第一章_第一节_交流电机工作原理
交流电机原理
交流电机原理交流电机是一种能够将电能转换为机械能的一种电动机。
它的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力理论，它利用了不断变化的交流电流，在电枢中产生旋转磁场，从而推动电枢旋转。
交流电机的基本原理是法拉第电磁感应定律，在磁场中运动的导体中，会在导体中产生感应电动势。
在交流电机中，旋转磁场是由交流电源提供的多个阶段电压产生的，这些阶段长度和电压峰值大小不同，因此形成了不同频率的交流电。
在电机内部的两个元件之间，一个是固定部分的定子，另一个是旋转的电枢。
当电枢中的电流流过，它将产生一个磁场，并且由于磁力的反应作用，电枢会受到一个扭矩，从而开始旋转。
交流电机中的电枢由绕组和导体组成，导体通常是以铜或铝制成的螺线管。
在这螺线管中，电流会通过毗邻线圈中的导体，并与它们产生相互作用，从而产生旋转磁场。
磁场也由两个主要的部分组成，一个是定子中的磁极，另一个是在电枢上产生的磁极。
在绕组中，定子的磁极是固定的，而电枢上的磁极则是旋转的。
当电枢旋转和定子磁极之间的距离变化时，电流便会在电枢中产生，并且磁极也会因此改变。
由于反应力的作用，电枢上通过磁极的电流将反向，从而推动电枢继续旋转。
电机的运行还涉及到了另一个名为洛伦兹力的物理现象。
这种力是由两个不同速度的带电粒子之间的相互作用而产生的。
在交流电机中，洛伦兹力提供了推动电枢旋转的力量。
总体来说，交流电机利用电磁学和力学原理，将电能转换为机械能，并且能够以高效的方式进行工作。
它的不同类型和设计方案对于特定的应用场景有不同的优点和特性。
交流电机在工业、交通、通信、医疗等领域都有广泛的应用。
电机与拖动.教学内容
- 变化的磁 → 电 （愣次定律） - 磁场中的带电导体 → 安培力，带电粒子 → 洛伦兹力
• 机电能量转换
- 电能( ei ) → i 是关键，有 e 没 i 没功率 - 机械能( TΩ或 fv) → Ω是关键，有T没Ω没功率
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第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
2004
（2）赵昌颖主编，《电力拖动基础》，哈工大出版社
（3）电机学，许实章主编，华中科技大学
- 通用教材，难度适中，最好的
（4）电机学，李发海主编，清华大学
- 比较适中
（5）电机学，孔昌平主编，哈工大出版社
- 简单，适合专科生、夜大生使用
电机学，徐德淦主编，机械工业出版社
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- 比较通俗易懂
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I˙
• 磁路：磁通通过的路径
- 铁芯加螺线管 - 思考：无铁芯时有没有磁场？ 是加强
U˙
φ˙
还是减弱？
电流如何变化？
- 磁通：注意有主磁通和漏磁通的区别
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第一部分电机原理 第一章 绪论
第三节 关于磁路
二、磁路中的物理量
• 磁通Φ • 磁通密度（面密度，磁感应强度）B，B= Φ/A, A -面积 • 磁场强度H，H=B/μ，μ-磁导率 • 磁阻Rm，即铁芯对磁通的阻抗作用 • 磁导Λm，磁阻的倒数
• 辅助部分（绝缘材料）
- 油漆，橡胶，绝缘纸等
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第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
四、电机中的能量转换关系
