任務(wù)2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)

1、任務(wù)任務(wù)2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(1)直接啟動(dòng)直接啟動(dòng) 直接啟動(dòng)一般只用于小容量的電動(dòng)機(jī)(如7.5kW以下電動(dòng)機(jī))，對(duì)較大容量的電動(dòng)機(jī)，電源容量又較大，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)KI、容量和電網(wǎng)容量滿足以下經(jīng)驗(yàn)公式： 則電動(dòng)機(jī)可采用直接啟動(dòng)方法，否則應(yīng)采用降壓?jiǎn)?dòng)。 (2)降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大，不允許采用全壓直接啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)采用降壓?jiǎn)?dòng)。 三相鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)方法有：Y降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)等

2、。Y換接降壓?jiǎn)?dòng) 其原理接線圖如圖2-41所示。 Y換接降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，操作方便，動(dòng)作可靠，使用壽命長(zhǎng)。目前，4100kW異步電動(dòng)機(jī)均設(shè)計(jì)成380V的形連接，此啟動(dòng)方法得到了廣泛應(yīng)用。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng) 對(duì)容量較大的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)常采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，其原理接線圖如圖2-42所示。 降壓?jiǎn)?dòng)在限制啟動(dòng)電流的同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也受到限制，因此它只適用于在輕載或空載情況下啟動(dòng)。 2.三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)(1)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng) 為了在整個(gè)啟動(dòng)過程中得到較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并使啟動(dòng)過程比較平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)對(duì)稱電阻。啟動(dòng)時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的升高逐級(jí)切除啟動(dòng)

3、電阻。圖2-43為三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接對(duì)稱電阻分級(jí)啟動(dòng)的接線圖和啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性。 (2)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串接電阻啟動(dòng)時(shí)，若想啟動(dòng)平穩(wěn)，則必須采用較多的啟動(dòng)級(jí)數(shù)，這必然導(dǎo)致啟動(dòng)設(shè)備復(fù)雜化。為了解決這個(gè)問題，可以采用頻敏變阻器啟動(dòng)。因?yàn)轭l敏變阻器的等效電阻Rp是隨頻率f2的變化而自動(dòng)變化，它相當(dāng)于一種無(wú)觸點(diǎn)的變阻器，在啟動(dòng)過程中，它能自動(dòng)、無(wú)級(jí)地減小電阻，使啟動(dòng)過程平穩(wěn)、快速。 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 前面講過，只要把從電源接到定子的三根端線，任意對(duì)調(diào)兩根，磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向就會(huì)改變，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向就隨之改變。 特別注意：特別注意：改

4、變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，一般應(yīng)在停車之后換接。如果電動(dòng)機(jī)正在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)突然將電源反接，不但沖擊強(qiáng)烈，而且電流較大，如無(wú)防范措施，很容易發(fā)生事故。 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 1.變極調(diào)速變極調(diào)速 變極調(diào)速時(shí)，保持電源的頻率不變，改變定子繞組的極對(duì)數(shù)，就改變了同步轉(zhuǎn)速，從而改變了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。變極調(diào)速方法只用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 如圖2-44所示，圖2-44(a)所示為兩線圈串聯(lián)，得p2；圖2-44(b)所示是兩線圈并聯(lián)，得p1。 目前，在我國(guó)多極電動(dòng)機(jī)定子繞組連接方式常用的有三種，如圖2-45所示。從星形改成雙星形，Y/YY，Y接法低速，YY接法高速；從三角形改成雙星形，/YY，

5、接法低速，YY接法高速；由星形連接改接成反向串聯(lián)的星形連接。這三種接法可使電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)減少一半。 2.變頻調(diào)速變頻調(diào)速 (1)從基頻向下變頻調(diào)速。 (2)從基頻向上調(diào)變頻調(diào)速。保持UN不變調(diào)速，近似為恒功率調(diào)速方式。 (3)變頻電源。通過變頻裝置才能獲得變壓變頻電源，目前多采用變頻器。 3.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(1)改變定子電壓調(diào)速 改變定子電壓調(diào)速的方法適用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性曲線如圖2-45所示。(2)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速只適用于繞線型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。繞線型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線如圖2-46所示。 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 1

