第五章交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性

1、1第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性本章要求：本章要求：5.1 5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理工作原理、定子繞組接線方式定子繞組接線方式5.2 5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子電路定子和轉(zhuǎn)子電路5.3 5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性21 1、了解異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)磁場了解異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。2 2、掌握異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，機(jī)械特性，掌握異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，機(jī)械特性，以及啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法、特點(diǎn)以

2、及啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法、特點(diǎn)及應(yīng)用。及應(yīng)用。3 3、學(xué)會(huì)用四個(gè)象限來分析異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)學(xué)會(huì)用四個(gè)象限來分析異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。行狀態(tài)。4 4、掌握單相電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方法。掌握單相電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方法。5 5、了解同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、了解同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)行特性及啟動(dòng)方法。運(yùn)行特性及啟動(dòng)方法。3包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。定子繞組是對(duì)稱的三相定子繞組是對(duì)稱的三相繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)4三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機(jī)機(jī)

3、座座轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式。由轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式。由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)具有一于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。系列的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 5工作原理：工作原理：它是基于電磁感應(yīng)和電磁力的原理。它是基于電磁感應(yīng)和電磁力的原理。定子旋轉(zhuǎn)磁場（合成磁場）和轉(zhuǎn)子電流的相互定子旋轉(zhuǎn)磁場（合成磁場）和轉(zhuǎn)子電流的相互作用。作用。三相異步機(jī)的工作原理三相異步機(jī)的工作原理異步電動(dòng)機(jī)的由來。異步電動(dòng)機(jī)的由來。轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)速差轉(zhuǎn)速差是保證轉(zhuǎn)是保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的主要因素。子旋轉(zhuǎn)

4、的主要因素。S S的取值范的取值范圍圍0-10-1。也是很重要的一個(gè)物理。也是很重要的一個(gè)物理量。量。00nnns思考定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生的原因？思考定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生的原因？6旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中異步機(jī)中, ,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA70tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下8180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分

5、析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：AiBiCitmI9旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向10旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt11極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P P

6、）的概念的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1 1。即：即：AXYCBZNS12極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P P）的改變的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對(duì)磁極。槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對(duì)磁極。X AAXBYBYCZCZ13極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt14XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZ

7、CSNSN30極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt15 定子繞組每相都由許多線圈組成，其首定子繞組每相都由許多線圈組成，其首端和末端通常都接在電動(dòng)機(jī)的接線盒內(nèi)的接端和末端通常都接在電動(dòng)機(jī)的接線盒內(nèi)的接線拄上。線拄上。當(dāng)電機(jī)為當(dāng)電機(jī)為星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)時(shí)：時(shí)：1 1、2 2、3 3點(diǎn)封成星點(diǎn)，點(diǎn)封成星點(diǎn)，6 6、4 4、5 5點(diǎn)接電源。點(diǎn)接電源。當(dāng)電機(jī)為當(dāng)電機(jī)為三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)時(shí)：時(shí)：1-61-6、2-42-4、3-53-5點(diǎn)封接，同時(shí)外接電源。點(diǎn)封接，同時(shí)外接電源。定子繞組接線方式定子繞組接線方式165.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子 設(shè)定子和轉(zhuǎn)設(shè)

8、定子和轉(zhuǎn)子每相繞組匝數(shù)子每相繞組匝數(shù)為為N1N1和和N2N2，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度近于度近于正弦分布。正弦分布。把電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類似。把電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類似。i2定、轉(zhuǎn)子電路定、轉(zhuǎn)子電路R1R2i1u1e1e 1e2e 217一、定子電路分析：一、定子電路分析：二、轉(zhuǎn)子電路分析：二、轉(zhuǎn)子電路分析：dtdNe1111UEm6001pnffdtdNe2212fSf轉(zhuǎn)子電流的頻率隨速度的變轉(zhuǎn)子電流的頻率隨速度的變化而變化。化而變化。mNfE22244. 4mNfE212044. 4mNfUUE1111144. 4218 設(shè)轉(zhuǎn)子回路每相繞組的電阻和漏磁感設(shè)轉(zhuǎn)子回路每

9、相繞組的電阻和漏磁感抗為抗為R2R2和和X2X2，且有：且有：2222lLfX則轉(zhuǎn)子每相回路則轉(zhuǎn)子每相回路電流電流為：為：2202220222222SXRSEXREI轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因素功率因素為：為：2202222cosSXRR19可見：轉(zhuǎn)子電路中的可見：轉(zhuǎn)子電路中的各個(gè)物理量均與各個(gè)物理量均與S S有有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)。三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的能流圖三相異步電動(dòng)機(jī)的能流圖205.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性一、一、電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩是一個(gè)非常重要的物理量，它與是一個(gè)非常重要的物理量，它與磁通、和磁通

