畢業(yè)論文《關(guān)于三相異步電動機(jī)的啟動與制動問題的研究

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè) 題 目： 關(guān)于三相異步電動機(jī)啟動和制動問題的研究 學(xué)習(xí)中心： 河北唐山遷安奧鵬中心 層 次： 高中起點(diǎn)專科 專 業(yè)：電氣工程學(xué)及其自動化 年 級： 2009 年 秋 季 學(xué) 號： 學(xué) 生： 張東有 指導(dǎo)教師： 鄭秋辰 完成日期： 2011 年 8 月 10日 內(nèi)容摘要三相異步電動機(jī)是水利、工礦、冶金、化工等輕重工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的核心動力源，在其各個電力拖動領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的主導(dǎo)作用。本文共分三章主要對三相異步電動機(jī)的啟動問題、三相異步電動機(jī)的制動問題、電動機(jī)啟動和制動分析總結(jié)、三相異步電動機(jī)的啟動問題共分六節(jié)、相異步電動機(jī)的制

2、動問題共分五節(jié)關(guān)于異步電動機(jī)的啟動和制動的方式和特點(diǎn)以及適應(yīng)場合作以闡述分析，同時以實(shí)例分析根據(jù)要求選擇確定電動機(jī)啟動方式，部分內(nèi)容并以插圖加以說明，但由于筆者水平所限難免偏波之處，望請指正。關(guān)鍵詞：三相異步電動機(jī)的直接啟動、降壓啟動、機(jī)械制動、電氣制動目錄內(nèi)容摘要····························

3、;·································I前言················&#

4、183;················································1第一章三相異步

5、電動機(jī)的啟動問題·······································21.1異步電動機(jī)的啟動要求·······&#

6、183;······································21.2異步電機(jī)固有的啟動特性·········

7、;···································21.3直接啟動·············

8、83;············································31.4籠型異步電動機(jī)的降壓啟動···

9、;·······································31.5 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的啟動········

10、;····························101.6啟動方法選擇實(shí)例分析···················&#

11、183;·························12第二章三相異步電動機(jī)的制動問題·····················

12、83;················142.1制動作用及分類·······························

13、83;···················142.2機(jī)械制動·····························

14、····························142.3電氣制動-反接制動···················

15、3;·····························142.4電氣制動-能耗制動··················&#

16、183;······························152.5電氣制動-再生發(fā)電制動（回饋制動）···············

17、3;··················16第三章電動機(jī)啟動和制動分析總結(jié)·····························

18、;·········17參考文獻(xiàn)········································

19、;····················18前言三相異步電動機(jī)基本工作原理是當(dāng)三相定子繞組通入對稱的三相正弦交流電時，在定轉(zhuǎn)子氣隙中就產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場。通過這個磁場把定子獲得的能量傳遞給轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢即感應(yīng)電流，與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用形成了電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿著磁場方向轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)了拖動作用。在初始異步電動機(jī)投入電網(wǎng)時，電動機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，這個過程就是啟動過程

20、。當(dāng)電動機(jī)斷電后，因轉(zhuǎn)子及所帶部件的爬行和慣性作用，故不能立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。但許多設(shè)備如吊車、機(jī)床工作臺等都要求準(zhǔn)確定位和迅速停車，這就要對電動機(jī)進(jìn)行制動，即當(dāng)電動機(jī)脫離電源后，迫使其立即停車，這個過程就是制動過程，下文著重對于電動機(jī)的啟動和制動問題進(jìn)一步加以敘述。編者2011年7月第一章 三相異步電動機(jī)的啟動問題1.1異步電動機(jī)的啟動要求啟動是異步電動機(jī)的一種特殊運(yùn)行狀態(tài)，異步電動機(jī)的啟動性能，首先必須滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時還要使電動機(jī)本身能夠合理地運(yùn)行，所以對電動機(jī)的啟動性能的要求主要是：具有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，以保證生產(chǎn)機(jī)械正常啟動；啟動電流越小越好，避免對電網(wǎng)及其他電氣設(shè)備的負(fù)面影響；啟動

