3．三相异步电机在制动状态下运行
若在外力作用下，使转子逆着旋转磁场方向转动，如图9—15(d)所示。比较图9—15（ｂ）和图9—15(d）可见，此时，转子导体相对于磁场的运动方向与电动机运行状态相同，故转子导体中的电势和电流方向仍与电动机状态相同，作用在转子上的电磁转矩方向与旋转磁场方向一致，但却与转子转向相反，起了阻止转子旋转的作用，故称为三相异步电动机的制动运行。在这种情况下，它一方面消耗原动机的机械功率，同时也从电网吸收了电功率，这两部分功率
均变为三相异步电动机内部的损耗。制动运行时，由于转子逆着磁场方向旋转，ｎ＜0。则转差率S＞1。
在3种运行状态下，转子转速总是与旋转磁场转速（同步转速）不同，因而称为异步电机。又由于异步电机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理来产生感应电势和电流，从而产生电磁转矩使电动机旋转，因而异步电机又称为感应电机。
实际上，异步电机绝大多数都是作为电动机运行Ｚ异步发电机的性能不如同步发电机优越，因此仅用在特殊场合。制动运行往往是吊车等设备的一种特殊运行状态。
二、三相异步电动机的功率和转矩平衡关系 1．三相异步电动机中各个功率、损耗的含义
电机是机电能量转换的机械，在能量转换过程中必然会有功率平衡关系，必然会有损耗。
当三相异步电动机接在电网上稳定运行时，由电网供给的电功率称为三相异步电动机的输人功率Ｐ1。
P1=3U1I1cos?1 （9—22） 式中 U1——三相异步电动机定子绕组相电压；
I1——三相异步电动机定子绕组相电流； ?1——相电压U1与相电流I1之间的相位角； cos?1——三相异步电动机功率因数。
输入功率中的一小部分将消耗于定子绕组的电阻上，该部分称为定于绕组铜
耗Pcu1
Pcu1＝3I2R1 （9—23） 式中R1——三相异步电动机定于绕组相电阻。
输入功率的另外一小部分将消耗于定子铁心上，该部分称为铁耗PFe。 转子铁心损耗可忽略不计。这是因为正常运行时，三相异步电动机转子转速接近旋转磁场的同步转速，转差率s很小，转子铁心中磁通变化的频率很小，再加上转子铁心和定子铁心都是用硅钢片造成，因而转子铁心中铁耗很小。所以，三相异步电动机的铁耗主要是定于铁心损耗。
输入功率减去定子铜耗和铁耗以后，余下的功率全部送入转子，这部分功率称为电磁功率PM。电磁功率是借助电磁感应作用通过气隙旋转磁场由定子传递到转子的。
PＭ＝P1－Pcu1－PFe （9—24）
传递到转子的电磁功率，一部分将消耗于转于绕组中的电阻上，这部分功率称为转子绕组铜耗Pcu2
Pcu2＝3I22R2 （9—25） 式中Ｉ2——三相异步电动机转子绕组相电流；
R2——三相异步电动机转子绕组相电阻。
传递到转子的电磁功率减去转子铜耗Pcu2余下的功率，称为全机械功率Ｐ全。 P全=PＭ一Pcu2 （9—26）
全机械功率实际上是传递到电机转轴上的机械功率，它是转子绕组中的电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，带动转子以转速ｎ旋转时所对应的功率。
电机转子转动时，会产生轴承摩擦及风阻等阻力转矩，为克服此阻力转矩将消耗一部分功率，这部分功率称为机械损耗P?。
定子及转子绕组中流过电流时，除产生基波磁通外，还产生高次谐波磁通及其他漏磁通,这些磁通穿过导线、定子及转子铁心、机座、端盖等金属部件时，在其中感应电势和电流并引起损耗，这部分称为杂散损耗Pｓ。杂散损耗的大小与气隙的大小和制造工艺等因素有关。
全机械功率减去机械损耗和杂散损耗以后，就是三相异步电动机转轴上输出的机械功率P2。用P??S表示机械损耗和杂散损耗之和，则
P2=P全-P??S （9—27） 铁耗PＦｅ、定子绕组铜耗PＣｕ１、转子绕组铜耗PＣｕ2都属于电磁损耗，这三项损耗主要与电机的电磁负荷有关，即与电机中的磁场强度、绕组中的电流大小、铁心和绕组的几何尺寸等有关。机械损耗P?主要与电机的转速、摩擦系数等因素有关。以上4项损耗属于电机的基本损耗。杂散损耗Pｓ的值很小，一般可以忽略不计。
2．三相异步电动机的功率平衡关系
三相异步电动机从电网吸收电功率，从转轴上输出机械功率，其功率流程图如图9—16所示。
