第八,十章三相異步電動機的電力拖動1

1、l三相異步電動機的機械特性（機械特性的參數(shù)三相異步電動機的機械特性（機械特性的參數(shù)表達式、固有特性、人為特性、實用公式和簡表達式、固有特性、人為特性、實用公式和簡化公式）化公式）l三相異步電動機的起動（直接起動、鼠籠電機三相異步電動機的起動（直接起動、鼠籠電機的降壓起動、繞線電機的重載起動）的降壓起動、繞線電機的重載起動）l三相異步電動機的各種運行狀態(tài)（電動運行、三相異步電動機的各種運行狀態(tài)（電動運行、能耗制動、反接制動、回饋制動）能耗制動、反接制動、回饋制動）l三相異步電動機的調(diào)速（改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、改三相異步電動機的調(diào)速（改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、改變同步轉(zhuǎn)速調(diào)速）變同步轉(zhuǎn)速調(diào)速）第八章第八章 三相異

2、步電動機的電力拖動三相異步電動機的電力拖動第一節(jié) 三相異步電動機的機械特性機械特性是指電機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系機械特性是指電機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 sfMnfM或：即：一、0Imrmjx1I1U1r1jx2I2r2jx12rss1r1jx簡化等值電路簡化等值電路pfsrIPMM122 212322122112xxsrrUI232212211221xxsrrfsrpUM機械特性的參數(shù)表達式，也叫一般表達式機械特性的參數(shù)表達式，也叫一般表達式二、1 1、曲線、曲線0Mns0n01正相序正相序負相序負相序0Mns0n0NMABCD12 2、特點、特點起動點電磁轉(zhuǎn)矩最大點：額定運行點步轉(zhuǎn)速點）：理

3、想空載運行點（同兩部分曲線近似對稱和）（制動狀態(tài)，第四象限時，）（發(fā)電狀態(tài)，第二象限時，）（正向電動狀態(tài)，第一象限時，）（:00401302010111DCBAssnsnnsnns0Mns0n0NMABCD1mMmssM2212122212111212321xxrrsxxrrfpUMmm得：固有機械特性對固有機械特性對s求導(dǎo)，且導(dǎo)數(shù)為求導(dǎo)，且導(dǎo)數(shù)為03 3、最大電磁轉(zhuǎn)矩與臨界轉(zhuǎn)差率、最大電磁轉(zhuǎn)矩與臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率最大電磁轉(zhuǎn)矩mmsM無關(guān)與無關(guān)與12UsrMmm232121221121xxrsxxfpUMmm05. 0211xxr一般：0Mns0n0NMABCD1mMmssM4、起動轉(zhuǎn)矩、起

4、動轉(zhuǎn)矩2322122112211xxrrfrpUMMss5、穩(wěn)定運行的問題、穩(wěn)定運行的問題范圍內(nèi)可長期穩(wěn)定運行在范圍內(nèi)可穩(wěn)定運行在Nmssss006、兩個常用參數(shù)、兩個常用參數(shù)2 .18 .05 .26 .1一般起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)一般過載倍數(shù)NssNmMMkMM三、1 1、降壓特性（降低定子端電壓）、降壓特性（降低定子端電壓）即鐵耗減小，銅耗增大、帶恒轉(zhuǎn)矩負載時：由211221cosIUICMMj0Mns0n01mMmssMNUU 1NUU8 . 01NUU5 . 01mM64. 0sM64. 0特點：特點：（1 1）同步轉(zhuǎn)速不變；）同步轉(zhuǎn)速不變；（2 2）臨界轉(zhuǎn)差率不變；）臨界轉(zhuǎn)差率不變；（3 3

5、）最大電磁轉(zhuǎn)矩、）最大電磁轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩與定子電壓的起動轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。平方成正比。0Mns0n01mMmssM1rRrR11mMsMms2 2、定子串三相對稱電阻特性、定子串三相對稱電阻特性RrRr111消耗有功功率。）（減??；、）（不變；）（RsMMnmsm3211特點：特點：3 3、定子串三相對稱電抗特性、定子串三相對稱電抗特性XxXx111與定子串三相對稱電阻特性類似與定子串三相對稱電阻特性類似不消耗有功功率X4 4、轉(zhuǎn)子串三相對稱電阻特性、轉(zhuǎn)子串三相對稱電阻特性RrRr22222RkkRiensM01nmMmsms2r2R212xxRmsmmsmMMxxRrssMMn時）