21、設(shè)備力求簡單，操作方便；能力損失越小越好。1.2異步電機(jī)固有的啟動特性異步電機(jī)的啟動特性如圖1-1所示：圖1-1異步電機(jī)的啟動特性普通異步電動機(jī)（包括籠式和繞線式），如果直接投入電網(wǎng)啟動，其啟動性能與要求恰恰相反,即啟動電流大而啟動轉(zhuǎn)矩卻很小.這是因?yàn)殡妱訖C(jī)起動時,n=0,s=1,旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在短路的轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)很大的電勢和電流，從而使它的定子電流也很大。據(jù)公式I2=U1(r1+r'2S)2+(X10+X'20)2當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差率S很?。?.010.03），所以r'2S很大，從而限制了定子、轉(zhuǎn)子電流。但在啟動時，S=1，r'2S

22、卻很小，電動機(jī)等效電阻很小，啟動電流很大，一般異步電動機(jī)啟動電流約為其額定電流的47倍。為什么異步電動機(jī)的啟動電流很大，而啟動轉(zhuǎn)矩卻很小呢？根據(jù)前面講過的公式M=CMmI2cos2可知，啟動時，S=1，轉(zhuǎn)子電流的功率因素接近900，所以cos2很小，盡管此時I2很大，但其有功分量I2cos2并不大。另外，由于啟動電流很大，定子繞組的漏阻抗壓降打，因?yàn)閁1=-E1+I1Z,E1將減小，必然導(dǎo)致氣隙磁通m減小。總之，由于啟動時每極磁通量m減小，cos下降，啟動電流雖然很大，啟動轉(zhuǎn)矩卻很小。一般異步電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩為額定值的0.81.8倍。啟動電流過大，對于電網(wǎng)和電動機(jī)本身都不利。過大的啟動電流沖擊，

23、將引起電網(wǎng)的波動，影響接在同一電網(wǎng)上的其它電氣設(shè)備正常運(yùn)行。對于電動機(jī)，過大的啟動電流使電動機(jī)受到過大的電磁力沖擊，如經(jīng)常啟動，能使繞組過熱，甚至燒毀電機(jī)。啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動時間長，降低生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)效率。1.3直接啟動直接啟動就是全壓啟動，把電動機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上，籠式一般都允許直接啟動。啟動瞬間S=1，電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩MST要大于負(fù)載的總制動轉(zhuǎn)矩Mb=M2+MO,電動機(jī)轉(zhuǎn)速才可能從零開始逐漸上升，在整個啟動過程中，若MST始終大于Mb,則電動機(jī)轉(zhuǎn)速一直上升，轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，啟動才告結(jié)束。直接啟動的優(yōu)點(diǎn)是啟動設(shè)備和操作都比較簡單，缺點(diǎn)是啟動電流大，啟動轉(zhuǎn)矩不高，適宜在對啟動要求不

24、高的場合。但是若電網(wǎng)容量不夠大，電動機(jī)起動電流可能使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生較大的波動。通常規(guī)定，用電單位如有專用變壓器，對于不頻繁啟動的電動機(jī)，其容量應(yīng)小于變壓器容量的30%，對于頻繁啟動的電動機(jī)，其容量應(yīng)小于變壓器容量的20%允許直接啟動。如果沒有專用變壓器，而是與照明電源共用，則允許全壓啟動的電動機(jī)最大容量以啟動時的電壓降不超過5%為原則。在工程實(shí)踐中，直接啟動方式可找下列公式核定。IqIe34+PH4Pe式中Iq-電動機(jī)的起動電流；Ie-電動機(jī)的額定電流；Pe-電動機(jī)的額定功率，KW；PH- 電源總?cè)萘?，KVA。如果不能滿足上式要求，則必須采取限制啟動電流的措施。隨著電網(wǎng)容量的不斷增加，全壓啟動的

