機(jī)電傳動(dòng)控制(第5版)-4

1、成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1 1機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制第五版第五版普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2 2第四章第四章 交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性交流電動(dòng)機(jī)的工作原理及特性 4.1 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 4.2 4.2 異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù) 4.3 4.3 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 4.4 4.4 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 4.5 4.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與特性三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與特性 4.6 4.6

2、 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性 4.7 4.7 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 4.8 4.8 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3 3l 學(xué)習(xí)重點(diǎn)和要求：學(xué)習(xí)重點(diǎn)和要求：1.1. 熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性。機(jī)械特性。2.2. 熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)方法及其特性。動(dòng)方法及其特性。3.3. 理解同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理理解同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理4.4. 理解單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。理解單相異步電動(dòng)機(jī)的基本

3、結(jié)構(gòu)和工作原理。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4 44.1 4.1 三異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理三異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)定子：定子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5 51 1、定子、定子 由由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。 定子鐵心由導(dǎo)磁性能好、鐵耗小、定子鐵心由導(dǎo)磁性能好、鐵耗小、0.5mm0.5mm厚的硅鋼厚的硅鋼片疊壓而成，疊片間需經(jīng)絕緣處理。為了嵌放定子繞片疊壓而成，疊片間需經(jīng)絕緣處理。為了嵌放定子繞組，每個(gè)硅鋼片上都沖制出一些沿圓周均勻分

4、布、尺組，每個(gè)硅鋼片上都沖制出一些沿圓周均勻分布、尺寸相同的槽。寸相同的槽。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6 6 定子繞組由若干線圈按照一定規(guī)律嵌放在定子鐵定子繞組由若干線圈按照一定規(guī)律嵌放在定子鐵心槽中并聯(lián)接起來構(gòu)成。大中型三相異步電機(jī)定子繞心槽中并聯(lián)接起來構(gòu)成。大中型三相異步電機(jī)定子繞組為三相雙層繞組，小型電機(jī)為單層繞組。小型異步組為三相雙層繞組，小型電機(jī)為單層繞組。小型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制而成；大中電動(dòng)機(jī)定子繞組用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制而成；大中型異步電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線截面較大，采用矩形截面的漆包型異步電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線截面較大，采用矩形截面的漆包銅線制成線圈，再放置于定子槽內(nèi)。銅線制成

5、線圈，再放置于定子槽內(nèi)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7 7 U U、V V、W W三相繞組的三相繞組的6 6個(gè)端子都引出，接到固定在個(gè)端子都引出，接到固定在機(jī)座上的接線盒中，這樣便于使用者根據(jù)實(shí)際需要將機(jī)座上的接線盒中，這樣便于使用者根據(jù)實(shí)際需要將三相繞組接成三相繞組接成星形或三角形星形或三角形。 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8 8成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)9 92 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子 由由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心由沖。轉(zhuǎn)子鐵心由沖有轉(zhuǎn)子槽的硅鋼片疊壓而成，并固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸一有轉(zhuǎn)子槽的硅鋼片疊壓而成，并固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸一般用中碳鋼制成，起支撐以及傳遞轉(zhuǎn)矩的作用

6、。般用中碳鋼制成，起支撐以及傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1010 轉(zhuǎn)子繞組分為籠型繞組和繞線型繞組兩種，所以轉(zhuǎn)子繞組分為籠型繞組和繞線型繞組兩種，所以按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類，異步電機(jī)可分為按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類，異步電機(jī)可分為籠型電機(jī)和繞線型籠型電機(jī)和繞線型電機(jī)電機(jī)。 籠型轉(zhuǎn)子繞組：籠型轉(zhuǎn)子繞組：在轉(zhuǎn)子鐵心的在轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽中放置一根導(dǎo)體，每根導(dǎo)體每個(gè)槽中放置一根導(dǎo)體，每根導(dǎo)體的長度比鐵心略長。在導(dǎo)體的兩端的長度比鐵心略長。在導(dǎo)體的兩端用短路環(huán)把所有伸出鐵心的導(dǎo)體部用短路環(huán)把所有伸出鐵心的導(dǎo)體部分聯(lián)結(jié)起來，形成一個(gè)閉合回路。分聯(lián)結(jié)起來，形成一個(gè)閉合回路。整個(gè)繞組的外形象一個(gè)鼠籠，因此整個(gè)繞組的外

7、形象一個(gè)鼠籠，因此而得名。而得名。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1111成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1212三相籠型異步電動(dòng)機(jī)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的外形和拆裝的外形和拆裝成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1313 繞線型轉(zhuǎn)子繞組：繞線型轉(zhuǎn)子繞組：在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)嵌放三個(gè)繞組在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)嵌放三個(gè)繞組，連接成，連接成Y Y形，線端子引到三個(gè)滑環(huán)上，再用三個(gè)固定形，線端子引到三個(gè)滑環(huán)上，再用三個(gè)固定在定子上的電刷將其引出到外電路，這樣可利用外電在定子上的電刷將其引出到外電路，這樣可利用外電路串聯(lián)附加可變電阻，可以路串聯(lián)附加可變電阻，可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能、調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能、轉(zhuǎn)速和機(jī)械特性。轉(zhuǎn)速和機(jī)械特性。成都理工大

8、學(xué)成都理工大學(xué)1414繞線型電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞線型電機(jī)的轉(zhuǎn)子成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)15151515 繞線型電動(dòng)機(jī)繞線型電動(dòng)機(jī)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1616二、工作原理二、工作原理1 1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 轉(zhuǎn)子跟著磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。轉(zhuǎn)子跟著磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。 轉(zhuǎn)子比磁鐵轉(zhuǎn)得慢。轉(zhuǎn)子比磁鐵轉(zhuǎn)得慢。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)1717( )電流入電流入 U1V2W1V1W20n()電流出電流出 U2U1V1W1sinsin120sin240mmmiItiItiIt2 2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生UiViWimIt成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)18180n180tU2U2V1V

