三相異步電動機的啟動與制動【知識探索】

1、三相異步電動機的啟動與制動,返回總目錄,1,峰谷文書,三相異步電動機直接起動 三相鼠籠式異步電動機降壓起動 高啟動轉矩的三相鼠籠式異步電動機 繞線式三相異步電動機的啟動 三相異步電動機的各種運行狀態(tài) 本 章 小 結,本章內(nèi)容,2,峰谷文書,8.1 三相異步電動機直接起動,三相異步電動機直接起動是指電動機直接加額定電壓，定子回路不串任何電器元件時的起動。三相異步電機的起動要滿足生產(chǎn)機械對異步電動機起動性能的要求起動轉矩要大，以保證生產(chǎn)機械的正常起動。縮小起動時間；起動電流要小。以減小對電網(wǎng)的沖擊。,3,峰谷文書,8.1 三相異步電動機直接起動,由三相異步電動機機械特性的物理表達式知道，在額定電壓

2、下直接起動三相異步電動機。即轉差率 S1，主磁通 額定磁通的1/2，功率因數(shù)cos 很小，造成了起動電流相當大而起動轉矩 并不大的結果。例如，對于普通鼠籠式異步電動機，起動電流 （47）IN （ 為起動電流倍數(shù)）起動轉矩 TN（0.91.3） 對于繞線式三相異步電動機的起動轉矩T STN 。,4,峰谷文書,8.1 三相異步電動機直接起動,起動電流過大，對電網(wǎng)沖擊大。使電網(wǎng)電壓降低，對電機前端供電變壓器影響大。使得變壓器輸入電壓幅度下降，超過了額定值的允許偏差10%或更嚴重。這樣，一方面影響了異步電機本身，由于Tst與電壓 U的平方成正比，導致Tst下降更多，當重載時電機將不能起動；另一方面，影

3、響由同一臺供電變壓器供電的其它負載，如電燈會變暗，用電設備失常，重載的異步電機可能停轉等。 下面兩種情況不能直接啟動。變壓器與 電機容量之比不足夠大。啟動轉矩不能滿足要求。,5,峰谷文書,8.1 三相異步電動機直接起動,綜上所述，三相異步電機直接起動的情況只適應于供電變壓器容量較大，電動機容量小于 的小容量鼠籠式異步電機。對于大容量鼠籠式異步電機和繞線式異步電動機可采用如下方法：（1）降低定子電壓；（2）加大定子端電阻或電抗；（3）對于繞線式異步電機還可以采用加大轉子端電阻或電抗的方法。對于鼠籠式異步電機，可以結構上采取措施，如增大轉子導條的電阻，改進轉子槽形。,6,峰谷文書,8.1 三相異步

4、電動機直接起動,為方便起見，列出起動電流 和起動轉矩 的表達式為,7,峰谷文書,總結 直接起動即全壓起動。 全壓起動條件：1）異步電動機功率低于7.5KW 2）： 直接起動時的影響： （1）起動電流較大，可達額定電流的47 倍，甚至達到812倍。 （2）過大的起動電流造成電機過熱，影響電動機的壽命。 （3）過大的起動電流使電動機受到電動力的沖擊，繞組變形可能造成短路而燒毀電動機。 （4）過大的起動電流會使電網(wǎng)線路電壓降增大，對同一線路中的其他電器設備造成影響。,8,峰谷文書,8.2 三相鼠籠式異步電動機降壓起動,1.定子串接電抗器或電阻起動 (1)接線原理圖 三相鼠籠式異步電機在定子回路中串接

5、電抗器（可改接電阻器，但能耗較大，適用于較小容量電機）降壓起動的接線原理圖如圖所示。三相異步電機定子串電抗起動。即開關2K接到“起動”端，使起動時電抗器接入定子回路；起動后，切除電抗器，即開關2K接到“運行”端。,圖8. 鼠籠式異步電動機的串電抗器起動,9,峰谷文書,8.2 三相鼠籠式異步電動機降壓起動,(2)起動電流和起動轉矩的分析與計算 三相異步電動機定子串電抗器X起動時的 簡化等值電路由如圖（a）的直接起動變?yōu)閳D（b）。,（a）,（b）,10,峰谷文書,8.2 三相鼠籠式異步電動機降壓起動,式中的短路阻抗 在電動機設計后，電抗器 因此， .且分析中，因誤差不大，則不考慮阻抗角的作用。,1