25、應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。1.4籠型異步電動機(jī)的降壓啟動1.4.1定子電路串加電阻(或電抗器)降壓啟動如圖1-2所示： 圖1-2定子回路串加電阻(或電抗器)降壓啟動啟動時合上K1,將電抗器或電阻接入定子回路,待轉(zhuǎn)速接近額定值再合上2切除電抗器(或電阻),啟動時啟動電流在電抗器(或電阻)上產(chǎn)生一定的電壓降,使加在電動機(jī)上的端電壓降低了,因而限制了啟動電流.如令電動機(jī)直接啟動時的電流為Iq,啟動轉(zhuǎn)矩為Mq，串入電抗器（或電阻）后，使啟動電流減少為Iq，令K=IqIq，它是一個大于1的系數(shù)，加在電動機(jī)上的端電壓減少到Uq=1KUe。根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩與所加電壓平方成正比的關(guān)系，Iq=1KIq得到Mq=1K2Mq可

26、見若將啟動電流降低一半，則啟動轉(zhuǎn)矩降到原值的14。一般地說，如果啟動電流降到只有原來的1K倍（K1），則啟動轉(zhuǎn)矩只有原來的1K2倍。說明電抗器（或電阻）降壓啟動，能夠降低啟動電流，但轉(zhuǎn)矩更為明顯降低，而且串接電阻啟動，損耗也較大。1.4.2自耦變壓器降壓啟動其接線原理如圖1-3（a）圖1-3自耦變壓器降壓啟動K4在啟動前就已合上，將K1、K3閉合，這時自耦變壓器的三相繞組接成星形接至電網(wǎng)，電動機(jī)定子繞組接在自耦變壓器的副邊，電動機(jī)的定子繞組在降低了的電壓開始啟動，待轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，將K1、K3斷開，閉合K2，自耦變壓器從電網(wǎng)切除，電動機(jī)全電壓運(yùn)行。畫出一相的等值電路見圖1-3(b)。因?yàn)?/p>

27、U1Uq=W1W2=K,且K1,。所以加在定子繞組的一相電壓為Uq=U1K,定子繞組中的啟動電流IqD=IqK變壓器原邊電流IqB=IqDK=IqK2亦即說，采用自耦變壓器降壓啟動定子端電壓為電網(wǎng)電壓的1K倍，定子繞組中啟動電流IqD為直接啟動電流的1K倍，但對電網(wǎng)的沖擊電流IqB，則只有直接啟動電流的1K2倍，大大減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩與定子端電壓平方成正比，所以Mq=(UqU1)2Mq=1K2Mq自耦變壓器降壓和電抗器降壓相比較，自耦變壓器降壓對電網(wǎng)沖擊較小，使電網(wǎng)提供的啟動電流降到同一允許值時，用自耦變壓器降壓啟動的轉(zhuǎn)矩比電抗器啟動時要大些。所以自耦變壓器啟動適用于電動機(jī)容

28、量大、電網(wǎng)容量小的場合。國產(chǎn)啟動用自耦變壓器副繞組一般有40%、60%、80%等抽頭。自耦變壓器的容量應(yīng)和電動機(jī)的額定功率相同。自耦變壓器降壓啟動的缺點(diǎn)是線路比較復(fù)雜，體積大，造價高，維修麻煩，而且不允許頻繁啟動。1.4.3星形-三角形降壓啟動原理接線如圖1-4所示：圖1-4星形-三角形降壓啟動原理接線圖電動機(jī)正常運(yùn)行時，定子繞組是三角形連接，可以采用星形-三角形連接的降壓啟動，如圖啟動時，K1閉合，并將K2倒向啟動位置，這時定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到一定程度后，將K2倒向運(yùn)行位置，于是定子繞組接成三角形。如果是三角形直接啟動，相電流 I=U1ZK。電網(wǎng)的線電流為I線=3I=3U1ZK式中