9、1W2W2U1U1V2V2W1W1UiViWitmI三相對(duì)稱繞組中流入三相對(duì)稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場三相對(duì)稱繞組中流入三相對(duì)稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場 60tU1U1U2U2V2V2W1W1V1V1W2W20n60N NS SA A120tU2U2V2V2W1W1V1V1W2W20nU1U1i i0:0:首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 規(guī)定規(guī)定i i0:0:尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)19193 3、旋轉(zhuǎn)過程、旋轉(zhuǎn)過程 當(dāng)定子繞組接入三相對(duì)稱交流電源后，產(chǎn)生以當(dāng)定子繞組接入三相對(duì)稱交流電源后，產(chǎn)生以n n0 0=60f/p=60f/p速度的旋轉(zhuǎn)磁場（速度的

10、旋轉(zhuǎn)磁場（n n0 0為同步轉(zhuǎn)速）。磁場切為同步轉(zhuǎn)速）。磁場切割轉(zhuǎn)子繞組使其產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由于轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成割轉(zhuǎn)子繞組使其產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由于轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成閉合回路，轉(zhuǎn)子中便有感應(yīng)電流產(chǎn)生，載流導(dǎo)體在磁閉合回路，轉(zhuǎn)子中便有感應(yīng)電流產(chǎn)生，載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，由此形成的電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子場中受到電磁力的作用，由此形成的電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n nn n0 0。因?yàn)檗D(zhuǎn)速如果達(dá)到。因?yàn)檗D(zhuǎn)速如果達(dá)到n n0 0時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組與定子旋轉(zhuǎn)磁場之間便無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不能，轉(zhuǎn)子繞組與定子旋轉(zhuǎn)磁場之間便無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而無法產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)

11、生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而無法產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。因此，矩。因此，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速略低于旋異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速略低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)20204 4、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 與電源連接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。與電源連接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) AB CM3電電 源源ABCM3電電 源源 U V WU V W U V WU V W成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2121原理：原理： 改變了三相電流的相序，就改變了磁場的旋轉(zhuǎn)方向。改變了三相電流的相序，就改變了磁場的旋轉(zhuǎn)方向。nnUiViW

12、imItUiWiVimIt成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2222 n n0 0磁場的旋轉(zhuǎn)速度，單位：磁場的旋轉(zhuǎn)速度，單位：r/minr/min n n轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，單位：單位：r/minr/min f f三相交流電源頻率三相交流電源頻率=50Hz=50Hz P P旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對(duì)數(shù)，一套三相繞組為旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對(duì)數(shù)，一套三相繞組為1 1個(gè)旋轉(zhuǎn)個(gè)旋轉(zhuǎn) 磁場的磁極對(duì)數(shù)。磁場的磁極對(duì)數(shù)。 S S轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，n=0n=0，則，則s=1s=1；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) n=nn=n0 0，則則s=0s=0。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，s s的取值范的取值范 圍

13、在圍在0.010.010.060.06。5 5、同步轉(zhuǎn)速、同步轉(zhuǎn)速n n0 0、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n和轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差率s s00nnsn 60fn(1s)po60fnp 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)23236 6、旋轉(zhuǎn)磁場的極對(duì)數(shù)、旋轉(zhuǎn)磁場的極對(duì)數(shù)P P與旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)速度當(dāng)定子有一套三相繞組時(shí)：當(dāng)定子有一套三相繞組時(shí)：BiA AX XB BY YC CZ ZAiCiA AX XY YC CB BZ ZNS0 t 形成一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：形成一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：P=1P=1成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2424當(dāng)定子有兩套三相繞組串聯(lián)：當(dāng)定子有兩套三相繞組串聯(lián)：CCYYA AB BC CX XY YZ

14、 ZAAXXBBZZAiBiCi形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：P=2P=2。同理，當(dāng)定子有。同理，當(dāng)定子有n n套三相繞組串聯(lián)，就形成套三相繞組串聯(lián)，就形成n n對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場：P=nP=n0 t AX XNSZ CZBYB Y A C SN成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2525060fn (r/min)p 2p1801500 (r/min）1p3603000 (r/min） 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) 每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速(f50H z ) 3p1201000 (r/min）4p750 (r/min）90成都理工大學(xué)成

15、都理工大學(xué)2626l 例例4-14-1：有一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓的頻有一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓的頻率為率為50Hz50Hz，滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率S=0.02S=0.02。求電動(dòng)機(jī)。求電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 o60fn(1s)n (1s)1500(10.02)1470 r / minpo60f6050n1500 r / minp2 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2727l 例例4-24-2：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其n nN N=1470r/min,=1470r/min,電源頻率為電源頻率為50Hz50Hz。設(shè)在

16、額定負(fù)載下運(yùn)行，試求：。設(shè)在額定負(fù)載下運(yùn)行，試求： 定子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)定子的轉(zhuǎn)速；定子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)定子的轉(zhuǎn)速； 定子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。定子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。求同步轉(zhuǎn)速，從額定轉(zhuǎn)速可看出這是一臺(tái)四磁極的三求同步轉(zhuǎn)速，從額定轉(zhuǎn)速可看出這是一臺(tái)四磁極的三相異步電動(dòng)機(jī)，因此同步轉(zhuǎn)速相異步電動(dòng)機(jī)，因此同步轉(zhuǎn)速=60=6050502=1500 r/min2=1500 r/min求同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差，求同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差，1500-1470=30 r/min1500-1470=30 r/min。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)28284.2 4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)一、銘牌

17、一、銘牌 在電機(jī)外殼上釘有一塊牌子，稱為銘牌。上面注在電機(jī)外殼上釘有一塊牌子，稱為銘牌。上面注明此臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。這是安裝、使用和維明此臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。這是安裝、使用和維修的重要依據(jù)。修的重要依據(jù)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)2929型號(hào)型號(hào) Y132S2-2Y132S2-2標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)XXXXXXXX功率功率 7.5KW7.5KW電流電流 15A15A電壓電壓 380V380V轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 2900r/min2900r/min噪聲噪聲 78dB78dB接法接法防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)IP44IP44頻率頻率 50HZ50HZ出品編號(hào)出品編號(hào)XXXXXX 工作制工作制S1S1B B級(jí)絕緣級(jí)