6、1,峰谷文書,設串電抗時，電動機定子電壓與直接啟動時電壓比值為 ，則,12,峰谷文書,工程實際中，往往先給定線路允許電動機啟動電流的大小 ，在計算電抗 X的大小。計算公式推導如下：,13,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,2. 星形三角形(Y)降壓起動,方法：起動時定子繞組接成Y形，運行時定子繞組則接成形，其接線圖如圖示。對于運行時定子繞組為Y形的籠型異步電動機則不能用Y起動方法。,適用于正常運行時接成的電機，是普通機床上常用的起動方法 起 動：Y 正常運行：,14,峰谷文書,(a) 直接起動(形接法) (b) Y-起動(Y形接法),圖8.4 Y起動電流分析圖,(a) 直接起動(形接

7、法) (b) Y-起動(Y形接法),15,峰谷文書,起動時,起動時Y:,16,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,Y起動時，起動電流 與直接起動時的起動電流 的關系(注：起動電流是指線路電流而不是指定子繞組的相電流)： 電動機直接起動時，定子繞組接成形，如圖8.4(a)所示，每相繞組所加電壓大小為U1=UN，即為線電壓，每相繞組的相電流為 ， 則電源輸入的線電流為Is= 。,17,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,Y形起動時每相繞組所加 電壓為 ，電流 則 所以 可見，Y起動時，對供電變壓器造成沖擊的起動電流是直接起動時的1/3。,18,峰谷文書,即,直接起動時起動轉矩為 ，

8、Y起動時起動轉矩為 ，則 Y起動時起動轉矩也是直接起動時的1/3。 Y起動比定子串電抗器起動性能要好，可用于拖動TL 的輕載起動。,(a) 直接起動(形接法) (b) Y-起動(Y形接法),19,峰谷文書,Y起動方法簡單，價格便宜，因此在輕載起動條件下，應優(yōu)先采用。我國采用Y起動方法的電動機額定電壓都是380V，繞組是接法。,20,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,3. 自耦變壓器(起動補償器)起動,方法：自耦變壓器也稱起動補償器。起動時電源接自耦變壓器原邊，副邊接電動機。起動結束后電源直接加到電動機上。 三相籠型異步電動機采用自耦變壓器降壓起動的接線如圖8.5所示，其起動的一相線路

9、如圖8.6所示。,圖8.5 自耦變壓器降壓起動接線圖,21,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,設自耦變壓器變比為 1，則直接起動時定子繞組的電壓UN、電流Is與降壓起動時承受的電壓電流關系為,圖8.6 自耦變壓器降壓起動的一相線路,22,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,而起動電流是指電網(wǎng)供給線路的電流，即自耦變壓器原邊電流 ，與副邊起動時電流 關系為 。因此，降壓起動電流 與直接起動電流 關系為 (K1),23,峰谷文書,8.2 三相籠型異步電動機的起動,而自耦變壓器降壓起動時轉矩Ts與直接起動時轉矩Ts的關系為 即 (K1) 可見，采用自耦變壓器降壓起動，起動電流和起動

10、轉矩都降K2倍。自耦變壓器一般有23組抽頭，其電壓可以分別為原邊電壓U1的80%、65%或55%、64%、73%。 該種方法對定子繞組采用Y形或形接法的電機都可以使用，缺點是設備體積大，投資較貴。,24,峰谷文書,u,u,u,1/3,1/3,u2,u2,u2,表8.1 三相鼠籠式異步電動機降壓起動方法的比較,25,峰谷文書,軟起動方法 采用電子軟起動來實現(xiàn)電動機的起動： （1）限流或恒流起動 （2）斜坡電壓軟起動 （3）轉矩控制軟起動。 （4）轉矩加脈沖突變控制 （5）電壓控制,26,峰谷文書,例：一臺三相鼠龍異步電機 ， 接， ， ， ， ，啟動電流倍數(shù) ，啟動轉矩倍數(shù) ，過載倍數(shù) 。 供電