10、、和I2I2有關(guān)，還應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子電路的功率因有關(guān)，還應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子電路的功率因素。素。22cosIKTt 2202222SXRURSKT2202220222222SXRSEXREI2202222cosSXRR21二、二、機(jī)械特性機(jī)械特性sfT由上式得到：由上式得到： Tfn 5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性2202222SXRURSKT221 1、固有固有特性曲線特性曲線分析四個(gè)特分析四個(gè)特殊點(diǎn)的情況，殊點(diǎn)的情況，并進(jìn)行討論。并進(jìn)行討論。理想空載點(diǎn)：理想空載點(diǎn)：T=0 S=0 N=N0額定運(yùn)行點(diǎn)：額定運(yùn)行點(diǎn)：T=Tn n=nN S=Sn NNNNPT55. 923T

11、=Tmax n=Nm s=SmT=Tst n=0 s=1 啟動(dòng)點(diǎn)：啟動(dòng)點(diǎn)：臨界點(diǎn)：臨界點(diǎn)：2202222XRURKTst24Sm Sm 和和TstTst正比于正比于R2R2，反比反比于于X20X20，U U決定了決定了Tst Tst 和和 TmaxTmax的大小，的大小， TmaxTmax與與R2R2無關(guān)。無關(guān)。得出：得出：202XRSm202max2XUKT25第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性2 2、人為特性曲線：人為特性曲線：2202222SXRURSKT在此式中，改變?cè)诖耸街校淖僓 U、R2R2、f f 都可以改變機(jī)械特性都可以改變機(jī)械特性曲線。曲線

12、。5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性26降低電壓降低電壓U U，Sm Sm 和和 n0n0不變，曲線左移，不變，曲線左移，降低電壓降低電壓U U，在同一在同一負(fù)載下，負(fù)載下，N N下降，下降，T T下降，下降，S S增大，增大，I2I2增增大，將使電機(jī)發(fā)熱。大，將使電機(jī)發(fā)熱。UnUU12第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性27第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性定子回路串電阻或電抗，定子回路串電阻或電抗，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端電壓下會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端電壓下降，與降壓相似，但最降，與降壓相似，但最大轉(zhuǎn)矩要大一些。

13、大轉(zhuǎn)矩要大一些。28 改變電源頻率，改變電源頻率，使用在使用在恒轉(zhuǎn)矩情況下，保證磁通恒轉(zhuǎn)矩情況下，保證磁通不變。不變。TmaxTmax不變。不變。 結(jié)論：結(jié)論：則頻率下降后，則頻率下降后， TmaxTmax不變，不變，TstTst和和 SmSm增增大，大， n0 n0 下降。下降。 fn 0fSm1fTst1第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性29轉(zhuǎn)子串電阻：轉(zhuǎn)子串電阻：N0N0和和TmaxTmax不變。不變。 TstTst和和 SmSm隨隨R2R2的的增大而增大。機(jī)增大而增大。機(jī)械特性曲線變軟。械特性曲線變軟。第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)

14、機(jī)的工作原理及特性305.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要要求要求： 要有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)要快、平滑，要有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)要快、平滑，啟動(dòng)電流要小，啟動(dòng)時(shí)安全、可靠、操作簡啟動(dòng)電流要小，啟動(dòng)時(shí)安全、可靠、操作簡便，功耗小等。便，功耗小等。 由于三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)N = 0N = 0，S = 1S = 1，從從而引起很大的轉(zhuǎn)子和定子電流，而轉(zhuǎn)子功率而引起很大的轉(zhuǎn)子和定子電流，而轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。為解決這個(gè)矛盾，因數(shù)很低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。為解決這個(gè)矛盾，采用不同的啟動(dòng)方法。

15、（啟動(dòng)的危害）采用不同的啟動(dòng)方法。（啟動(dòng)的危害）第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性315.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性1 1、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法a. a. 直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)）直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)）在一定條件下，允許直接啟動(dòng)。書上在一定條件下，允許直接啟動(dòng)。書上P68P68頁頁特點(diǎn)：特點(diǎn)：無需啟動(dòng)設(shè)備，操作和控制簡單、可無需啟動(dòng)設(shè)備，操作和控制簡單、可靠，在大多數(shù)工礦企業(yè)中，絕大多數(shù)電動(dòng)靠，在大多數(shù)工礦企業(yè)中，絕大多數(shù)電動(dòng)機(jī)采用此方法。機(jī)采用此方法。32b. b. 電阻或電抗降壓啟動(dòng)電阻或電抗降