18、絕緣XXXXXXXXXXXX電機(jī)廠電機(jī)廠成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3030二、額定參數(shù)二、額定參數(shù)1.1.額定功率額定功率P PN N ：電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下，轉(zhuǎn)軸電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率，單位為上輸出的機(jī)械功率，單位為W W或或kWkW。2.2.額定電壓額定電壓U UN N ：電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，加在定子電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組接線端的線電壓，單位為繞組接線端的線電壓，單位為V V或或kVkV。3.3.額定電流額定電流I IN N ：電機(jī)定子繞組上所加電壓為額定電壓，電機(jī)定子繞組上所加電壓為額定電壓，轉(zhuǎn)軸上輸出功率為額定功率時(shí)，流過定子繞組的線轉(zhuǎn)軸

19、上輸出功率為額定功率時(shí)，流過定子繞組的線電流，單位為電流，單位為A A。4.4.額定頻率額定頻率f fN N ：加在定子繞組的電源頻率，我國規(guī)定加在定子繞組的電源頻率，我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工頻為標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz50Hz。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)31315.5.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n nN N ：電機(jī)在定子繞組加額定電壓，轉(zhuǎn)軸輸電機(jī)在定子繞組加額定電壓，轉(zhuǎn)軸輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為r/minr/min。6.6.額定額定coscosN N ：電機(jī)在額定運(yùn)行條件下定子繞組的功電機(jī)在額定運(yùn)行條件下定子繞組的功率因數(shù)。率因數(shù)。7.7.額定效率額定效率N N ：電機(jī)在額定運(yùn)行條件下，轉(zhuǎn)

20、軸輸出電機(jī)在額定運(yùn)行條件下，轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率（即額定功率）與定子繞組輸入的電功的機(jī)械功率（即額定功率）與定子繞組輸入的電功率（即額定輸入功率）的比值。率（即額定輸入功率）的比值。 在銘牌上還標(biāo)出了相數(shù)、繞組連接方式、絕緣等級(jí)在銘牌上還標(biāo)出了相數(shù)、繞組連接方式、絕緣等級(jí)、額定溫升等等。對(duì)于三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)，還標(biāo)有、額定溫升等等。對(duì)于三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)，還標(biāo)有轉(zhuǎn)子繞組的聯(lián)結(jié)方式及轉(zhuǎn)子的額定電壓和電流。轉(zhuǎn)子繞組的聯(lián)結(jié)方式及轉(zhuǎn)子的額定電壓和電流。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3232三、三相異步電動(dòng)機(jī)的連接方式、功率和電磁轉(zhuǎn)矩三、三相異步電動(dòng)機(jī)的連接方式、功率和電磁轉(zhuǎn)矩 1 1、連接方式與電壓關(guān)系、

21、連接方式與電壓關(guān)系UVUU3U UVUWVWUUUUVWUUU成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3333UVUUU UVUWVWUUUUVWUUU例如：例如：某三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為某三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為220/380V220/380V，連接方式，連接方式/Y/Y連接時(shí)的線電壓為連接時(shí)的線電壓為220V220V，Y Y連接時(shí)的線電壓為連接時(shí)的線電壓為380V380V成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)34342 2、功率和電磁轉(zhuǎn)矩、功率和電磁轉(zhuǎn)矩 （1 1）電功率）電功率 三相定子繞組無論是形還是三相定子繞組無論是形還是Y Y形連接，電功率計(jì)形連接，電功率計(jì)算公式是相同的：算公式是相同的： 1NNNP3U I c

22、oskW （）（2 2）機(jī)械功率）機(jī)械功率 NNNNNP3U IcoskW （）（3 3）電磁轉(zhuǎn)矩）電磁轉(zhuǎn)矩 NNPT9.55n （N N . . m m ）成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3535例如：例如： 某普通機(jī)床的主軸電機(jī)某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4(Y132M-4型型) )的額定功率為的額定功率為7.5kw, 7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為。則額定轉(zhuǎn)矩為。3NNNP7.510T9.559.5549.7 N .mn1440 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)36364.3 4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)

23、械特性一、定子電路和轉(zhuǎn)子電路一、定子電路和轉(zhuǎn)子電路 三相異步電動(dòng)機(jī)與變壓器的電磁感應(yīng)原理類似。三相異步電動(dòng)機(jī)與變壓器的電磁感應(yīng)原理類似。定子繞組相當(dāng)于變壓器的初級(jí)繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于定子繞組相當(dāng)于變壓器的初級(jí)繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的次級(jí)繞組。當(dāng)三相電流通過定子繞組產(chǎn)生旋變壓器的次級(jí)繞組。當(dāng)三相電流通過定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)，不僅定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)磁場時(shí)，不僅定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢( (自感、互自感、互感感) )，而且轉(zhuǎn)子繞組也產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流，而且轉(zhuǎn)子繞組也產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流( (自感、自感、互感互感) )。定子和轉(zhuǎn)子繞組的電流、感應(yīng)電動(dòng)勢都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)。定子和轉(zhuǎn)子繞組的電流、感應(yīng)電

24、動(dòng)勢都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性產(chǎn)生影響。矩和機(jī)械特性產(chǎn)生影響。 分別對(duì)定子繞組電路和轉(zhuǎn)子繞組電路進(jìn)行分析，分別對(duì)定子繞組電路和轉(zhuǎn)子繞組電路進(jìn)行分析，為以后的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性分析提供理論基礎(chǔ)。為以后的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性分析提供理論基礎(chǔ)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)37371 1、定子電路、定子電路1i2i1 1R RX1 11e1u2 2R RX22eu u1 1- -每相定子繞組電壓每相定子繞組電壓 i i1 1- -每相定子繞組電流每相定子繞組電流 e e1 1- -每相定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢每相定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢i i2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組電流每相轉(zhuǎn)子繞組電流 e e2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢每相轉(zhuǎn)