11、變壓器要求啟動電流=150A，負載啟動轉矩為73.5N.m。請選擇一個合適的降壓啟動方法，寫出必要的計算數(shù)據(jù)。（若采用自耦變壓器降壓啟動，抽頭有55%、64%、73%三種，需要算出用哪個抽頭；若采用定子邊串接電抗啟動，需要算出電抗的具體數(shù)值；能用啟動方法時，不用其他方法。） 解：電機額定轉矩 正常啟動要求啟動轉矩不小于Tst1,27,峰谷文書,(1)校核是否能采用 啟動方法： 啟動時的啟動電流為,啟動時的啟動轉矩為 ，故不能采用 啟動。,(2)校核是否能采用串電抗啟動方法：限定的最大啟動電流Is1=150A,則串電抗啟動最大啟動轉矩為,，故不能采用串電抗降壓啟動。,28,峰谷文書,(3)校核是

12、否能采用自耦變壓器降壓啟動方法：抽頭為55%時啟動電流與啟動轉矩分別為,故不能采用。 抽頭為64%時，啟動電流與啟動轉矩分別為,可以64%的抽頭。 抽頭為73%時，啟動電流為,，不能采用，啟動轉矩不必計算。,29,峰谷文書,1. 轉子電阻值較大的鼠籠式異步電動機,轉子電阻大，則直接啟動時的轉矩大，最大轉矩也大，但同時額定轉差率較大，運行段機械特性較軟。圖8.8中的機械特性。 （1）一般澆注式的采用鋁或鋁合金； （2）一般焊接式的鼠籠式采用紫銅或黃銅。,8.3高啟動轉矩的三相鼠籠式異步電動機,30,峰谷文書,2. 深槽式鼠籠異步電動機,深槽式鼠籠異步電動機轉子槽型深而窄，其深度與寬度之比約為10

13、-20.電機運行時，轉子導條有電流通過，其槽漏磁通分布如圖8.9所示，底部漏磁通比槽口的多，所以底部漏電抗大，槽口部分漏電抗小。當頻率較高時交流電流集中到導條槽口容易出現(xiàn)集膚效應或趨表效應。,31,峰谷文書,剛啟動時，集膚效應使導條內(nèi)電流比較集中在槽口，相當于減少了導條的有效截面積，使轉子電阻增大。隨著轉速n的升高，集膚效應逐漸減弱，轉子電阻逐漸減少，直到正常運行，轉子電阻自動變回到正常運行值。 電動機正常運行時，轉差率很小，轉子頻率也很低，轉子漏抗很小，因此在電動勢的作用下，轉子電流主要有電阻決定。這樣，轉子電流在導條內(nèi)的分布均勻，集膚效應不明顯。,32,峰谷文書,h/d=1020 利用“集

14、膚效應”原理 起動時：f2=f1X2大，槽底電流?。ú鄣茁╇娍勾螅╇娏骷杏诓劭谮叡硇獙Ь€面積sR2 正常運行： nf2=sf1X2小，電流基本均勻分布趨表效應 sR2,33,峰谷文書,圖8.10 雙鼠籠異步電動機 (a) 轉子槽與槽漏磁通；(b)機械特性,3. 雙鼠籠異步電動機,雙鼠籠異步電動機比普通異步電動機轉子漏電抗大，功率因數(shù)稍低，效率差不多。,其轉子上裝有兩套并聯(lián)的鼠籠。外籠導條截面積小，由黃銅制成，電阻較大；內(nèi)籠條導條截面積大，用紫銅制成，電阻較小。電機啟動時，轉子電流頻率較高，外籠電抗小，電流大，起主要作用，外籠又稱為啟動籠。電機運行時，轉子電流頻率很低，導條內(nèi)有交流電流通過，

15、電流的分配主要決定于電阻，內(nèi)籠電抗大、電流小，此時起主要作用，內(nèi)籠又稱為運行籠。,34,峰谷文書,外籠：起動籠，電阻大黃銅或 鋁青銅 內(nèi)籠：運行籠，電阻小紫銅 起動時：f2=f1，內(nèi)籠漏抗大，電流集中在上籠Ist小，Tst大 運行時：f2=13Hz，漏抗遠比電阻小，電流大部分從電阻較小的下籠流過。 轉子漏抗大，cos和過載能力小，制造相對工藝復雜。用于對Tst要求高的場合。,35,峰谷文書,繞線式三相異步電動機，轉子回路中可以外串三相對稱電阻，以增大電動機的啟動轉矩，啟動結束后可以切除外串電阻，電動機的效率不受影響。它可用在重載和頻繁啟動的生產(chǎn)機械上。,8.4繞線式三相異步電動機的起動,一、轉