16、壓啟動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：將使定子中電流減少。但缺點(diǎn)：啟優(yōu)點(diǎn)：將使定子中電流減少。但缺點(diǎn)：啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減少，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)。它適合動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減少，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)。它適合于不經(jīng)常啟動(dòng)或用于空載、輕載的電動(dòng)機(jī)。于不經(jīng)常啟動(dòng)或用于空載、輕載的電動(dòng)機(jī)。c. c. Y- Y-降壓啟動(dòng)降壓啟動(dòng) 適合于電動(dòng)機(jī)為適合于電動(dòng)機(jī)為 接法。接法。 Y Y啟動(dòng)，待電動(dòng)啟動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)速度上升到一定值后，機(jī)速度上升到一定值后， 切換到切換到 運(yùn)行。運(yùn)行。5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性33 Y Y啟動(dòng)的線電流是啟動(dòng)的線電流是 啟動(dòng)線電流的三分之啟動(dòng)線電流的三分之一，同時(shí)一，同時(shí)Y Y啟動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也

17、是啟動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三分之一。分之一。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)，啟動(dòng)電流小。設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)，啟動(dòng)電流小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，只適合于輕載和空載啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，只適合于輕載和空載啟動(dòng)。啟動(dòng)。5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性3411212NNUUKstIKIKI221d. d. 自耦變壓器降壓啟動(dòng)自耦變壓器降壓啟動(dòng) 自耦變壓器的三個(gè)繞組連成星形接自耦變壓器的三個(gè)繞組連成星形接于三相電源，使接于變壓器副邊的電動(dòng)于三相電源，使接于變壓器副邊的電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)速度上升到一定機(jī)降壓啟動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)速度上升到一定值后，切除自耦變壓器。值后，切

18、除自耦變壓器。5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性35 這與這與Y-Y-降壓啟動(dòng)的情況一樣，只是在降壓啟動(dòng)的情況一樣，只是在Y-Y-降壓啟動(dòng)時(shí)降壓啟動(dòng)時(shí) ，而自耦變壓器降壓啟，而自耦變壓器降壓啟動(dòng)的動(dòng)的K K值是可以調(diào)節(jié)的值是可以調(diào)節(jié)的 。31K5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：K K值可調(diào)，較靈活。值可調(diào)，較靈活。 但但缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：它體積大，重量重，價(jià)格高，是：它體積大，重量重，價(jià)格高，修理麻煩。常用于不經(jīng)常啟動(dòng)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩修理麻煩。常用于不經(jīng)常啟動(dòng)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大、容量較大的電動(dòng)機(jī)上較大、容量較大的電動(dòng)機(jī)上。36e. e.

19、 延邊三角形啟動(dòng)延邊三角形啟動(dòng) 這種方法也屬于降壓啟動(dòng)，由于接法原因，這種方法也屬于降壓啟動(dòng)，由于接法原因，使啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都較大。使用較少。使啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都較大。使用較少。 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法。5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性2 2、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)力矩小，由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)力矩小，啟動(dòng)電流大等特點(diǎn)，不能滿足某些高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)電流大等特點(diǎn)，不能滿足某些高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低啟動(dòng)電流的要求，故用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。低啟動(dòng)電流的要求

20、，故用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。37a. a. 逐級(jí)切除電阻法逐級(jí)切除電阻法與直流電機(jī)相似，轉(zhuǎn)與直流電機(jī)相似，轉(zhuǎn)子串入電阻，逐步切子串入電阻，逐步切除，并保證在整個(gè)啟除，并保證在整個(gè)啟動(dòng)過程中，有較大的動(dòng)過程中，有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。LAaTTT15.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性38b. b. 頻敏變阻器啟動(dòng)法頻敏變阻器啟動(dòng)法逐級(jí)切除電阻較難實(shí)現(xiàn)理想的啟動(dòng)，同時(shí)存在有逐級(jí)切除電阻較難實(shí)現(xiàn)理想的啟動(dòng)，同時(shí)存在有勞動(dòng)強(qiáng)度大、增加附加設(shè)備、維修麻煩等缺點(diǎn)。勞動(dòng)強(qiáng)度大、增加附加設(shè)備、維修麻煩等缺點(diǎn)。采用頻敏變阻器來啟動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)采用頻敏變阻器來啟動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