25、子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢R R1 1- -每相定子繞組電阻每相定子繞組電阻 X X1 1- -每相定子繞組漏磁感抗每相定子繞組漏磁感抗R R2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組電阻每相轉(zhuǎn)子繞組電阻 X X2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組感抗每相轉(zhuǎn)子繞組感抗成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)3838d eNdt1 11111 定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢：定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢：e e1 1- -每相定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢，負(fù)號(hào)表示與每相定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢，負(fù)號(hào)表示與u u1 1方向相反方向相反f f1 1- -定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢頻率，不變頻時(shí)取為定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢頻率，不變頻時(shí)取為50Hz50Hz1 1- -旋轉(zhuǎn)磁場的每極磁通旋轉(zhuǎn)磁場的每極

26、磁通N N1 1- -每相定子繞組匝數(shù)每相定子繞組匝數(shù)K K - -繞組系數(shù)，繞組系數(shù)，1 1 若不考慮若不考慮R R1 1和和X X1 1的電壓降，可得每相定子繞組電壓：的電壓降，可得每相定子繞組電壓：感應(yīng)電動(dòng)勢有效值：感應(yīng)電動(dòng)勢有效值：1 E4.44Kf N1111 11 UE 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)393922d eNdt1 1 轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢：轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢：E E2 2- -轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢，負(fù)號(hào)表示與轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢，負(fù)號(hào)表示與u u1 1方向相反方向相反f f2 2- -轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢頻率，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢頻率，f f2 2=Sf=Sf1 1(S(S為

27、轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)差率) )N N2 2- -轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)感應(yīng)電動(dòng)勢有效值：感應(yīng)電動(dòng)勢有效值：222 E4.44f N 2 2、轉(zhuǎn)子電路、轉(zhuǎn)子電路 222222EI( Xf L )RX2222222 2 轉(zhuǎn)子繞組電流有效值：轉(zhuǎn)子繞組電流有效值：222222 RcosRX 轉(zhuǎn)子繞組功率因數(shù)：轉(zhuǎn)子繞組功率因數(shù)：成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)404022222nSfEXIcos 當(dāng)當(dāng)n=0n=0時(shí)，時(shí)，S=1S=1，此時(shí)：，此時(shí)：f f2 2、E E2 2、X X2 2、I I2 2最大最大功率因數(shù)功率因數(shù)coscos2 2最小最小當(dāng)當(dāng)n=nn=n0 0時(shí)，時(shí)，S=0S=0，此時(shí)：，此時(shí)：f f2 2

28、、E E2 2、X X2 2、I I2 2最小最小功率因數(shù)功率因數(shù)coscos2 2最大最大22222nSfEXIcos I I2 2 s s1 1I I2 2, ,2cos O O2cos 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4141二、轉(zhuǎn)矩二、轉(zhuǎn)矩 2222122220SRTK IcosK UR(SX)K-K-電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù) -旋轉(zhuǎn)磁場磁通旋轉(zhuǎn)磁場磁通I I2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組電流每相轉(zhuǎn)子繞組電流 coscos2 2- -轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)U U1 1- -電源電壓電源電壓 S-S-轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率R R2 2- -每相轉(zhuǎn)子繞組電阻每相轉(zhuǎn)子繞組電阻 X X2020- -轉(zhuǎn)速

29、為零時(shí)的每相轉(zhuǎn)子繞組感抗轉(zhuǎn)速為零時(shí)的每相轉(zhuǎn)子繞組感抗1.1. 轉(zhuǎn)矩與定子繞組的電源電壓成正比。轉(zhuǎn)矩與定子繞組的電源電壓成正比。2.2. 轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)差率S S影響。影響。3.3. 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子繞組電阻成反比，與功率因數(shù)成正比。轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子繞組電阻成反比，與功率因數(shù)成正比。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4242三、機(jī)械特性三、機(jī)械特性1 1、固有機(jī)械特性、固有機(jī)械特性 電源電壓、頻率保持額定值，定子和轉(zhuǎn)子電路不電源電壓、頻率保持額定值，定子和轉(zhuǎn)子電路不串聯(lián)任何電阻或電抗串聯(lián)任何電阻或電抗( (電容、電感元件電容、電感元件) )的機(jī)械特性。的機(jī)械特性。曲曲線線)(sfT maxTmSNSO OT T

30、S SstT1 1NT22122220sR UTKR(sX) T Tmaxmax- -最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩T Tst st - -啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T TN N - -額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4343 22122220SR UTKR(SX)曲曲線線)(Tfn NnmaxTstTO OnT TNT0nn nm moNonnSn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S=0S=0時(shí)時(shí)( (理想空載理想空載) )：NOnn T0 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S=RS=R2 2/X/X2020時(shí)時(shí)( (臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)) )：21max20UTK2X 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S=1S=1時(shí)時(shí)( (啟動(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)狀態(tài)) )：221st22220R

31、UTKRX 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4444u 重要結(jié)論：重要結(jié)論： 電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能大于或等于其最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能大于或等于其最大轉(zhuǎn)矩T Tmaxmax，否，否則會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)會(huì)因電流過大而發(fā)則會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)會(huì)因電流過大而發(fā)熱燒毀。過載系數(shù)熱燒毀。過載系數(shù)m m=T=Tmaxmax/T/TN N，普通籠型電機(jī)取為，普通籠型電機(jī)取為2.02.02.22.2，起重用繞線型電機(jī)取為，起重用繞線型電機(jī)取為2.52.53.03.0。 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能大于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能大于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T Tstst，電機(jī)才能在順利啟動(dòng)。啟動(dòng)系數(shù)電機(jī)才能在順