• 了解以后，对于各种电机的原理分析设计都有好处。 • 机电能量转换，如何转换的？ → 通过媒介。 用什么 • 媒介？电磁场是媒介（为什么不用电场？） • 能量过程：
电机学
《电机学》讲授提要第一章 导论§1.概述一、电机的物理概念发电机Blv e =电动机Bli f = 变压器dtd Ne Φ-= 以磁场为媒介，实现机电能量相互转换或传递电能的装置。
二、电机的分类：变压器 交流（旋转）电机直流电机控制电机三、电机工业的发展§2.研究电机的基础理论一、磁场1、磁场的建立——磁势Ni F =2、表证磁场的物理量： Φ——磁通量，总的磁场的大小B ——磁通密度)(AB dA d B Φ=Φ= μBH =——磁场强度二、磁场的基本定律：1、磁通连续性原理0=∑Φ2、全电流定律（安培环路定律）⎰∑=Ni Hdl3、磁路的欧姆定律同步电机异步电机Al R R FM Mμ==Φ三、电磁感应定律：1、dt d N e Φ-=——变压器电势设t M ωsin Φ=Φ)90sin( -=t E e M ωE ：大小波形频率相位2、Blv e =——运动电势3、自感电势4、互感电势四、电磁力定律：Bli f =——电磁力r f t em ⋅=em em t T ε=——电磁转矩Ω⋅=em em T P ——电磁功率五、电路诸定律：)00(0=∑=∑∑=∑=∑=e u u e i Rei 或或§3.铁磁材料的特性1、易于磁化2、B ——H 为饱和曲线3、磁滞、剩磁现象4、交变磁化时，有磁滞、涡流损耗——铁耗Fe P第二章 电力变压器§1.变压器的基本工作原理与主要结构一、基本工作原理dtd Ne dt d N e 122111Φ-=Φ-= 二、主要构件1、铁心——磁路系统闭合铁心硅钢片迭装而成2、绕组——电路系统3、套管及绝缘4、油箱5、冷却系统6、其它三、额定值：S NU 1N /U 2NI 1N /I 2Nf Nu ky,d 11§2.空载运行一、电磁状态：02=It U u m ωsin 11=全电流定律 电磁感应定律的具体应用0101i N i u N ⇒⇒二、感生电势：t m ωsin Φ=Φ1、)90sin(1 -=t E e m ω大小：m mm f N N E E Φ=Φ==111144.422ω波形：正弦形频率：f πω2=相位：滞后 90Φ2、m f N E e Φ=22244.4:3、正方向惯例4、电势比：k ——变比2121N N E E k == 三、电磁关系：)(11011σjx r I E U ++-= m m m jx R Z +=——激磁阻抗mZ I E 01 -= 不计01)(1I jx r σ+ m f N E U Φ=≈11144.41144.4fN U m =Φ 说明Φ仅与11,,N f U 有关。
交流电机的结构组成及工作原理
交流电机的结构组成及工作原理交流电机，听起来是不是有点高大上？它就是我们生活中不可或缺的“小帮手”。
咱们一聊这个电机，就能发现它其实和我们的日常生活紧密相连。
电风扇转啊转，洗衣机呼呼响，嘿，都是交流电机在背后默默奉献呢。
交流电机的结构就像一部精密的时钟，里面有很多重要的部件。
最主要的有定子和转子。
定子就像个“大家长”，静静地待在那儿，负责产生磁场。
转子则是个“活泼的小家伙”，随着磁场转动。
两者一配合，简直就是天作之合，让电机转起来的动力源源不断。
说到工作原理，哎呀，这里可是大有文章啊。
交流电机可不单单是简单的电流进来转起来。
里面的电流产生的磁场，就像舞台上的灯光，闪烁不停，吸引着转子的“眼球”。
转子受这个磁场影响，就开始了它的“舞蹈”。
哇，那可真是美丽的画面，像是在电机内部举办了一场盛大的舞会，大家伙都在努力地转动，发出“咕噜咕噜”的声音，简直是乐此不疲。
再说说它的种类，交流电机可分为异步电机和同步电机。
异步电机就像个顽皮的小孩，转速总是比定子稍慢，永远跟不上节奏。
而同步电机则稳重得多，转速和定子的频率完美同步，真是一对“模范夫妻”。
这两种电机各有各的好处，应用场景也不同，真是让人眼花缭乱。
应用方面，交流电机可谓是无处不在。