21、優(yōu)點(diǎn)：具有自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的具有自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的特性。且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，無須經(jīng)常維修。特性。且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，無須經(jīng)常維修。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：功率因數(shù)低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增大受到限制，功率因數(shù)低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增大受到限制，不能作調(diào)速電阻用。不能作調(diào)速電阻用。5.4 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性39 5.55.5 三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性)1 (60)1 (0SPfSnn改變改變P P、S S（U RU R）F F都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。1 1、調(diào)壓調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速 改變電源電壓改變電源電壓U U時(shí)，人為特性曲線中時(shí)

22、，人為特性曲線中TmaxTmax變變小，而小，而 不變。不變。mSn0 對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍不大。對(duì)于對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍不大。對(duì)于風(fēng)機(jī)設(shè)備的調(diào)速范圍稍寬一點(diǎn)。風(fēng)機(jī)設(shè)備的調(diào)速范圍稍寬一點(diǎn)。40mS這種調(diào)速方法這種調(diào)速方法能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)調(diào)速，但當(dāng)電調(diào)速，但當(dāng)電壓降低時(shí)，轉(zhuǎn)壓降低時(shí)，轉(zhuǎn)矩按電壓的平矩按電壓的平方比例減少。方比例減少。所以調(diào)速范圍所以調(diào)速范圍不大。不大。定子串電阻和晶閘管調(diào)壓調(diào)速都屬于這種方法。定子串電阻和晶閘管調(diào)壓調(diào)速都屬于這種方法。412 2、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子電路中串不同轉(zhuǎn)子電路中串不同的電阻，其的電阻，其 不變，而不變，而SmSm隨電

23、隨電阻的增大而增大，阻的增大而增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。max0Tn0nmS它只適應(yīng)于繞線式電動(dòng)它只適應(yīng)于繞線式電動(dòng)機(jī)，是有級(jí)調(diào)速，隨轉(zhuǎn)機(jī)，是有級(jí)調(diào)速，隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟，啟速降低，特性變軟，啟動(dòng)電阻兼作調(diào)速電阻用，動(dòng)電阻兼作調(diào)速電阻用，要考慮發(fā)熱和低速損耗。要考慮發(fā)熱和低速損耗。它多用在重復(fù)短期運(yùn)它多用在重復(fù)短期運(yùn)轉(zhuǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備中。轉(zhuǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備中。423 3、改變極對(duì)數(shù)調(diào)速、改變極對(duì)數(shù)調(diào)速 用于多速鼠籠式電機(jī)，不需要平滑調(diào)速，用于多速鼠籠式電機(jī)，不需要平滑調(diào)速，只要幾個(gè)特定速度，以雙速電機(jī)使用最多。只要幾個(gè)特定速度，以雙速電機(jī)使用最多。其主要是改變每相定子繞組中電流的

24、方向，其主要是改變每相定子繞組中電流的方向，通過改變定子繞組接線方式來實(shí)現(xiàn)。通過改變定子繞組接線方式來實(shí)現(xiàn)。有兩種：有兩種：YYY 每相繞組由串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)，極對(duì)數(shù)每相繞組由串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)，極對(duì)數(shù)減少減少1 1倍，轉(zhuǎn)速提高倍，轉(zhuǎn)速提高1 1倍，屬于恒轉(zhuǎn)倍，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。矩調(diào)速。43 保證改變極對(duì)數(shù)后轉(zhuǎn)向不變，要注意保證改變極對(duì)數(shù)后轉(zhuǎn)向不變，要注意同時(shí)改變相序，設(shè)計(jì)控制線路時(shí)要特別注同時(shí)改變相序，設(shè)計(jì)控制線路時(shí)要特別注意。一般先低速，后高速，這樣才有大的意。一般先低速，后高速，這樣才有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。極對(duì)數(shù)減少極對(duì)數(shù)減少1 1倍，轉(zhuǎn)速提高倍，轉(zhuǎn)速提高1 1倍，倍，但轉(zhuǎn)矩減少但轉(zhuǎn)矩減少1 1