29、 ZK-電動機(jī)的短路阻抗；U1-電網(wǎng)的線電壓。在啟動時把定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為U13，而且星形接法時，IY線=I相=U1ZK3所以IY線I線=U1ZK33U1ZK=U1ZK3xzk3U1=13由此可見，對電網(wǎng)來說，星形接法的啟動電流僅為三角形接法的1/3,星形接法時每相繞組上的電壓僅為三角形接法的1/3，故啟動轉(zhuǎn)矩也只有三角形接法時的1/3。所以這種啟動方法只適用于空載或輕載啟動的場合。值得注意的是，當(dāng)電動機(jī)停車時，不僅要斷開K1，而且應(yīng)立即斷開K2，并放在中間位置，否則下次啟動時將造成直接啟動，這是不允許的。隨著啟動設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，用交流接觸器切換實(shí)行星角轉(zhuǎn)換的啟動控制，

30、通過電氣連鎖徹底解決了這一弊端，這里不再詳述。1.4.4延邊三角形降壓啟動UVW123456798Z1Z1Z1Z2Z2Z2圖1-5延邊三角形降壓啟動原理圖采用Y-啟動控制，由于啟動轉(zhuǎn)矩較小，應(yīng)用中有一定的限制。為此可采用延邊三角形啟動法，其原理是在啟動時，將電動機(jī)的部分繞組接成星形，另一部分繞組接成三角形，如圖1-5所示,此時在電動機(jī)繞組通入三相電源時，每相繞組所承受的電壓取決于繞組中匝數(shù)Z1與Z2的比值，也稱為抽頭比。Z1所占的比例越大，相電壓越低。如通入的線電壓為380V當(dāng)Z1：Z2=1:2時，則相電壓為290V，當(dāng)Z1：Z2=1:1時，相電壓為,264V。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)不同的使用要求

31、，選用不同的抽頭比進(jìn)行降壓啟動，待電動機(jī)啟動后再將繞組接成三角形。此種方法雖然可以根據(jù)啟動時對轉(zhuǎn)矩的要求對相電壓進(jìn)行調(diào)整，啟動性能優(yōu)于Y-啟動，但電動機(jī)需特制，抽頭也較麻煩，普通電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)，所以不能大面積推廣和使用。這里不便過多地贅述。1.4.5軟啟動器1.4.5.1軟起動器工作原理軟啟動器是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機(jī)時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機(jī)工作

32、在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額 定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。 1.4.5.2節(jié)能原理電動機(jī)屬感性負(fù)載，電流滯后電壓，大多數(shù)用電器都屬此類 。為了提高功率因數(shù)須用容性負(fù)載來補(bǔ)償，并電容或用同步電動機(jī)補(bǔ)償。降低電動機(jī)的激磁電流也可提高功率因數(shù)（HPS2節(jié)能功能，在輕載時降低電壓

33、，使激磁電流降低，使COS提高）。 節(jié)能運(yùn)行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機(jī)電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS。 1.4.5.3運(yùn)行模式當(dāng)電動機(jī)負(fù)載輕時，軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下，PF開關(guān)熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動器自動降低電動機(jī)電壓。減少了電動機(jī)電流的勵磁分量。從而提高了電動機(jī)的功率因數(shù)（COS）。（國產(chǎn)軟啟動器多無此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無法實(shí)現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間；正常、慢速。節(jié)能運(yùn)行模式：自動節(jié)能運(yùn)行。（正常、慢速兩種反應(yīng)速度）空載節(jié)能40%，負(fù)載節(jié)能5%。 1.4.5.4保護(hù)功能(1)過載保護(hù)功能：軟起動器引進(jìn)了電流

34、控制環(huán)，因而隨時跟蹤檢測電機(jī)電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時 ，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。 (2)缺相保護(hù)功能：工作時，軟起動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。 (3)過熱保護(hù)功能：通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。 (4)其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。 1.4.5.5應(yīng)用領(lǐng)域軟起動器 安裝調(diào)節(jié)方便，所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。該軟起動器在安裝后用戶仍可方便就地改造，如：附加限流功能和內(nèi)接/外接