家里的电器，街上的各种机器，都少不了它的身影。
比如，咱们的空调，没它真是没法过夏天。
电机负责把热空气排出去，让我们在炎炎夏日里享受清凉。
还有那洗衣机，哎呀，洗衣服时那转动的声音就像是在给我们唱歌，真是太贴心了。
交流电机的能效也在不断提升，现代科技的发展让它更加节能，环保。
用电省下来的钱，可是我们每个人的小确幸呢。
就像是买了个打折的宝贝，开心得不得了。
不过，交流电机也不是没有问题。
偶尔也会出现故障，比如过热、噪音大等等。
就像人一样，生病了也得休息调整。
平时做好维护，定期检查，才能让电机长久地“服役”。
记得像对待朋友一样，给它一些关爱，才能保持“长青”的状态。
交流电机的魅力可真是不容小觑。
《电气工程概论》第一章 电机与电器基础(第1节)课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第一章电机与电器基础（第1节）课堂笔记及练习题主题：第一章电机与电器基础（第1节）学习时间：2015年9月28日--10月4日内容：我们这周主要学习绪论以及第一节开关电器的部分内容，主要学习开关电器的技术参数，低压断路器（自动开关）的用途、分类、选择要点，低压控制器的用途、选用。
通过绪论的学习对电气工程概论这门课程有个总体的了解，同时要对低压断路器（自动开关）、低压控制的概念以及技术参数和使用方法重点掌握。
绪论1.电气工程的历史和形成电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。
根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新技术,其结构简图如下：2.电气工程的地位和发展电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位。
1）是国民经济的一些基本工业（能源、电力、电工制造等）所依靠的技术科学；2）是另一些基本工业（交通、铁路、冶金、化工、机械等）必不可少的支持技术；3）是一些高新技术的重要科技组成部分。
3.电气工程的展望1）20世纪中叶以来，以电子信息技术为核心的新技术革命正在兴起，冲击着所有传统科学，包括基础科学、技术科学、综合科学，甚至社会科学等在内的广大领域。
2）有人统计，最近20年中的科技创造和发明超过了过去两千年中创造发明的总和。
3）在技术科学范围内，不少学科都发生了“旧貌换新颖”的变化，电工学科的巨大变化也十分显著。
第一章电机与电器基础第一节开关电器1.1.1概述1.开关电器概述(1)断路器：电力网正常工作和发生故障时关合和开断电路。
(2)隔离开关：将高压设备与电源隔离，以保证检修工作人员的安全。
(3)熔断器：电路发生故障或短路时,依靠熔件的熔断来开断电路。
(4)低压控制电器：接通和分断低压交、直流的控制电路。
其中，高压断路器是电力系统中最重要的高压开关电器，不但要用于关合、开断正常线路工作，更主要是用来在电力系统发生短路故障时自动切断短路电流。
交流电机的工作原理
交流电机的工作原理
交流电机的工作原理基于电磁感应原理和洛伦兹力原理。
其基本组成部分包括固定在定子上的线圈（称为定子绕组）和旋转在转子上的线圈（称为转子绕组）。
当通过定子绕组通以交流电时，其产生的磁场与转子绕组的磁场相互作用，产生力矩将转子绕组推动旋转。
这是因为，当电流通过定子绕组时，电流在绕组中会形成一个磁场。
这个磁场与转子绕组中的磁场相互作用，产生一个旋转力矩。
具体来说，当定子绕组通以交流电时，其产生的磁场不断地改变方向，并由定子绕组的磁场影响下变化。
这种变化的磁场会使转子绕组中的线圈上的电流产生变化，根据洛伦兹力原理，线圈上的电流会受到一个垂直于磁场和电流方向的力。
这个力将使转子绕组开始旋转。
为了维持转子绕组的旋转，需要不断改变定子绕组的电流方向，这样就可以产生交变磁场。
通过交替改变电流方向，就可以维持转子绕组的连续旋转。