6、（減增大；、）（不變）（不變；）（143212121特點：特點：四、1 1、結(jié)論：、結(jié)論： 實用公式實用公式ssssMMmmm22 2、應(yīng)用、應(yīng)用： （要先知道（要先知道Mm、sm后才能使用）后才能使用）和、已知：NNNNnIUPNmNNNNmMMPMMM，的估算：）（21舍去、已知的估算：）（1112a222NmNmNmmNmNNNmssssssssMMMss1122ANANAmNAAmmAmAAAMMMMssMMssssMMMsb、已知ssMMmm23 3、簡化公式、簡化公式時Nss 第二節(jié) 三相異步電動機的起動一、的分析、ssMI1起動初始瞬間起動初始瞬間n=0，s=1，I0主要是建立磁

7、勢主要是建立磁勢2322122112211xxrrfrpUMMss22122112xxsrrUI221cosICMMjsInsM01nmMmssM1I0I結(jié)論：起動電流較大，起動轉(zhuǎn)矩較小結(jié)論：起動電流較大，起動轉(zhuǎn)矩較小一般鼠籠電機一般鼠籠電機NNIsIIKI74NNMsMMKM3 . 19 . 0較大的影響、sI2（1 1）對電機本身對電機本身 （2 2）對配電變壓器）對配電變壓器NNIsIIKI74NNMsMMKM3 . 19 . 0較小的影響、sM3（1 1）輕載輕載 （2 2）重載）重載、結(jié)論4（1 1）一般情況下可以直接起動一般情況下可以直接起動（2 2）兩種情況下不可直接起動）兩種情

8、況下不可直接起動 即配電變壓器容量不足夠大和重載即配電變壓器容量不足夠大和重載、解決途徑5（1 1）輕載時降壓起動輕載時降壓起動（2 2）重載時轉(zhuǎn)子回路串電阻）重載時轉(zhuǎn)子回路串電阻二、三相鼠籠式異步電動機的降壓（適用于輕載）（適用于輕載）sI11UkrkjxjX1sI1Ukrkjx1U（1 1）方法：起動時串入電抗器，正常運行時切除電抗器）方法：起動時串入電抗器，正常運行時切除電抗器1 1、定子串接電抗器起動、定子串接電抗器起動（2 2）分析：）分析：jXzzUUukk11令：ujXzzIIkkss11則：2211uUUMMss（3 3）工程中，一般先給出起動電流，再計算串接的電抗）工程中，一

9、般先給出起動電流，再計算串接的電抗2 2、Y-起動（適用于起動（適用于 接使用的電機）接使用的電機）ABC1K2KY運行運行運行運行（1 1）方法：起動時）方法：起動時K2合向下方，正常運行時合向下方，正常運行時K2合向上方合向上方（2 2）分析：）分析：運行運行ABCY運行運行ABCsIYIsIINU1UNUU 133IIIYIIYss接起動時直接起動時3ssII 3211ssMUUM3 3、自耦變壓器降壓自耦變壓器降壓起動起動（1 1）方法：）方法：K K向下合向下合時降壓起動，時降壓起動，K K向上合向上合時正常運行時正常運行KAM（2 2）分析：）分析：sI1WsIUNU2W21221

10、12WWIIWWIIWWUUIIssssNss2122WWUUMMNss4 4、延邊三角形延邊三角形起動（適用于繞組帶中間抽頭的電機）起動（適用于繞組帶中間抽頭的電機）自習(xí)自習(xí)三、高起動轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動機（適用于重載）（適用于重載）1 1、轉(zhuǎn)子電阻較大的鼠籠式異步電動機、轉(zhuǎn)子電阻較大的鼠籠式異步電動機 （包括高轉(zhuǎn)差率電動機、力矩式電動機等）（包括高轉(zhuǎn)差率電動機、力矩式電動機等）nsM01nsMmssM2 2、深槽式鼠籠異步電動機、深槽式鼠籠異步電動機nsM01nsMmssM3 3、雙鼠籠異步電動機、雙鼠籠異步電動機nsM01nsMms內(nèi)內(nèi)外外四、繞線式三相異步電動機的起動（適用于重載）

