时的各个元器件上的电量变化。参考：电力系统matlab仿真类书籍电机类教材
二、方案设计与论证
三相异步电动机直接起动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电
压的电网上。
由《电机学》知三相异步电动机的电磁转矩M与直流电动机的电磁转矩
有相似
的表达形式。它们都与电机结构（表现为转矩常数）和每级下磁通有关，只不过在三相异步电
动机中不再是通过电枢的全部电流，而是点数电流的有功分量。三相异步电机电磁转矩的表达
式为：
（11）
式中
转矩常数
每级下磁通
转子功率因数
式11表明，转子通入电流后，与气隙磁场相互作用产生电磁力，因此，反映了电机中电流、磁场和作用力之间符合左手定则的物理关系，故称为机械特性的物理表达式。该表达式在分析电磁转矩与磁通、电流之间的关系时非常方便。
从三相异步电动机的转子等值电路可知，（12）
将式12、13代入11得：
1
（13）
f中国石油大学综合课程设计
一：我们做如下分析：
（14）
1当s0时，
，M0，说明电
动机的理想空载转速为同步转速。
2当s很小时，有
，
，说明电磁转矩T近似与s呈


0
M
图11三相异步电动机机械特性
线性关系，即随着M的增加，是一条下倾的直线。
略有下降。因而，类似直流电动机的机械特性，
3当s很大时，有
，
，说明电磁转矩M近似与s成反比，
即M增加时
反而升高。
4当s1时，
0，
常数，此即三相异步电机的启动转矩。
从上述可见，三相异步电动机的机械特性由两段组成：当s较小（
较高）时，
与M近似呈线性关系；当s较大（
较低）时，
随M增大而升高。将两部分机械特性圆滑连接，既得三相异步电动机机械特性，如图11所示。
5
由上述公式可得三相异步电动机直接起动时，起动电流较大，可达额r