32、利啟動(dòng)。啟動(dòng)系數(shù)stst=T=Tstst/T/TN N，一般取，一般取為為1.01.01.21.2。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)45452 2、人為機(jī)械特性、人為機(jī)械特性 改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的額定參數(shù)，可以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的額定參數(shù)，可以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。以此滿足需要。主要針對(duì)以下三種情況的速和轉(zhuǎn)矩。以此滿足需要。主要針對(duì)以下三種情況的機(jī)械特性的變化規(guī)律進(jìn)行分析。機(jī)械特性的變化規(guī)律進(jìn)行分析。降低定子繞組電壓的人為機(jī)械特性降低定子繞組電壓的人為機(jī)械特性改變定子繞組電壓頻率的人為機(jī)械特性改變定子繞組電壓頻率的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)可變電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)可變電阻的人為機(jī)械特性成都

33、理工大學(xué)成都理工大學(xué)4646 降低定子繞組電壓的人為機(jī)械特性降低定子繞組電壓的人為機(jī)械特性 s st t2 22 21 12 22 22 22 20 0R R U UT TK KR RX X m m a ax x2 21 12 20 0U UT TK K2 2X X U1 1 stT T maxU1 1 stT T max1.1.電源電壓下降，導(dǎo)致啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩下降，在負(fù)電源電壓下降，導(dǎo)致啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩下降，在負(fù)載不變的情況下，電機(jī)可能無法啟動(dòng)或者電機(jī)轉(zhuǎn)速下載不變的情況下，電機(jī)可能無法啟動(dòng)或者電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，定子繞組電流增大。降，定子繞組電流增大。2.2.電源電壓升高，負(fù)載不變的情況下，

34、轉(zhuǎn)速增大，定子電源電壓升高，負(fù)載不變的情況下，轉(zhuǎn)速增大，定子繞組電流增大。繞組電流增大。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)47470n 不變不變mS 不變不變 maxT隨著電壓的減小而大大地減小隨著電壓的減小而大大地減小 stT隨著電壓的減小而大大地減小隨著電壓的減小而大大地減小 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)4848改變定子繞組電壓頻率的人為機(jī)械特性改變定子繞組電壓頻率的人為機(jī)械特性 通過改變電壓頻率，來實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的速通過改變電壓頻率，來實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也會(huì)發(fā)生變化，為了使度調(diào)節(jié)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也會(huì)發(fā)生變化，為了使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，在變頻時(shí)也電動(dòng)

35、機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，在變頻時(shí)也使電源電壓相應(yīng)變化，使使電源電壓相應(yīng)變化，使U/fU/f為常數(shù)。實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩變頻為常數(shù)。實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速。調(diào)速。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)49490022002max2022st22220maxN60fnpnnRSXnUTK2XR UTKRXTT fn 020mXfS1/ f fT/1st 不不變變maxT20Xf K1 f f ff f1 1f f2 2成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5050 轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)可變電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)可變電阻的人為機(jī)械特性 0022002max2022st22220maxN60fnpnnRSXnUTK2XR UTKRXT

36、T n n0 0不變不變T Tmaxmax不變不變S S與串聯(lián)電阻正比與串聯(lián)電阻正比成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5151l 例例4-34-3：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加時(shí)，為什么定當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加時(shí)，為什么定子電流會(huì)隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？子電流會(huì)隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？ 當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，勢必要減小轉(zhuǎn)速當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，勢必要減小轉(zhuǎn)速n n增大電磁轉(zhuǎn)矩，增大電磁轉(zhuǎn)矩，使系統(tǒng)保持平衡。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速使系統(tǒng)保持平衡。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n的減小，會(huì)引起：的減小，會(huì)引起：nn轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率SS轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢E E2 2轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I I2 2 因互感作用，定子繞組電流也隨著轉(zhuǎn)子電流增大因互感作用，

37、定子繞組電流也隨著轉(zhuǎn)子電流增大 而增大。而增大。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5252l 例例4-44-4：三相異步電機(jī)帶一定負(fù)載運(yùn)行，若電源電壓三相異步電機(jī)帶一定負(fù)載運(yùn)行，若電源電壓下降，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有什么變化？下降，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有什么變化？ 當(dāng)當(dāng)UIUI2 2TT；同時(shí)定子繞組電流也相應(yīng)減小。同時(shí)定子繞組電流也相應(yīng)減小。隨后為了維持系統(tǒng)平衡，只有減隨后為了維持系統(tǒng)平衡，只有減小轉(zhuǎn)速小轉(zhuǎn)速n n來增大轉(zhuǎn)矩來增大轉(zhuǎn)矩T T，導(dǎo)致轉(zhuǎn)差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流也率、轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流也相應(yīng)增大。相應(yīng)增大。T TL L成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5353l例例4-5

38、4-5：一臺(tái)三相異步電機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。一臺(tái)三相異步電機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。型號(hào)型號(hào)PN/KWUN/Y/Y滿載時(shí)滿載時(shí)Ist/INTst/TNTmax/TNnN/r/min IN/A N cosNY132S-63220/380960 12.8/7.2 83% 0.756.52.02.0試求試求: :(1) (1) 線電壓為線電壓為380V380V時(shí)，三相定子繞組應(yīng)如何接法？時(shí)，三相定子繞組應(yīng)如何接法？(2) (2) 求求n n0 0，p p，S SN N，T TN N，T Tstst，T Tmaxmax，I Istst；(3) (3) 額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少？額定負(fù)載時(shí)電

39、動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少？成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5454 220/380V220/380V表示定子繞組按表示定子繞組按接接法的額定線電壓為法的額定線電壓為220V220V，按，按Y Y接法的額定線電壓為接法的額定線電壓為380V380V。應(yīng)按。應(yīng)按Y Y接法。接法。 n nN N=960r/min=960r/min，n nO O=1000r/min=1000r/min，p=3p=30NN0nn1000960S0.04n1000 NNNP3T9550955029.84(N m)n960 ststNTT229.8459.68N m maxmNTT229.8459.68N mstNI6.5I6.57.