11、（適用于重載）繞線式異步電機可以在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，且繞線式異步電機可以在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，且mssMMxxRr時2121、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動KnsM01nsMmssM2 2、轉(zhuǎn)子串電阻分級起動、轉(zhuǎn)子串電阻分級起動1R3K2K1K3R2R2r1sansM01n2sM0s1 sMLMbcdefgA2s3sAgfedcba起動順序：起動電阻的計算起動電阻的計算（1）作圖法）作圖法LssmssmMMMMMMmbssa3 . 11 . 185. 0302211切換轉(zhuǎn)矩一般最大起動轉(zhuǎn)矩、確定起動級數(shù)，近似看成直線、將3212121211212022RRRrsRRrsRrsrsRr

12、ssMssMMdcmmm為常數(shù)時，、計算：探作圖）、畫出機械特性圖（試1sansM01n2sM0s1sMLMbcdefgA2s3s（2）解析法）解析法RrsMsMsMsMbssammmmm2110且為常數(shù)為常數(shù)，切換時不同機械特性上，且為常數(shù)和同一條機械特性上，、計算：近似看成直線、將21221rRrMMss令：1sansM01n2sM0s1sMLMbcdefgA2s3smsmsNNssLsmsNNssMMMsMMMMMMsMMMc85. 03 . 11 . 1112122121而未知已知再驗證通過而未知、已知l各種運行狀態(tài)的定義與直流電機中的定義類似各種運行狀態(tài)的定義與直流電機中的定義類似電

13、動運行電動運行M與與n同向同向制動運行制動運行M與與n反向反向l制動運行包括能耗制動、反接制動、倒拉反轉(zhuǎn)、回饋制動制動運行包括能耗制動、反接制動、倒拉反轉(zhuǎn)、回饋制動第三節(jié) 三相異步電動機的各種運行狀態(tài)一、第一象限第一象限正向電動正向電動第三象限第三象限反向電動反向電動0Mns0n01正相序正相序負相序負相序二、1、接線圖、接線圖R3K1K2KR2、操作與工作原理、操作與工作原理 類似直流電機的能耗制動類似直流電機的能耗制動3、機械特性、機械特性111222212221023nnnnnnxxrfrxIMmm其中：勵磁電抗mx0Mns0n0三、1、接線圖、接線圖R3K1K2K2、操作與工作原理、操

14、作與工作原理 類似直流電機的反接制動類似直流電機的反接制動3、機械特性、機械特性0Mns0n00nABC0Mns0n00nABCDE四、1、接線圖、接線圖R3K1K0Mns0n00nABCD2、操作與工作原理、操作與工作原理 類似直流電機的倒拉反轉(zhuǎn)類似直流電機的倒拉反轉(zhuǎn)3、機械特性、機械特性五、1、交流電機功率的吸收與回饋、交流電機功率的吸收與回饋（ 1 ）直流電機功率的吸收與回饋是如何判別的？）直流電機功率的吸收與回饋是如何判別的？通過電源極性與電流方向的相對關(guān)系來判別通過電源極性與電流方向的相對關(guān)系來判別（ 2 ）交流電機功率的吸收與回饋該如何判別？）交流電機功率的吸收與回饋該如何判別？通

15、過一個周期平均功率的流向來判別通過一個周期平均功率的流向來判別1U1I101U1It1T01U1It1T1U1I1率時，電機向電源回饋功率時，電機從電源吸收功：結(jié)論18090900111211211212222211111xxjrsrIUIIjxsrIEEEzIEU，回饋制動時，：結(jié)論900211snn也可由電磁功率進行討論也可由電磁功率進行討論六、 某起重機吊鉤有一臺繞線式三相異步電動機拖動，某起重機吊鉤有一臺繞線式三相異步電動機拖動，電動機的額定數(shù)據(jù)為：電動機的額定數(shù)據(jù)為： 電機的負載轉(zhuǎn)矩為：電機的負載轉(zhuǎn)矩為：，2 . 2min146440rnkWPNN。，06. 012rKM1LM提升重