16、子回路串接頻敏電阻器起動,圖8.11 繞線式異步電動機 轉子串頻敏變阻器啟動,對于單純限制啟動電流、增大啟動轉矩的繞線式異步電機，可采用轉子串頻敏變阻器啟動。頻敏變阻器是由三相鐵芯線圈組成，每一相的等效電路與變壓器空載運行的等效電路一致。 接觸器觸點K斷開時，電機轉子串入頻敏變阻器啟動。啟動過程結束后，接觸器觸點K再閉合，切除頻敏變阻器，電機進入正常運行。,36,峰谷文書,與一般變壓器勵磁阻抗不完全相同，勵磁阻抗由勵磁電阻與勵磁電抗串聯(lián)組成，用 表示。主要表現(xiàn) 在以下兩點： （1）頻率為50Hz的電流通過時，阻抗 比一般變壓器勵磁阻抗小得多。這樣串在轉子回路中，即限制了啟動電流，又不至于使啟動

17、電流過小而減少啟動轉矩。 （2）頻率為50Hz的電流通過時， 。因頻敏變阻器中磁密取得較高，鐵芯處于飽和狀態(tài)，勵磁電流較大，因此勵磁電抗較小，啟動轉矩高。這樣，轉子回路功率因數(shù)提高了。,37,峰谷文書,頻敏變阻器在啟動過程中始終保持較大電磁轉矩。啟動結束后，轉子回路電流頻率很低， 很小，近似為零，頻敏變阻器自動不起作用。這時，可閉合接觸器觸點K來切除頻敏變阻器。,圖8.12 轉子串頻敏變阻器的機械特性 1-固有機械特性 2-人為特性,38,峰谷文書,頻敏變阻器：三相鐵心線圈 RadIst，Tst，希隨nRad自動減小 起動：f2=f1pFe大 Rm大 nSf2pFeRm自動、無級地減小電阻 正

18、常運行：Rm很小,39,峰谷文書,8.4 繞線式三相異步電動機的起動,2、轉子串電阻分級起動,為使整個啟動過程中盡量保持較大起動轉矩，繞線式異步電動機看采用逐級切除轉子起動電阻的分級啟動。起動接線圖和特性曲線如圖8.13所示。,圖8.13 繞線式三相異步電動機轉子串電阻分級啟動,(1) 接觸器觸點K1、K2、K3全斷開，電動機定子接額定電壓，轉子每相串入全部電阻 ，電動機開始啟動。啟動點為機械特性曲線3上的a點，啟動轉矩 TTm。,40,峰谷文書,8.4 繞線式三相異步電動機的起動,圖8.13 繞線式三相異步電動機轉子串電阻分級啟動,(2) 由于Ts1TL (負載轉矩)電動機加速到b點時，T=

19、T2TL，為了加速起動過程，接觸器K3閉合，切除起動電阻R3，特性變?yōu)榍€1，因機械慣性，轉速瞬時不變，工作點水平過渡到c點，使該點T=T1。 (3) 因Ts1TL，轉速沿曲線1繼續(xù)上升，到d點時K2閉合，R2被切除，電動機運行點從d轉變到特性曲線1上的e點。依次類推，直到切除全部電阻，電動機便沿著固有特性曲線3加速，經(jīng)h點，最后穩(wěn)定運行于j點(T=TL)。,41,峰谷文書,1. 轉子串電阻分級啟動,42,峰谷文書,8.4 三相繞線式異步電動機的起動,（2）起動電阻的計算 起動電阻的計算有兩種方法：作圖法和解析法。下面僅對解析法進行分析。為簡化計算，機械特性采用實用表達式簡化后的近似表達式為