总而言之，交流电机的工作原理是通过交互作用磁场和电流产生的力矩，将电能转化为机械能，从而实现转子绕组的旋转。
交流电机的工作原理及应用
交流电机的工作原理及应用1. 介绍交流电机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域，如工业生产、家用电器等。
本文将介绍交流电机的工作原理以及在不同应用中的使用。
2. 工作原理交流电机的工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。
其主要组成部分包括定子和转子。
定子是不动的部分，一般由线圈和铁芯组成。
转子是旋转的部分，一般由导体制成。
当给定交流电源施加在定子的线圈上时，电流会在线圈中形成磁场。
这个磁场会与转子中的导体产生相互作用，使得转子开始旋转。
这种相互作用是由于定子的磁场不断变化，产生的磁感应线圈在导体上产生电流，而导体中电流与定子的磁场相互作用产生电磁力。
交流电机的工作原理可以归纳为以下几个关键步骤：- 当电流通过定子线圈时，产生旋转磁场。
- 旋转磁场与转子中的导体相互作用，产生电磁力。
- 电磁力驱动转子旋转。
3. 应用领域交流电机广泛应用于多个领域，包括但不限于以下几个方面：3.1 工业生产交流电机在工业生产中扮演着重要的角色，主要用于驱动各种机械设备。
例如，它们可以用于驱动工厂中的输送带、泵、风机等。
交流电机通常具有高效、可靠的特点，适用于长时间运行的工业环境。
3.2 家用电器在家庭环境中，交流电机也被广泛用于各类家用电器中。
例如，洗衣机、空调、冰箱等家电产品中的压缩机就是使用交流电机驱动的。
交流电机在家用电器中的应用主要因其可靠性、成本效益以及易于控制等优点。
3.3 交通运输交流电机在交通运输领域也扮演着重要的角色。
电动汽车和电车等交通工具常使用交流电机驱动，其高效性和环保性使得交通运输更加可持续，减少对环境的污染。
3.4 动力工具交流电机还广泛应用于各种动力工具中。
例如，电钻、电动割草机、电动切割机等都是使用交流电机作为动力源。
交流电机在这些应用中提供了高效的转动力，使得工具更加易于使用和操控。
4. 总结本文介绍了交流电机的工作原理及其在不同领域的应用。
交流电机利用电磁感应和电磁力的相互作用，将电能转化为机械能。
三相异步电动机原理
三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理第一节三相异步电动机的工作原理及结构概述交流电机分为：同步电机——多为发电机，电机的转速与频率之间有严格关系；异步电机——多为电动机，转速与频率间没有严格关系。
均有单、三相之分，我们将主要讨论三相异步电动机。
定子绕组接上电源，转子电流是靠定子绕组感应而来，也称感应电机。
定、转子绕组无电的联系。
可以将定子绕组看成变压器原方，转子绕组看成付方。
从广义上讲，异步电机是变压器的一个特殊形式，其基本原理、分析方法均和变压器类似。
我们主要讨论他们的不同之处。
优点：结构简单，制造方便，价格低廉，与同容量的直流电机比较，价格为其1/3，重量为其一半。
缺点：调速性差，或讲调速范围很小。
在感性负载下，满载，空载，使整个电网变坏。
用途：大多数负载调速要求不高，低可用其它方法补偿，在拖动系统中广泛使用。
何为异步电机呢？先看其基本电磁关系：原理上讲：导体与磁场有相对运动会感应电势，方向用右手定则判定；载流导体在磁场中受力，方向用左手定则判定。
可见，电动势和转矩产生的条件有：1）旋转磁场的存在；2）感应电流（闭合绕组）；3）转差存在。
若：1）线圈中通以直流电产生磁场——同步电机；2）线圈电流是感应而来的——异步电动机；3）转速n 是顺旋转磁场转的，改变n 转向——改变磁场转向。
不可能人为摇动手柄，电机内部要有个旋转磁场，且转速稳定。
为了产生旋转磁场，实际电机结构与模型是不同的，采用一定的电机结构，确实可以产生一个要求的旋转磁场。