16、物。，下放重物mNMmNL2082612（1）提升重物時要求有低速、高速兩檔，且高速時工作在正）提升重物時要求有低速、高速兩檔，且高速時工作在正向固有特性上，低速時轉(zhuǎn)速為高速時的向固有特性上，低速時轉(zhuǎn)速為高速時的0.25倍，工作于轉(zhuǎn)子回倍，工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速各為多少及轉(zhuǎn)子回路傳入的電求兩檔轉(zhuǎn)速各為多少及轉(zhuǎn)子回路傳入的電阻值。阻值。（2）下放重物時要求有低速、高速兩檔，且高速時工作在反）下放重物時要求有低速、高速兩檔，且高速時工作在反向固有特性上，低速時轉(zhuǎn)速為提升重物時的低速檔轉(zhuǎn)速，工作向固有特性上，低速時轉(zhuǎn)速為提升重物時的低速檔轉(zhuǎn)速，工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻

17、的特性上。于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速各為多少及轉(zhuǎn)子回路求兩檔轉(zhuǎn)速各為多少及轉(zhuǎn)子回路傳入的電阻值。說明電動機的運行狀態(tài)。傳入的電阻值。說明電動機的運行狀態(tài)。解：1n0Mn1nBACD1LM2LMmin15001rn 024. 011nnnsNN1 . 012NmssmNnPMNNN2619550min146426111rnnMmNMNANL）提升重物：（145. 31756. 0min36625. 0211BmBBBABssnnnsrnn827. 122BBmBmRRrrss1n0Mn1nBACD1LM2LMNLMmNM8 . 020821）下放重物：（608. 618 . 08 .

18、0244. 1min366211DmDDDBDssnnnsrnn905. 322DDmDmRRrrssmin1528min280188. 028 . 011rnnnrsnnsssssMMCmmNN作業(yè)：P342 8-21、8-28、8-29第四節(jié) 三相異步電動機的調(diào)速在一定負載下，異步電機的速度：在一定負載下，異步電機的速度：spfsnn160111異步電機調(diào)速異步電機調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速調(diào)速改變同步轉(zhuǎn)速改變同步轉(zhuǎn)速調(diào)速調(diào)速降低定子電壓調(diào)速降低定子電壓調(diào)速繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速繞線電機轉(zhuǎn)子串附加電勢調(diào)速繞線電機轉(zhuǎn)子串附加電勢調(diào)速變極調(diào)速變極調(diào)速變頻調(diào)速變頻調(diào)速一、

19、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速1、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速1R3K2K1K3R2R2rBsnsM01nAsLMACsDsBCDsRrsrsA22特點與性能特點與性能 （1）近似屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；）近似屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式； （2）D=(23) 主要受靜差率限制；主要受靜差率限制； （3）有級調(diào)速，平滑性差；）有級調(diào)速，平滑性差； （4）轉(zhuǎn)速較低時，串接電阻上損耗大，經(jīng)濟性較差。）轉(zhuǎn)速較低時，串接電阻上損耗大，經(jīng)濟性較差。 轉(zhuǎn)子損耗稱為轉(zhuǎn)差損耗轉(zhuǎn)子損耗稱為轉(zhuǎn)差損耗MsMsPsPRrIsPP1322222、降低定子電壓調(diào)速、降低定子電壓調(diào)速0Mns0n01mMmsNU

20、U 11LM2LM特點與性能特點與性能（1）近似屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；）近似屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；（2）調(diào)速范圍小，帶泵類負載）調(diào)速范圍小，帶泵類負載時可達到時可達到10；（4）轉(zhuǎn)速較低時，轉(zhuǎn)差損耗大，）轉(zhuǎn)速較低時，轉(zhuǎn)差損耗大，經(jīng)濟性較差。經(jīng)濟性較差。3、串級調(diào)速（附加電勢調(diào)速）、串級調(diào)速（附加電勢調(diào)速） 將串電阻調(diào)速時，外串電阻上的損耗功率，采用電氣將串電阻調(diào)速時，外串電阻上的損耗功率，采用電氣或機械方法再利用。分機械串級和電氣串級兩類?；驒C械方法再利用。分機械串級和電氣串級兩類。二、改變同步轉(zhuǎn)速調(diào)速1、變極調(diào)速、變極調(diào)速NS1a2a2x1xNS1a1x2a2xAXNNSS1a2a2x1xNS1a1x2a2xAXNS1a1x2a