6、.三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械制動(dòng) 機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置，在定子繞組切斷電源時(shí)，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上施加機(jī)械阻力矩，使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法，如利用電磁鐵制成的電磁抱閘來實(shí)現(xiàn)。 2.三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng) 電氣制動(dòng)通?？煞譃槟芎闹苿?dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)等。 (1)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線如圖2-48(a)所示。 (2)反接制動(dòng)反接制動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)接線如圖2-49(a)所示。制動(dòng)時(shí)將電源開關(guān)Q由“運(yùn)轉(zhuǎn)”位置切換到“制動(dòng)”位置，把它的任意兩相電源接線對(duì)調(diào)。由于電壓相序相反，所以定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向也相反，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)按原方

7、向旋轉(zhuǎn)，這時(shí)轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，如圖2-49(b)所示，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 (3)回饋制動(dòng)回饋制動(dòng) 回饋制動(dòng)發(fā)生在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n大于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1的情況，如圖2-50所示。【任務(wù)實(shí)施【任務(wù)實(shí)施】1.任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)試驗(yàn)。2.任務(wù)實(shí)施的要求任務(wù)實(shí)施的要求 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的各種啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)的方法。3.設(shè)備器材設(shè)備器材 導(dǎo)軌、測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表，1套；校正直流測(cè)功機(jī)，1臺(tái)；三相鼠籠式、繞線式、雙速電動(dòng)機(jī)，各1臺(tái)；交流電壓表、電流表，各1塊；直流電壓表、電流表，各1塊；三相自耦變壓器，1臺(tái)；啟動(dòng)電阻箱，1臺(tái)；調(diào)速電阻箱， 1

8、臺(tái) 。4.任務(wù)實(shí)施的步驟任務(wù)實(shí)施的步驟 (1)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)試驗(yàn) 三相異步電動(dòng)機(jī)星形三角形降壓?jiǎn)?dòng)。 按圖2-51接線。線接好后把調(diào)壓器退到零位。三刀雙擲開關(guān)合向右邊(Y接法)。合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器使升壓至電動(dòng)機(jī)額定電壓220伏，打開電源開關(guān)，待電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 合上電源開關(guān)，觀察啟動(dòng)瞬間電流，然后把QS合向左邊，使電動(dòng)機(jī)(形接法)正常運(yùn)行，整個(gè)啟動(dòng)過程結(jié)束。觀察啟動(dòng)瞬間電流表的顯示值以與其他啟動(dòng)方法做定性比較。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。 按圖2-52接線。電動(dòng)機(jī)繞組為接法。三相調(diào)壓器退到零位，開關(guān)S合向左邊。合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電壓220伏，斷開電源開關(guān)，待電

9、動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。開關(guān)S合向右邊，合上電源開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)經(jīng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)并經(jīng)一定時(shí)間再把QS合向左邊，使電動(dòng)機(jī)按額定電壓正常運(yùn)行，整個(gè)啟動(dòng)過程結(jié)束。觀察啟動(dòng)瞬間電流。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器啟動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組采用Y形接法。按圖2-53接線。 轉(zhuǎn)子每相串入的啟動(dòng)電阻箱。調(diào)壓器退到零位。接通交流電源，調(diào)節(jié)輸出電壓(觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向應(yīng)符合要求)，在定子電壓為220伏，轉(zhuǎn)子繞組分別串入不同電阻值時(shí)，測(cè)取定子電流，數(shù)據(jù)記入表2.15中。 (2)三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)試驗(yàn)。 (3)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速試驗(yàn) 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速 按圖2-53所示接好線路。同軸聯(lián)接校正直流電機(jī)MG作為繞線式異步電動(dòng)機(jī)M的負(fù)載。電路接好后，將M的轉(zhuǎn)子附加電阻調(diào)至最大。合上電源開關(guān)，電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)， 保持調(diào)壓器的輸出電壓為電動(dòng)機(jī)額定電壓220伏，轉(zhuǎn)子附加電阻調(diào)至零。調(diào)節(jié)校正電機(jī)的勵(lì)磁電流If為校正值(100mA或50mA)，再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功率并保持這輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，測(cè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速記錄于表2.16中。 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速 按圖2-54所示接線。把開關(guān)QS合向圖2-53所示的右邊，使電動(dòng)機(jī)為接法(四極電動(dòng)機(jī))。接通交流電源(合控制屏上啟動(dòng)按鈕)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器