40、246.8AN1NP3P3.61(KW)0.83 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5555l 例例4-64-6：三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流如何變化？對(duì)電動(dòng)機(jī)有何影響？這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流如何變化？對(duì)電動(dòng)機(jī)有何影響？解：解： 轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降為零，轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降為零，轉(zhuǎn)差率S=1S=1。轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢和電流急劇增大，導(dǎo)致定子繞組電流也子感應(yīng)電動(dòng)勢和電流急劇增大，導(dǎo)致定子繞組電流也相應(yīng)急劇增大。時(shí)間一長因高溫?zé)龤щ姍C(jī)繞組。相應(yīng)急劇增大。時(shí)間一長因高溫?zé)龤щ姍C(jī)繞組。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)56564.4 4.4 三相異

41、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)特性一、啟動(dòng)的特點(diǎn)和要求一、啟動(dòng)的特點(diǎn)和要求1 1、啟動(dòng)特點(diǎn)、啟動(dòng)特點(diǎn) 在定子繞組額定電壓、額定頻率條件下啟動(dòng)時(shí)，在定子繞組額定電壓、額定頻率條件下啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S=1S=1，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E E2 2最大，最大，因互感作用，導(dǎo)致定子繞組電流很大，通?？蛇_(dá)定子因互感作用，導(dǎo)致定子繞組電流很大，通常可達(dá)定子額定電流的額定電流的4 47 7倍。倍。 大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)引起電網(wǎng)電壓下降，定大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)引起電網(wǎng)電壓下降，定子繞組能耗過高，時(shí)間一長，引起定子繞組發(fā)熱。子繞組能耗過高，時(shí)間一長，引起定子繞

42、組發(fā)熱。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5757 電網(wǎng)電壓是指高壓供電線路通過電力變壓器變壓電網(wǎng)電壓是指高壓供電線路通過電力變壓器變壓后，輸出的后，輸出的380/220V380/220V電壓，電網(wǎng)電壓下降會(huì)影響其它電壓，電網(wǎng)電壓下降會(huì)影響其它設(shè)備正常工作。設(shè)備正常工作。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)58582 2、啟動(dòng)要求、啟動(dòng)要求有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)、起重和運(yùn)輸機(jī)械有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)、起重和運(yùn)輸機(jī)械能正常啟動(dòng)。能正常啟動(dòng)。在滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下，盡可能減小啟動(dòng)電流和在滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下，盡可能減小啟動(dòng)電流和啟動(dòng)損耗。減少對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。啟動(dòng)損耗。減少對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。啟動(dòng)時(shí)加速平滑，

43、減小對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。啟動(dòng)時(shí)加速平滑，減小對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。啟動(dòng)設(shè)備安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。啟動(dòng)設(shè)備安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)5959二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 1 1直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)）直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)） L1 L2 L3M3L1 L2 L3M3通電應(yīng)用成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6060l 直接啟動(dòng)的條件：直接啟動(dòng)的條件： 344stNISIPI Istst-電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流I IN N -電動(dòng)機(jī)額定電流電動(dòng)機(jī)額定電流S -S -電源變壓器容量電源變壓器容量P -P -電機(jī)功率電機(jī)功率10KW101020KW

44、20KW以上的大型三相異步電動(dòng)機(jī)采用降壓啟動(dòng)。以上的大型三相異步電動(dòng)機(jī)采用降壓啟動(dòng)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)62622 2、定子串聯(lián)電阻或電抗降壓啟動(dòng)、定子串聯(lián)電阻或電抗降壓啟動(dòng)l 方法方法 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上串聯(lián)電阻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上串聯(lián)電阻或電抗，由于電阻或電抗的分壓作用，使加在電動(dòng)機(jī)或電抗，由于電阻或電抗的分壓作用，使加在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上的電壓低于電源電壓，待啟動(dòng)后，再將的定子繞組上的電壓低于電源電壓，待啟動(dòng)后，再將電阻或電抗短接，電動(dòng)機(jī)便在額定電壓下正常運(yùn)行。電阻或電抗短接，電動(dòng)機(jī)便在額定電壓下正常運(yùn)行。l 特點(diǎn)特點(diǎn)電路簡單、不受電機(jī)接線方式限制。電路

45、簡單、不受電機(jī)接線方式限制。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降過大，僅適用于空載或輕載場合。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降過大，僅適用于空載或輕載場合。電阻功耗大，若啟動(dòng)頻繁，電阻會(huì)因升溫高而損壞。電阻功耗大，若啟動(dòng)頻繁，電阻會(huì)因升溫高而損壞。電抗功耗小、體積大、成本高。電抗功耗小、體積大、成本高。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6363 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子繞組電啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子繞組電壓的平方關(guān)系下降。壓的平方關(guān)系下降。s st t2 22 21 12 22 22 22 20 0R R U UT TK KR RX X 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)64643 3、Y-Y-換接降壓啟動(dòng)換接降壓啟動(dòng)l 方法方法 啟動(dòng)時(shí)，把電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成啟動(dòng)時(shí)，把電動(dòng)

46、機(jī)的定子繞組接成Y Y形，電動(dòng)機(jī)定形，電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓低于電源電壓啟動(dòng)，啟動(dòng)完畢時(shí)再恢復(fù)成子繞組電壓低于電源電壓啟動(dòng)，啟動(dòng)完畢時(shí)再恢復(fù)成形，電動(dòng)機(jī)便在額定電壓下正常運(yùn)行。形，電動(dòng)機(jī)便在額定電壓下正常運(yùn)行。l 特點(diǎn)特點(diǎn)啟動(dòng)穩(wěn)定、能耗低。啟動(dòng)穩(wěn)定、能耗低。僅適用于定子繞組接成形的三相異步電機(jī)。僅適用于定子繞組接成形的三相異步電機(jī)。電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的1/31/3，只適用于輕載或空，只適用于輕載或空 載啟動(dòng)。載啟動(dòng)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6565M3L1L2L3FUKM2FRKM3KM1QSY s ts tUI13 ZI33 UZ Ystst1II3 啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)