20、根據(jù)轉子回路串電阻后的機械特性和近似表達式，在線性段有下列兩個結論：,43,峰谷文書,8.4 三相繞線式異步電動機的起動,1)在同一條機械特性上，若 和 為常數(shù)時，則 2)轉子回路串電阻后，對不同電阻值的機械特性，若Tm 為常數(shù)，當 s為常數(shù)時，有 下面根據(jù)以上兩個比例關系推導啟動電阻的計算方法。,44,峰谷文書,在不同串電阻機械特性上，根據(jù)s=常數(shù)， ，則有 , , 令 ，為啟動轉矩比，則 啟動時各級電阻則為,（8-9）,45,峰谷文書,當T=T1時，如圖8.13所示，可以得到 ， 在固有機械特性上，根據(jù) ， 則有 ，或 ，把上兩 式代入（8-9）中的最后一 式，得到 故有,（8-13）,4

21、6,峰谷文書,（8-13）,或者把上兩式代入（8-9）中的最后一 式，得到 于是得 ，即,（8-14）,47,峰谷文書,起動電阻的計算步驟有兩種情況： （1）已知起動級數(shù) m時，計算步驟如下： 1) 先按T10.85Tm,選取T1,在由式 計算值； 2) 校核是否T2=T1/a=(1.1-1.2)TL,不合適則需選取較大的T1，甚至增加啟動級數(shù)m，并重新計算a，再校核T2，直至T2大小合適為止； 3)先計算 ，在計算各級電阻。,48,峰谷文書,（2）若起動級數(shù) 未知時，則按下方法計算 值。 1)根據(jù)T10.85 Tm和 T2 （1.11.2）TL，計算a=T1/T2和 2)并對取相鄰的最大整數(shù)

22、；然后再根據(jù)取值的m,修正，再校核T2(或T1)，直至合適為止； 3)按式上面式子計算各級電阻。,49,峰谷文書,例：一臺三相鼠龍異步電機 ， ， ， ， ，啟動時負載轉矩 ，求轉子串電阻三級啟動的啟動電阻。,解：額定轉差率,轉子每相電阻,最大啟動轉矩,啟動轉矩比,校核切換轉矩T2,有,50,峰谷文書,各級啟動時轉子回路總電阻,各級啟動時外串啟動電阻,51,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的各種運行狀態(tài),交流電力拖動系統(tǒng)運行時，在拖動各種不同負載的條件下，若改變異步電動機電源電壓的大小、相序及頻率，或者改變繞線式異步電動機轉子回路所串電阻等參數(shù)，三相異步電動機就會運行在四個象限的各種不同狀態(tài)。

23、 若電磁轉矩T與轉速n的方向一致時，電動機運行于電動狀態(tài)；若電磁轉矩T與轉速n的方向相反時，電動機運行于制動狀態(tài)。 制動狀態(tài)中，根據(jù)T與n的不同情況，又分為回饋制動、反接制動、倒拉制動及能耗制動等。,52,峰谷文書,一. 電動運行,圖8.15所示為三相異步電動機機械特性，當電動機工作點在第一象限時，電動機為正向電動運行狀態(tài)；當電動機工作點在第三象限時，電動機為反向電動運行狀態(tài)。 電動運行狀態(tài)時，電磁轉矩為拖動轉矩。,1）. 電動運行,53,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的各種運行狀態(tài),2）、三相異步電動機的反轉,從三相異步電動機的工作原理可知，電動機的旋轉方向取決于定子旋轉磁場的旋轉方向。因

24、此只要改變旋轉磁場的旋轉方向，就能使三相異步電動機反轉。圖8.14是利用控制開關SA來實現(xiàn)電動機正、反轉的原理線路圖。 當SA向上合閘時，L1接U相，L2接V相，L3接W相，電動機正轉。 當SA向下合閘時，L2接U相，L1接V相，L3接W相，即將電動機任意兩相繞組與電源接線互調(diào)，則旋轉磁場反向，電動機跟著反轉。,圖8.14 異步電動機正、反 轉原理線路圖,54,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的制動,電動機除了上述電動狀態(tài)外，在下述情況運行時，則屬于電動機的制動狀態(tài)。 在負載轉矩為位能轉矩的機械設備中(例如起重機下放重物時，運輸工具在下坡運行時)，使設備保持一定的運行速度；在機械設備需要減速或