35、轉(zhuǎn)換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續(xù)在線運(yùn)行。軟起動器為旁路和故障單獨(dú)設(shè)置了控制繼電器。該軟起動器所有參數(shù)均通過面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關(guān)設(shè)定，直觀準(zhǔn)確。它甚至可以工作在有振動和環(huán)境溫度較高的應(yīng)用場合。當(dāng)該軟起動器用于內(nèi)接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流，所以相同電流的軟起動器在內(nèi)接時可以負(fù)載比外接時大1.73倍的電機(jī)。如一臺58A的S型軟起動器內(nèi)接應(yīng)用時可以負(fù)載100A的電機(jī)。 原則上，籠型異步電動機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。應(yīng)用范圍是交流電380V（也可660V），電機(jī)功率從幾千瓦到800千瓦。軟起動器特別適用于各種泵負(fù)載或風(fēng)機(jī)及其他各類型負(fù)載，需要軟起動與軟

36、停車的場合更為適用。1.4.5.6JJR2000系列軟啟動器實(shí)用圖例： MXXX機(jī)旁按鈕箱A1A2KMHDSSSB軟停軟起公用端順停A0-20mAX3X21112133456UVWRSTL21L22L23KMU1V1W1JJR2000QFN7891012工作電源FUL1L2L3L11L12L13接地220v/50Hz485接口運(yùn)行信號故障1、1和2控制旁路接觸器的接點(diǎn)是無源繼電器輸出點(diǎn)。2、7接點(diǎn)斷為瞬停輸入，8接點(diǎn)斷為軟停，9接點(diǎn)通為軟起，10接點(diǎn)為公共點(diǎn)。3、5和6接點(diǎn)為時間繼電器接點(diǎn)與軟起同步延時。4、軟啟動器內(nèi)置短路保護(hù)和過載保護(hù)。5、7接點(diǎn)瞬停自復(fù)位可編程。6、鍵盤/外接按鈕操作轉(zhuǎn)換

37、設(shè)定參數(shù)。7、控制模式限流型和電壓斜坡形，任意自選。8、X2、X3為0-20mA模擬信號輸出。圖1-6JJR2000型軟啟動電原理圖1.4.6水電阻啟動1.4.6.1概況水電阻技術(shù)最早發(fā)源于日本，屬于70年代左右的產(chǎn)物，在大量新技術(shù)及新型電子元件產(chǎn)生的今天，已屬于漸被淘汰的產(chǎn)品。但是由于其低廉的價格，以及在大容量電機(jī)啟動設(shè)備上技術(shù)的限制，現(xiàn)階段比較適合中國的國情，因而在國內(nèi)各大工礦企業(yè)大量普及使用。由于高低壓電動機(jī)直接起動時，起動電流會達(dá)到電機(jī)額定電流的78倍，一般上一級變壓器的容量都承受不了，特別是大功率的電機(jī)，必須加裝起動設(shè)備，否則會造成變壓器局部下跳閘。 隨著技術(shù)的逐漸進(jìn)步，水阻起動的發(fā)

38、展屬于無級調(diào)節(jié)，所以起動過程較平滑，切換無沖擊電流等優(yōu)點(diǎn)。 1.4.6.2水阻的分類按照電機(jī)的不同，分為兩種水阻： 一種是轉(zhuǎn)子串水阻，即電機(jī)屬于繞線式電機(jī)，即轉(zhuǎn)子回路未短接。此時通過改變起動過程中轉(zhuǎn)子回路的 電阻值來逐步實(shí)現(xiàn)軟起動。 二是定子串水阻，即電機(jī)屬于鼠籠型電機(jī)，即轉(zhuǎn)子回路在電機(jī)內(nèi)部已短接。此時通過改變起動過程中定子回路的電阻值來逐步實(shí)現(xiàn)軟啟動。 1.4.6.3實(shí)現(xiàn)方式一種是溫度改變阻值大小，即在啟動過程中，由于液體內(nèi)部的電解液隨著液體溫度的升高，電解液分子活動加劇，使電阻值逐步減小，逐步改變機(jī)端電壓，使之達(dá)到軟起動的目的。 二是通過柜內(nèi)增加極板升降電機(jī)，勻速的改變輸入輸出極板之間的距