47、矩啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。與定子電壓的平方成正比。 Ystst1TT3成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6666M3L1L2L3FUKM2FRKM3KM1QSM3L1L2L3FUKM2FRKM3KM1QS開關(guān)合閘通電開關(guān)合閘通電接成接成Y Y形啟動(dòng)形啟動(dòng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6767M3L1L2L3FUKM2FRKM3KM1QS接成形運(yùn)轉(zhuǎn)接成形運(yùn)轉(zhuǎn)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)68684 4、自耦變壓器降壓啟動(dòng)、自耦變壓器降壓啟動(dòng)l 方法方法 啟動(dòng)時(shí)用自耦變壓器來降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組啟動(dòng)時(shí)用自耦變壓器來降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的啟動(dòng)電壓，待電機(jī)啟動(dòng)完畢后，再使電動(dòng)機(jī)與自上的啟動(dòng)電壓，待電

48、機(jī)啟動(dòng)完畢后，再使電動(dòng)機(jī)與自耦變壓器脫離，從而使電機(jī)在全壓下正常運(yùn)行。耦變壓器脫離，從而使電機(jī)在全壓下正常運(yùn)行。l 特點(diǎn)特點(diǎn) 起動(dòng)能耗小。起動(dòng)能耗小。 可調(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓，滿足對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求?？烧{(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓，滿足對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。 可適用于任何類型的三相異步電動(dòng)機(jī)?？蛇m用于任何類型的三相異步電動(dòng)機(jī)。 起動(dòng)設(shè)備復(fù)雜、成本高。起動(dòng)設(shè)備復(fù)雜、成本高。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)6969l 手動(dòng)自耦降壓啟動(dòng)器手動(dòng)自耦降壓啟動(dòng)器21UK1U 212stIKIK I 2ststTK T成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7070手動(dòng)自耦降壓起動(dòng)器控制電路手動(dòng)自耦降壓起動(dòng)器控制電路FRFRFRKMKMKMKMFRFR成都理工

49、大學(xué)成都理工大學(xué)7171l XJ01XJ01系列自耦變壓器自動(dòng)切換降壓啟動(dòng)控制柜系列自耦變壓器自動(dòng)切換降壓啟動(dòng)控制柜成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)72725 5、延邊形換接降壓啟動(dòng)、延邊形換接降壓啟動(dòng)l 方法方法 起動(dòng)時(shí)，把定子三相繞組的一部分聯(lián)接成形，起動(dòng)時(shí)，把定子三相繞組的一部分聯(lián)接成形，另一部分聯(lián)接成另一部分聯(lián)接成Y Y形，每相繞組上所承受的電壓，比形，每相繞組上所承受的電壓，比形聯(lián)接時(shí)的電壓低，比形聯(lián)接時(shí)的電壓低，比Y Y形聯(lián)接時(shí)的電壓高，待電動(dòng)機(jī)形聯(lián)接時(shí)的電壓高，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再將繞組聯(lián)接形全壓運(yùn)行。起動(dòng)后，再將繞組聯(lián)接形全壓運(yùn)行。l 特點(diǎn)特點(diǎn) 起動(dòng)能耗小。起動(dòng)能耗小。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。起動(dòng)

50、轉(zhuǎn)矩大。 僅適用于有延邊繞組的三相異步籠型電機(jī)。僅適用于有延邊繞組的三相異步籠型電機(jī)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7373l 延邊形電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)接方式延邊形電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)接方式原始狀態(tài)原始狀態(tài)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7474啟動(dòng)啟動(dòng)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7575正常運(yùn)轉(zhuǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7676l 延邊形降壓啟動(dòng)控制電路延邊形降壓啟動(dòng)控制電路KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FU1FU2FRKM1KM2U1 V1W1QSKM1KM2W3V3 U3FRW2U2V2KM3KTKM3KM3M3成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7777l 例例4-74-7：有一臺(tái)三相

51、籠型異步電機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下。有一臺(tái)三相籠型異步電機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下。P PN N(KW)(KW)n nN N（r/minr/min）U UN N（V V）N NcoscosN N4040147014703803800.90.90.90.9當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N.m250N.m時(shí)，試問在時(shí)，試問在U=UU=UN N和和U U1 1=0.8U=0.8UN N兩兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？欲采用欲采用Y-Y-降壓啟動(dòng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為降壓啟動(dòng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45T0.45TN N和和0.35T0.35TN N兩種情況下，電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？兩種情況下，電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？若采用自

52、耦變壓器降壓啟動(dòng)，設(shè)降壓比為若采用自耦變壓器降壓啟動(dòng)，設(shè)降壓比為0.640.64，求，求電源線路中通過的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電源線路中通過的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。I Istst/I/IN NT Tstst/T/TN NT Tmaxmax/T/TN N接法接法6.56.51.21.22.02.0成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7878NNNP40000(1) T9.559.55260(N m)n1470stYstNN11(2) TT1.2T0.4T33 U=UU=UN N時(shí)，時(shí)，T Tstst=1.2T=1.2TN N=1.2=1.2260=312260=312T TL L，能順利啟動(dòng)。，能

53、順利啟動(dòng)。U=0.8UU=0.8UN N時(shí)，時(shí)，T Tstst=0.8=0.82 2312200312200T TL L，不能順利啟動(dòng)，不能順利啟動(dòng)。T TstYstY0.35T0.35TL L，能順利啟動(dòng)。，能順利啟動(dòng)。T TstYstY0.45T0.45TL L，不能順利啟動(dòng)。，不能順利啟動(dòng)。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)7979 N NU U4000040000=75 A=75 A1. 7323800. 90. 91. 7323800. 90. 9I II200I200NNNNN NN NN NstNstN2222ststststP3IP3I coscos P PI I3U3U coscos