一、三相异步电动机的结构与直流电机一样，静止部分------定子，转动部分------转子，不同的是定子上无明显的磁极，极数是由旋转磁场在气隙中形成的。
（一）定子1）铁心：硅钢片0.5mm 冲片，迭装，压紧，环状，内圆均匀开槽，2）绕组：铜铝线，漆包线。
绕好的成型线圈，下线，入槽内。
槽绝缘3）机座：铸铁，支撑转子。
端盖（二）转子1）铁心：硅钢片0.5mm，外圆均匀开槽，冲、迭压；2）轴：中碳钢，两边由轴承支撑3）绕组：鼠笼式，绕线式（三）气隙异步电机定转子之间有气隙，气隙大小对电机有影响•定子铁心•叠片结构，定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。
电机与拖动基础答案(第四版)
电机与拖动基础答案(第四版)电机与拖动基础答案(第四版)第一章电机基础知识1.1 电机的定义及分类电机是一种将电能转化为机械能的设备。
根据电源类型和工作原理的不同，电机可分为直流电机和交流电机两大类。
1.2 电机的工作原理直流电机的工作原理基于电流的方向和大小来决定磁场的方向和大小，从而产生电磁力。
交流电机则是通过电流的频率和大小的变化来产生旋转磁场，从而实现转动。
1.3 电机的结构及组成电机主要由定子、转子、电磁铁、机械轴等部件组成。
定子和转子之间的磁场交互作用使电机能够产生转动。
1.4 电机的性能参数主要包括额定功率、额定转速、效率、启动方式、绝缘等级等。
这些参数可以帮助我们选择合适的电机来满足特定的工作需求。
第二章拖动系统基础知识2.1 拖动系统的定义和组成拖动系统是由电机和负载设备组成的一套驱动装置，用于实现设备的运动和控制。
它包括电机、传动装置、控制装置等。
2.2 传动装置的分类传动装置通常分为机械传动和电子传动两种类型。
机械传动包括齿轮传动、带传动、链传动等，而电子传动主要使用变频器等电子设备来实现。
2.3 拖动系统的控制方式拖动系统可以采用手动控制、自动控制和远程控制等方式。
不同的应用场景需要选择合适的控制方式来实现对拖动系统的灵活控制。
第三章电机和拖动系统的选型和设计3.1 选型要点和方法根据实际工作负载和运行环境条件，我们需要明确电机的功率、转速、绝缘等级等要求，并结合实际情况进行合适的选型。
3.2 设计要点和方法拖动系统的设计需要考虑传动装置的类型、传动比、传动效率等因素。
同时，还需要综合考虑安全性、可靠性和经济性等方面的要求。
3.3 电机和拖动系统的故障分析与排除当电机和拖动系统发生故障时，我们需要进行故障分析，找出问题的原因，并采取相应的措施进行排除，以确保系统的正常运行。
结语电机与拖动基础答案(第四版)对于理解电机的基本原理和拖动系统的选型设计具有重要的参考价值。
通过深入学习和理解这些知识，我们可以更好地应用电机和拖动系统，为各行各业提供高效、安全的驱动方案。
电机的知识简介
绕线型电动机的转子线圈是双层波绕组，用矩形铜排制成，绝缘等级为F级。鼠笼型电动机一般情 况下采用铸铝转子，这种转子运行可靠，并具有较好的起动性能，它可以全压直接起动。根据需要也可 采用铜条转子。绕线型电动机的转子是将转子线圈插入转子铁心半闭口槽内，按指定的接线图将线圈头 焊接好，并将裸露部分包好绝缘，再整体浸漆烘干。转轴大多焊有辐射筋，并经过热处理，具有较好的 机械性能。
二、电动机的基本结构
8、出线盒 出线盒由出线盒座、出线盒盖、绝缘套管等主要零部件组成。 额定电压为3kV及以上的出线盒，绝缘套管为树脂化压件或电瓷件，低压出线盒采用螺柱
结构。整个出线盒是密封的，出线盒与电动机之间也是密封的，能够防止水和灰尘进入出线 盒和电动机内部，防护等级为IP54，根据要求也可设计成 IP55。额定电压为一种电压单用时， 出线盒内有三个绝缘套管，额定电压为两种电压两用时，出线盒内有六个或九个绝缘套管， 其中下面三个绝缘套管是电源电缆接线绝缘套管。 出线盒内设有接地装置和接线标牌。根据 需要，出线盒内可装有避雷器、复合式过电压保护器或电流互感器。