39、離，改變電阻值的大小，逐步改變機(jī)端電壓，使之達(dá)到軟起動的目的。1.5 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的啟動繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)除直接啟動外絕大多數(shù)采用轉(zhuǎn)子回路串接電阻或串接頻敏變阻器的啟動方法。前者具有限制啟動電流增大啟動轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，啟動性能比籠式電動機(jī)好，適用于功率較大的重載啟動場合；而后者則具有轉(zhuǎn)子回路等效電阻值隨轉(zhuǎn)速上升而自動減小的優(yōu)點(diǎn)，可以使電動機(jī)平滑啟動。1.5.1繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻啟動線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮?，既可降低啟動電流，又可提高啟動轉(zhuǎn)矩，其原理接線圖和機(jī)械特性曲線如圖1-7所示。轉(zhuǎn)子回路串入啟動電阻后，轉(zhuǎn)子繞組每相總電阻為r2+rq.當(dāng)電動機(jī)啟動起來后，隨著轉(zhuǎn)速

40、的提高，電磁轉(zhuǎn)矩沿著曲線1逐漸減小，為了加快啟動過程，縮短啟動時間，可把串入電阻切除，以提高啟動過程的啟動轉(zhuǎn)矩，見圖1-7（b）中的曲線abcdefgA,到達(dá)A點(diǎn)時，Mdc=Mfz,電動機(jī)以轉(zhuǎn)速nA穩(wěn)定運(yùn)行，啟動過程即告結(jié)束。K1K2K3K4rq'''rq''rq'(a)(b)OnMq1Mq2MfzM123acegbdfAn1圖1-7繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻啟動一般來說，啟動電阻都是按設(shè)計時運(yùn)行方式設(shè)計的，所以啟動完畢以后，即應(yīng)把電阻切除。繞線式異步電動轉(zhuǎn)子串接電阻啟動，既減少了啟動電流，又提高了啟動轉(zhuǎn)矩，較好地改善了啟動性能。對于啟動困難的

41、機(jī)械，如鏟土機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、起重用的吊車等中確有大量應(yīng)用。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高效率亦較低。1.5.2繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動由于分級切除啟動電阻，會造成電流與轉(zhuǎn)矩的跳躍變化，對機(jī)械產(chǎn)生沖擊。所以串接電阻逐步被頻敏變阻器所代替。1.5.2.1頻敏變阻啟動原理頻敏變阻器的特點(diǎn)是，其阻抗值隨電流頻率的變化而變化，電流頻率高時，其阻抗值也高，而繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子的電動勢頻率是取決于轉(zhuǎn)差率S的。開始時由于轉(zhuǎn)差率S很大，頻敏變阻器的阻抗也大，隨著電動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)差率S減小，變阻器的阻抗也隨之減小，使繞線式異步電動機(jī)的整個啟動過程接近于恒定的啟動轉(zhuǎn)矩。1.5

42、.2.2實(shí)際電路控制分析如圖1-8所示： L1L2L3FVKM1MKM2U21QSKAPBKAKAKAKAKM2SB3KM2KM1KTV21KM1SB2手動自動SB1FRSA手動自動KT圖1-8頻敏實(shí)際電路控制圖啟動時將開關(guān)SA扳向“自動”時，按下啟動按鈕SB2，KM1接通主電路后，時間繼電器KT會自動中間繼電器KA和KM2，在適當(dāng)時間將頻敏變阻器PB短接。開關(guān)扳向“手動”時，時間繼電器KT不起作用，利用SB3手動控制中間繼電器KA。啟動過程中，的常閉觸點(diǎn)將熱繼電器FR的發(fā)熱元件短路，以免因啟動時間過長而使熱繼電器誤動作。頻敏變阻的阻抗可以通過調(diào)整其線圈的匝數(shù)和氣隙來改變。1.6啟動方法選擇實(shí)