54、6.5I6.575487.5 A6.5I6.575487.5 AI0.640.64487.5AI0.640.64487.5A(3)(3)當(dāng)當(dāng)U=0.64UU=0.64UN N時(shí)，時(shí)， T Tstst=0.64=0.642 2312127.8 N.m312127.8 N.m由由得得成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8080三、三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)方法三、三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)方法轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)81811 1、轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻啟動(dòng)、轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻啟動(dòng)l 方法方法 啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻

55、，以此減少啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)多段電阻，以此減少啟動(dòng)電流，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)完畢后，用開關(guān)逐級(jí)短接電流，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)完畢后，用開關(guān)逐級(jí)短接啟動(dòng)電阻。啟動(dòng)電阻。l 特點(diǎn)特點(diǎn)在一定范圍內(nèi)，串聯(lián)電阻的阻值與轉(zhuǎn)速成反比，與在一定范圍內(nèi)，串聯(lián)電阻的阻值與轉(zhuǎn)速成反比，與 轉(zhuǎn)矩成正比，與啟動(dòng)電流成反比。轉(zhuǎn)矩成正比，與啟動(dòng)電流成反比。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的場合，如大型起重設(shè)備常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的場合，如大型起重設(shè)備 隨著交流變頻調(diào)速不斷發(fā)展，此類調(diào)速方法逐漸很隨著交流變頻調(diào)速不斷發(fā)展，此類調(diào)速方法逐漸很 少采用。少采用。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8282L1L2L3FUFRKM43RKM32RK

56、M21RKM1QSM3 啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)，QSQS和和KM1KM1閉合，閉合，KM2KM2KM4KM4斷開，三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)串?dāng)嚅_，三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)串聯(lián)三段電阻啟動(dòng)。啟動(dòng)完畢后，使聯(lián)三段電阻啟動(dòng)。啟動(dòng)完畢后，使KM2KM2KM4KM4依次閉合，逐級(jí)把啟動(dòng)電阻依次閉合，逐級(jí)把啟動(dòng)電阻短接。短接。成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)83832 2、轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器啟動(dòng)控制電路、轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器啟動(dòng)控制電路 頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化、靜止頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化、靜止的無觸點(diǎn)電磁元件。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵心損耗非常大的無觸點(diǎn)電磁元件。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵心損耗非常大的三相電抗器

57、。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將頻敏變阻器串接的三相電抗器。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將頻敏變阻器串接在轉(zhuǎn)子繞組中，啟動(dòng)完畢后短接頻敏變阻器。在轉(zhuǎn)子繞組中，啟動(dòng)完畢后短接頻敏變阻器。X XL L=2f=2f2 2L Lf f2 2=Sf=Sf1 1成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8484 啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)差率很大，故轉(zhuǎn)子啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)差率很大，故轉(zhuǎn)子電流頻率電流頻率f f2 2很大（接近電源頻率很大（接近電源頻率f f1 1），鐵心中的損耗），鐵心中的損耗很大，其等效阻抗很大，限制了啟動(dòng)電流，增大了啟很大，其等效阻抗很大，限制了啟動(dòng)電流，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著轉(zhuǎn)速的增加，轉(zhuǎn)子電流頻率下降動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著轉(zhuǎn)速

58、的增加，轉(zhuǎn)子電流頻率下降, , 阻抗阻抗減小，而啟動(dòng)電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。減小，而啟動(dòng)電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。頻敏變阻器頻敏變阻器實(shí)際上是利用轉(zhuǎn)子頻率實(shí)際上是利用轉(zhuǎn)子頻率f f2 2的平滑變化達(dá)到使轉(zhuǎn)子回路的平滑變化達(dá)到使轉(zhuǎn)子回路總電阻平滑減小的目的?？傠娮杵交瑴p小的目的。啟動(dòng)結(jié)束后，把頻敏變阻器啟動(dòng)結(jié)束后，把頻敏變阻器從電路中切除。由于頻敏變阻器的等效阻抗隨轉(zhuǎn)子電從電路中切除。由于頻敏變阻器的等效阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率而變化，反應(yīng)靈敏，故叫頻敏變阻器。這類控流頻率而變化，反應(yīng)靈敏，故叫頻敏變阻器。這類控制電路結(jié)構(gòu)較簡單、成本較低、維護(hù)方便、可實(shí)現(xiàn)平制電路結(jié)構(gòu)較簡單、成本較低、維護(hù)方便、可實(shí)現(xiàn)平

59、滑啟動(dòng)。因啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，僅適于繞線型電動(dòng)機(jī)輕載滑啟動(dòng)。因啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，僅適于繞線型電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)。啟動(dòng)。 成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8585L1L2L3FU1FU2QSKM1KM1KM2RFKTKM2M3 KM1FRSB2SB1KTKM2KM2KM23控制電路控制電路FR成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8686L1L2L3FU1KM1KM1KM2RFM3 SB2SB1KTKM2KM23合上合上QSQS按下按下SB1SB1KM1KM1線圈得電線圈得電KTKT線圈得電線圈得電KTKM2KM1KM2FU2QSFRFR成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8787L1L2L3FU1KM1KM1KM2RFM3 SB2SB1KT

60、KM2KM23KM1KM1主觸頭閉主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)合，電動(dòng)機(jī)串聯(lián)頻敏電串聯(lián)頻敏電阻起動(dòng)。阻起動(dòng)。KTKM2KM1KM2FU2QSFRFR成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8888L1L2L3FU1KM1KM1KM2RFM3 SB2SB1KTKM2KM23KTKT延時(shí)閉合延時(shí)閉合觸頭閉合觸頭閉合KM2KM2線圈得電線圈得電KM2KM2觸頭閉合觸頭閉合切除頻敏電切除頻敏電阻，電動(dòng)機(jī)阻，電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行全速運(yùn)行KTKM2KM1KM2FU2QSFRFR成都理工大學(xué)成都理工大學(xué)8989L1L2L3FU1KM1KM1KM2RFM3 SB2SB1KTKM2KM23KTKT線圈失電線圈失電KTKT延時(shí)閉合延時(shí)閉合觸頭復(fù)