所以对于不同的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。在此温度以下长期工作，绝缘材料的电性能，化学性 能和机械性能不会有显著变化；如果超过此温度则绝缘材料的各种性能迅速变坏甚至加速老化。因此电机因其各部 分的绝缘材质不同而有一个最高温度限制。
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第一节 交流电动机工作原理
绪论
在机械工业、冶金工业、化学工业、交通运输及日常生活等方面，电动机将电能转换成机械能，为各种工作机械提供动力。
由电动机带动工作机械运动的系统统称为电力拖动系统。
电力拖动系统容易控制，能够获得控制系统所需的各种静态特性和动态特性，具有良好的起、制动性能和较宽的调速范围，便于实现自动控制，在一个现代化工厂拥有几千至几万台电机是很平常的事。
电机的类型很多，按其功能可分为：
1）发电机：将机械能转换为电能的装置，包括直流发电机和交流发电机。
2）电动机：将电能转换为机械能的装置，包括直流电动机和交流电动机。
3）变压器：将一种电压等级的交流电变换为另一种电压等级的交流电的装置。
4）控制电机：在自控系统中作为检测、校正及执行元件的特种电机，包括交、直流伺服电动机，步进电动机，交、直流测速发电机，感应同步器及旋转变压器等。
由于南厂油漆车间的拖动系统以三相异步电动机为主，下面就三相异步电动机结构、原理做些简单介绍。
一．异步电动机主要部件
右图是一台三相异步电动机的结构图。
主要分
定子和转子两大部分，定、转子中间是空气隙。
1.定子部分: 主要由机壳、定子绕组、定子铁
心、轴承、接线盒、端盖、吊环等组成
2.转子部分：主要由转子绕组、转子铁心、轴
承、轴、散热风扇等组成 （转子绕组分笼型和绕
线型两种结构）
二．异步电动机工作原理
定子绕组由三个完全相同的在空间互隔120o 电角度的对称绕组组成，接通三相对称电源后，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转，三相对称绕组的六个引线可以根据需要接成Y 或∆。
三．旋转磁场和转差率
三相对称绕组通以三相对称电流时，在气隙中会产生一个合成旋转磁场，这个旋转磁场的幅值是恒定不变的，其转速取决于电流频率和电动机的极对数，即N ＝ ，其转向取决于三相绕组中电流的相序、改变相序即可改变三相异步电机的转向。
P f 160
转差率s 是异步电动机最重要的基本变量。
正是由于异步电动机的转子与旋转磁场存在转差，所以才能使异步电动机转子绕组切割磁场感应电动势、电流，从而产生电磁转矩，使电动机转动起来。
电动机负载运行时，同时满足磁通势平衡、电动势平衡、功率平衡和转矩平衡关系，这些平衡关系概括了异步电动机运行的基本电磁关系。
一般情况下，转子的转速总是略低于同步转速，“异步”之名由此而来，转差是异步电机运行的必要条件，将转差与同步转速之比的百分值称为转差率S ：
转差： 转差率：
四．三相异步电动机的启动
三相笼型异步电动机启动
● 全压启动
● 减压启动：
◆ 定子串电阻减压启动
◆ 串自耦变压器减压启动
◆ Y/∆减压启动
◆ 软启动器
五．三相异步电动机的制动
1.能耗制动：将机械能转换为电能消耗在电阻上。
2. 直流制动是运用变频器输出的直流电压加在电动机绕组中产生直流电流而形成制动转矩。
3.回馈制动：将机械能转换为和电网同频同相的电压向电网回馈的制动方式。
六．三相异步电动机的调速
1.变频调速：改变定子电源频率，可以平滑地调节同步转速n ，从而使电动机平滑的调速。
2.变极调速：改变异步电动机旋转磁场的极对数，可以成倍地改变同步转速。
3.变转差率调速：一般用于绕线式电动机转子回路串电阻调速或串级调速。
七．三相异步电动机的铭牌数据
一般电动机有以下铭牌参数，包括型号、接法、额定功率、额定电压、工作频率、额定电流、额定转速、功率因素、工作温度、绝缘等级等。
%100%100111n n n n n s -=∆=n n n -=∆1。