43、例分析例 某三相鼠籠式異步電動機(jī)，Pe=300kW，定子星形連接，Ue=380V，Ie=527A，ne=1475r/min，啟動電流與額定電流之比KI=6.7，啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比KT=1.5，=2.5；車間變電站允許最大沖擊電流為800A，生產(chǎn)機(jī)械要求起動轉(zhuǎn)矩不小于1000N.m，分析并選擇該臺異步電動機(jī)的起動方法。解： 1. 4PeIqIe-34=4X300X6.7-34=7140(KV.A)PH=3UI=1.732x0.38X800=526.528(KV.A)PH4Pe不成立，所以不能直接啟動必須采取降壓啟動。2. 星三角、自偶降壓等傳統(tǒng)方式啟動電流只能限制在2.53.5倍左右，比車間

44、變電站允許最大沖擊電流800A差之甚遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)矩1000N.m也無法保證，均不能采用。最好選用變頻啟動，利用050HZ自行掌握上升時間，無任何機(jī)械與電網(wǎng)沖擊，又具備恒磁通、恒轉(zhuǎn)矩的啟動特點(diǎn)，但造價較高。3. 其次可以使用軟啟動控制，也屬無極減壓，不但轉(zhuǎn)矩較大而且啟動模式亦可方便選擇，使用限流模式，可使電動機(jī)在啟動時最大不超過預(yù)先設(shè)定的限流值Im,可根據(jù)用戶電網(wǎng)容量及電動機(jī)負(fù)載情況而定。如使用電壓斜坡模式，初起電壓可限制在1030%，由于電壓從初始值到額定值上升變化（初始值可保證電動機(jī)的最大啟動力矩），所以整個啟動過程保證電動機(jī)平穩(wěn)的啟動，按分析雖能使用但不如變頻啟動效果好。第二章 三相異步電動機(jī)的

45、制動問題2.1制動作用及分類電動機(jī)斷電后，因轉(zhuǎn)子及所帶部件的爬行和慣性作用，故不能立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。但許多設(shè)備如吊車、機(jī)床工作臺等都要求準(zhǔn)確定位和迅速停車，這就要對電動機(jī)進(jìn)行制動，即當(dāng)電動機(jī)脫離電源后，能夠迫使其立即停車。制動方法分為機(jī)械制動和電氣制動兩類，常用的電氣制動又有反接制動、能耗制動、再生發(fā)電制動等。2.2機(jī)械制動機(jī)械制動常用的裝置是電磁抱閘，其結(jié)構(gòu)主要由制動電磁鐵、閘瓦和傳動裝置組成。在電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，制動電磁鐵同時被通電吸合，使抱閘松開。當(dāng)電動機(jī)切斷電源時，電磁鐵同時斷電，依靠閘瓦抱緊與電機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)的閘輪，依靠摩擦力實(shí)現(xiàn)制動。另外還有電磁離合器制動器、液壓推動器制動等靠摩擦力實(shí)現(xiàn)制動的

46、設(shè)備均屬于機(jī)械制動的范疇。機(jī)械制動制動力大，不會因中途斷電或電氣故障的影響而造成事故，定位準(zhǔn)確，安全可靠，應(yīng)用廣泛。一般起重機(jī)械、卷揚(yáng)設(shè)備普遍采用機(jī)械制動。2.3電氣制動-反接制動反接制動是電氣制動的一種，其原理是利用改變定子繞組中的電源相序，使轉(zhuǎn)子受到與原旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力而迅速停轉(zhuǎn)。反接制動要在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為零時，及時切斷電源。否則電動機(jī)會反向啟動。為此在線路中需安裝速度繼電器，它能在轉(zhuǎn)速接近零時發(fā)出信號,與中間繼電器配合，實(shí)現(xiàn)斷電。應(yīng)用速度繼電器進(jìn)行反接制動控制電路如圖2-1所示： L1L2L3QSFUKM1KM2FRMRU21V21SRFRKM1KM2KM1KM1KM2SB2SB1圖2-1反接制動控