25、倍，屬于恒功率倍，屬于恒功率調(diào)速。調(diào)速。YY3 3、改變極對(duì)數(shù)調(diào)速、改變極對(duì)數(shù)調(diào)速444 4、變頻調(diào)速、變頻調(diào)速由于由于 ，若若能夠連續(xù)改變頻能夠連續(xù)改變頻率，可實(shí)現(xiàn)平滑率，可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。多用于鼠調(diào)速。多用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。籠式異步電動(dòng)機(jī)?？刹捎每刹捎肧CRSCR和和PWMPWM調(diào)速。調(diào)速。fn 455.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性第五章：交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性5.7 5.7 單相單相異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)5.8 5.8 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)465.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性1 1、反饋制動(dòng)、

26、反饋制動(dòng)由于某種原因，由于某種原因，使使 ，S S小于小于0 0，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀電動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。此時(shí)轉(zhuǎn)子反向態(tài)。此時(shí)轉(zhuǎn)子反向切割磁力線，故電切割磁力線，故電流、轉(zhuǎn)矩均反向，流、轉(zhuǎn)矩均反向，T T起制動(dòng)作用。起制動(dòng)作用。 0nn 47電機(jī)吸收的功率電機(jī)吸收的功率反饋給電網(wǎng)。也反饋給電網(wǎng)。也是發(fā)電制動(dòng)。是發(fā)電制動(dòng)。一種是負(fù)載是位能一種是負(fù)載是位能轉(zhuǎn)矩的下放重物時(shí)。轉(zhuǎn)矩的下放重物時(shí)。一種是發(fā)生在變極一種是發(fā)生在變極或變頻調(diào)速時(shí)?；蜃冾l調(diào)速時(shí)。5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性482 2、反接制動(dòng)、反接制動(dòng)5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性

27、a. a.電源反接電源反接 正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，突然改變通電相突然改變通電相序，特性曲線變序，特性曲線變到第三象限，由到第三象限，由于慣性作用，于慣性作用，N N不不能突變，只能過能突變，只能過渡到第二象限。渡到第二象限。49由于電源反接，由于電源反接，T T變負(fù)，與變負(fù)，與N N相反，相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩一起，使負(fù)載轉(zhuǎn)矩一起，使電機(jī)減速并停止。電機(jī)減速并停止。a b ca b c5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性過零時(shí)切斷電源過零時(shí)切斷電源, ,否則否則電動(dòng)機(jī)將反向啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)將反向啟動(dòng)。505.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)

28、機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性由于反接制動(dòng)電由于反接制動(dòng)電流很大，應(yīng)在定流很大，應(yīng)在定子中串入電阻。子中串入電阻。特性曲線變?yōu)樘匦郧€變?yōu)?，a d e51b. b.倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性 使用在起重機(jī)下放位使用在起重機(jī)下放位能負(fù)載時(shí)，為使下降速度能負(fù)載時(shí)，為使下降速度不致太快，在轉(zhuǎn)子中串入不致太快，在轉(zhuǎn)子中串入較大的電阻。較大的電阻。 在位能性負(fù)載的作用在位能性負(fù)載的作用下，電動(dòng)機(jī)沿曲線下，電動(dòng)機(jī)沿曲線2 2減速減速過零，并在過零，并在D D點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。52dcba進(jìn)入第四象限后，進(jìn)入第四象限后，N N變負(fù)，變負(fù)，S S大于大

29、于1 1，是反，是反接制動(dòng)。它是一種能接制動(dòng)。它是一種能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的制動(dòng)狀態(tài)。穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的制動(dòng)狀態(tài)。5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性535.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性3 3、能耗制動(dòng)、能耗制動(dòng)由于反接制動(dòng)在準(zhǔn)由于反接制動(dòng)在準(zhǔn)確停車上有困難，確停車上有困難，易造成反車，能量易造成反車，能量損耗也較大。損耗也較大。能耗制動(dòng)是先斷開能耗制動(dòng)是先斷開電源，加低壓直流電源，加低壓直流電于定子，建立一電于定子，建立一個(gè)固定不變的磁場。個(gè)固定不變的磁場。54 則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)的電流與該磁場相的電流與該磁場相互作用，產(chǎn)生與實(shí)互作用，產(chǎn)生與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的際運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在它的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在它的作用下，電動(dòng)機(jī)迅作用下，電動(dòng)機(jī)迅速下降并能準(zhǔn)確停速下降并能準(zhǔn)確停車。車。5.65.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性制動(dòng)特性555.7 5.7 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)a. a. 磁場和工作原理磁場和工作原理 由于單相電產(chǎn)生由于單相電產(chǎn)生交變脈動(dòng)的磁場