25、停止時，電動機能實現(xiàn)減速和停止的情況下，電動機的運行屬于制動狀態(tài)。,55,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的制動,三相異步電動機的制動方法有下列兩類：機械制動和電氣制動。 機械制動是利用機械裝置使電動機從電源切斷后能迅速停轉。它的結構有好幾種形式，應用較普遍的是電磁抱閘，它主要用于起重機械上吊重物時，使重物迅速而又準確地停留在某一位置上。 電氣制動是使異步電動機所產(chǎn)生的電磁轉矩和電動機的旋轉方向相反。電氣制動通?？煞譃槟芎闹苿?、反接制動和回饋制動 (再生制動) 等3類。,56,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的各種運行狀態(tài),1能耗制動基本原理 方法：將運行著的異步電動機的定子繞組從三相交流電源

26、上斷開后，立即接到直流電源上，如圖8.20所示，用斷開K1，閉合K2來實現(xiàn)。,圖8.20 能耗制動原理圖,二、能耗制動,57,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的各種運行狀態(tài),當定子繞組通入直流電源時，在電動機中將產(chǎn)生一個恒定磁場。轉子因機械慣性繼續(xù)旋轉時，轉子導體切割恒定磁場，在轉子繞組中產(chǎn)生感應電動勢和電流，轉子電流和恒定磁場作用產(chǎn)生電磁轉矩，根據(jù)右手定則可以判電磁轉矩的方向與轉子轉動的方向相反，為制動轉矩。在制動轉矩作用下，轉子轉速迅速下降，當n=0時，T=0，制動過程結束。這種方法是將轉子的動能轉變?yōu)殡娔?，消耗在轉子回路的電阻上，所以稱能耗制動。,二、能耗制動,58,峰谷文書,三相異步電

27、動機能耗制動過程中，電磁轉矩T的產(chǎn)生，僅與定子磁通勢的大小以及它與轉子之間的相對運動有關。至于定子磁通勢相對于定子本身是旋轉的還是靜止的無關。因此，分析能耗制動可以用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉磁通勢 等效代替直流磁通勢 。 等效條件如下： （1）保持磁通勢幅值不變，即 ； （2）保持磁通勢與轉子之間相對轉速不變，為0-n=-n.,59,峰谷文書,2定子等效電流,異步電動機定子通入直流電流 產(chǎn)生磁通勢 ，其幅值的大小與定子繞組的接法及通入直流電流的大小有關。合成磁通勢 的大小為 把 等效為三相交流電流產(chǎn)生的，每相交流電流的有效值大小為I1,則交流磁通勢為 等效原則是,60,峰谷文書,圖8.16 定子

28、通入直流時的磁通勢,由此得,上式結果說明，對于8.16所示的定子星型連接方式， 產(chǎn)生的磁通勢可以用定子繞組通入大小為 的三相交流電流產(chǎn)生的磁通勢等效。,61,峰谷文書,圖8.17 能耗制動時的等效電路,3轉差率及等效電流,磁通勢 與轉子相對轉速為（-n), 的轉速即同步轉速為n1=60f1/p，能耗制動轉差率用 表示，則為 轉子繞組感應電動勢 的等效與頻率為,把轉子繞組相數(shù)、匝數(shù)、繞組系數(shù)及轉子電路的頻率都折合到定子邊后，三相異步電動機能耗制動的等效電路如圖8.17所示。,62,峰谷文書,4能耗制動的機械特性,能耗制動時，忽略電機鐵耗。根據(jù)等效電路畫出電動機定子電流 、勵磁電流 及轉子電流 之

29、間的相量關系如圖8.18所示。,圖8.18 能耗制動時的電流關系,忽略電機鐵耗，則有,還有,63,峰谷文書,4能耗制動的機械特性,電磁轉矩為,整理得,64,峰谷文書,圖8.19 能耗制動機械特性,65,峰谷文書,圖8.20 能耗制動 1-固有機械特性 2-能耗制動機械特性,三相異步電動機拖動反抗性恒轉矩負載運行時，采用能耗制動停車，電動機的運行點如圖8.20所示，從A-B-O，最后準確停在n=0處。若拖動位能性恒轉矩負載，則需要在制動到n=0時及時切斷直流電源，才能保證準確停車。 能耗制動停車過程，電動機運行于第二象限的機械特性上。對于位能性恒轉矩負載，電動機減速到n=0后，接著便反轉，最后穩(wěn)