图9—16 三相异步电动机功率流程图
从三相异步电动机功率流程图可见： 三相异步电动机的功率平衡方程：
P1＝Pcu1＋PFe＋Pcu2十P??S+P2＝∑P＋P2 （9-28） 电动机的总损耗：
∑P= Pcu1＋PＦｅ＋Pcu2＋P??S （9—29） 电磁功率：
P M=Pcu2＋P??S＋P2 （9—30） 全机械功率：
P全=P??S＋P 2 （9—31） 除以上功率关系外，还可以证明，三相异步电动机的转子绕组铜耗与电率之间存在着一定的关系：转子绕组铜耗与电磁功率之比等于异步电机的转差率，即：
Pcu2=sPM （9—32） 上式说明，转差率越大，电磁功率中转变为转子铜耗的部分就越大。转子电阻越大时，转子的铜耗便越大，因此转差率也越大，转速便超低。
根据三相异步电动机功率流程图和式（9—30）、式（9—31）、式（9—32）可知，全机械功率与电磁功率之间的关系为：
P全=PＭ-Pcu2=(1–s ) （9—33） 3．三相异步电动机的转矩平衡方程
在三相异步电动机中，输入定子的电能转换为转子上的机械能浇出是通过转子上产生电磁力（载流导体在磁场中的受力），由电磁力产生电磁转矩使转子旋转而实现的。因此，电磁转矩是电机中能量形态变换的基础。
对于已制造好的异步电动机，电磁转矩的大小与旋转磁场磁通的大小及转于电流大小密切相关。通过数学分析可知，电磁转矩T的大小与旋转磁场的每极磁通?M及转子电流Ｉ2成正比可用公式表示为
T=CT?MI2 cos?2 （9—34） 上式中CT为电机常数；cos?2为转子的功率因数。
从动力学知道，作用在旋转体上的转矩等于旋转体的机械功率除以它的机械角速度。因此，在三相异步电动机的功率关系式P全=P??S+P2中，两边都除以转子的机械角速度?,便得到三相异步电动机的转矩平衡方程式，即
T=T0+T2 （9—35） 上式中，电磁转矩Ｔ=
P全，也就是说，在三相异步电动机中，转子转轴上?P??S为三相异步电动机的?P2为三相?的电磁转矩等于全机械功率除以转子机械角速度；T=
空载转矩，它等于机械损耗与杂散损耗之和除以转子机械角速度；T2=异步电动机的输出转矩，它等于输出功率除以转子机械角速度。
三相异步电动机的转矩平衡方程表明，电动机稳定运行时，电磁转矩减去空载转矩后，才是电动机转轴上的输出转矩。
由于全机械功率P
全=
（1-s）PM转子的机械角速度?=(1-s)?1。?1为旋转
磁场的同步角速度，则可以得到
T=
P全PM= （9—36） ??1上式说明，作用在转子上的电磁转矩与通过气隙旋转磁场传递到转子的电磁功率成正比。
电磁转矩既可以用转子的全机械功率除以转子的机械角速度来计算，也可以用电磁功率除以旋转磁场的同步角速度来计算。前者是从转子本身产生机械功率这一概念导出，由于转子本身的机械角速度为?，所以T＝
P全。后者则是从旋?转磁场对转子作功这一概念出发，由于旋转磁场以同步角速度?1旋转，而旋转磁场为了带动转子旋转，通过气隙传到转子的总功率就是电磁功率，所以T=
三、三相异步电动机的运行特性
异步电动机从定子边吸取电能，从转子轴端输出机械能。从使用方面来说，机械负载需要它有一定的转矩和转速；从电网方面来说，要求电动机具有一定的效率、功率因数，并应限制其起动电流。为了保证电动机能够可靠、经济地运行，在设计和制造时，必须保证电动机的性能满足国家标准所规定的技术指标。三相异步电动机的运行特性反映了一些重要技术指标的变化规律。
三相异步电动机的运行特性是指在额定电压及额定频率时，转速ｎ、电磁转矩T、定子电流I1；、定于功率因数cos?1以及效率?随着输出功率P2。而变化的关系曲线。
1．转速特性
三相异步电动机在额定电压及额定频率下，输出功率P2变化时，转速n的变化规律曲线ｎ＝ｆ（P2）称为转速特性。
空载时，输出功率P2＝0，转子电流很小，转子铜耗pCu2很小，转差率s≈0，转子转速接近同步转速。随着负载的增大，转速会略有下降，这样旋转磁场便以较大的转差△ｎ=n1－ｎ切割转子导体，使转子导体中的感应电势及电流增加，而转子电流的增加，会产生较大的电磁转矩从而与机械负载的阻力转矩相平衡。转速特性ｎ=ｆ（p2）曲线形状如图9-17所示，是一条微微下倾的曲线。
PM。 ?1