30、定運行于第四象限。此時，電磁轉矩0，而轉速0,能耗制動過程,能耗制動運行,66,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的制動,如圖8.21所示，電動機正向運行時工作在固有機械特性曲線1的a點上。定子繞組改接直流電源后，因電磁轉矩與轉速反向，因而能耗制動時機械特性位于第二象限，如曲線2。電動機運行點也移至b點，并從b點順曲線2減速到O點。,圖8.21 能耗制動機械特性圖,1固有機械特性 2能耗制動機械特性,67,峰谷文書,8.5 三相異步電動機的制動,對于采用能耗制動的異步電動機，既要求有較大的制動轉矩，又要求定、轉子回路中電流不能太大使繞組過熱。根據(jù)經(jīng)驗，能耗制動時對于籠型異步電動機取直流勵磁電流為

31、(45)I0，對于繞線轉子異步電動機取(23)I0，制動所串電阻r=(0.20.4) 能耗制動的優(yōu)點是制動力強，制動較平穩(wěn)。缺點是需要一套專門的直流電源供制動用。,68,峰谷文書,三反接制動,反接制動分為電源反接制動和倒拉反接制動兩種。 方法：改變電動機定子繞組與電源的聯(lián)接相序，如圖8.21所示，斷開K1，接通K2即可。 電源的相序改變，旋轉磁場立即反轉，而使轉子繞組中感應電勢、電流和電磁轉矩都改變方向，因機械慣性，轉子轉向未變，電磁轉矩與轉子的轉向相反，電動機進行制動，此稱電源反接制動。,69,峰谷文書,三反接制動,如圖8.23所示，制動前，電動機工作在曲線1的a點，電源反接制動時，T0，n

32、0，相應的轉差率s= 1，且電磁轉矩T0，機械特性如曲線2所示。因機械慣性，轉速瞬時不變，工作點由a點移至b點，并逐漸減速，到達c點時n=0，此時切斷電源并停車，如果是位能性負載需使用抱閘，否則電動機會反向起動旋轉。一般為了限制制動電流和增大制動轉矩，繞線轉子異步電動機可在轉子回路串入制動電阻，特性如曲其線3所示，制動過程同上。,70,峰谷文書,圖8.21 三相繞線式異步電動機的反接制動過程 (a)接線圖 (b)機械特性 1-固有機械特性2-電源相序為負序、轉子串電阻的人為機械特性,反接制動過程,71,峰谷文書,反接制動過程中，電動機電源相序為負序，因此轉速大于0，相應的轉差率大于0。從異步電

33、動機等效電路上看，在s1的反接制動過程中，若轉子回路總電阻折合值為 ，機械功率為 即負載向電動機內(nèi)輸入機 械功率。顯然，負載提供機械功率是靠轉動部分的動能。從定子到轉子的電磁功率為 轉子回路銅損耗,72,峰谷文書,因此，轉子回路中消耗了從電源輸入的電磁功率及由負載送入的機械功率數(shù)值很大。為此必須在轉子回路串入較大的電阻，以減小電流 ，保護電機過熱損壞。 從轉子回路串定子反接轉動的機械特性看出，為了使整個制動過程中都保持比較大的電磁轉矩，可采用轉子回路串入大電阻并分級切除的分級制動方式。,73,峰谷文書,圖8.22 三相繞線式異步電動機反接制動的機械特性 1-固有機械特性 2-負序電源、轉子回路串電阻的人為機械特性,與他勵直流電動機制動停車一樣，三相異步電機反接制動停車比能耗制動停車速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉的生產(chǎn)機械，經(jīng)常采用反接制動停車接著反向啟動，就是為了迅速改變轉向，提高效率。,74,峰谷文書,制動電阻r 的計算公式為 式中 對應固有機械特性曲線的臨界轉差率， ； 轉子串電阻后機械特性的臨界轉率， s制動瞬間電動機轉差率； 過載倍數(shù)， 。,75,峰谷文書,四、倒拉反轉運行 方法：當繞線轉子異步電機拖動位能性負載時，在其轉子回路串入很