三相異步電動機的電力拖動課件

3.5三相異步電動機的起動起動性能包括：

起動電流倍數Ist/IN;（起動電流?。┢饎愚D矩倍數Tst/TN;（起動轉矩大）起動時間起動時消耗的能量起動設備的簡單和可靠；起動的過渡時間起動指電動機接通電源后由靜止狀態(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程.3.5三相異步電動機的起動起動性能包括：起動1起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉子導條切割磁力線速度很大。轉子感應電勢轉子電流大電流使電網電壓降低影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定2可以直接起動的條件：起動電流倍數3.5.1直接起動缺點：起動電流大，起動轉矩并不大；優(yōu)點：起動方法最簡單，操作很方便。可以直接起動的條件：起動電流倍數3.5.1直接起動缺點3定子串電阻或電抗器降壓起動；Y－起動用自耦變壓器降壓起動；3.5.2籠型異步電動機的降壓起動定子串電阻或電抗器降壓起動；3.5.2籠型異步電動機的41、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機是不經濟的1、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機是不經濟的5適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時Y接；運行時△接。起動電流關系:Y-△降壓起動多用于空載或輕載起動2、Y/△降壓起動起動轉矩關系:適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時Y接；6Y－起動：正常運行

起動設：電機每相阻抗為Y－起動：正常運行起動設：電機每相阻抗為73.自耦變壓器降壓起動直接起動時的起動電流：降壓后二次側起動電流：變壓器一次側電流：電網提供的起動電流減小倍數：起動轉矩減小的倍數：自耦變壓器一般有三個分接頭可供選用。3.自耦變壓器降壓起動直接起動時的起動電流：降壓后二次側起動83.5.3變頻起動起動時，給三相異步電動機加低壓低頻的交流電，隨著轉速的上升，逐漸提高電源的電壓和頻率，直到額定電壓和頻率。3.5.3變頻起動起動時，給三相異步電動93.5.4繞線型異步電動機轉子串電阻起動

在轉子回路中串聯(lián)適當的電阻,既能限制起動電流，又能增大起動轉矩。

為了有較大的起動轉矩、使起動過程平滑，應在轉子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸切除起動電阻。3.5.4繞線型異步電動機轉子串電阻起動在轉子回10電動機由a點開始起動，經b→c→d→e→f→g→h，完成起動過程。轉子串電阻起動電動機由a點開始起動，經b→c→d→e→f→g→h，完成11拓展：轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。起動時，S2斷開，轉子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機通電開始起動。拓展：轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器12例:三相異步電動機，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流Ist/IN=7，求：（1）接法時的啟動電流Ist

（2）若啟動時改為Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A例:三相異步電動機，電源電壓=380V，三相定子（1）Is13

第四節(jié)三相異步電動機的制動第四節(jié)三相異步電動機的制動14

三相異步電動機的制動三相異步電動機的電動狀態(tài)：電磁轉矩T與轉速n同方向，電機從電源吸收電功率，扣除自身損耗外，轉變?yōu)闄C械功率送至負載；三相異步電動機的制動三相異步電動機的電動狀態(tài)：電磁轉矩T與15在負載轉矩為位能性負載轉矩的機械設備中（例如起重機下放重物時，運輸工具在下坡運行時）使設備保持一定的運行速度。在機械設備需要減速或停止時，電動機能實現減速和停止。異步電動機的制動狀態(tài)：T與n方向相反。在負載轉矩為位能性負載轉矩的機械設備中（例如起重機下放重物時16電氣制動的方法能耗制動反接制動回饋制動

制動方法

機械制動

利用機械裝置使電動機從電源切斷后能迅速停轉。

電氣制動

使異步電動機所產生的電磁轉矩T和電動機轉子的轉速n的方向相反。

電氣制動的方法制動方法17一、能耗制動實現：制動時，KM1斷開，電機脫離電網，同時KM2閉合，在定子繞組中通入直流勵磁電流。能耗制動基本原理：如圖所示：一、能耗制動實現：制動時，KM1斷開，電機脫離電網，同時KM181、電源兩相反接的反接制動

二、反接制動實現：機械特性由1變?yōu)?，工作點由A→B→C，n=0,制動過程結束。繞線式電動機在定子兩相電源反接同時,可在轉子回路串聯(lián)制動電阻來限制制動電流和增大制動轉矩,曲線3。

由于定子旋轉磁場方向改變，理想空載轉速變?yōu)?n1，S＞1。處于正向電動運行的三相繞線式異步電動機，當改變三相電源的相序時，電動機便進入了反接制動過程.反接制動過程中，電動機電源相序為負序，如圖所示:1、電源兩相反接的反接制動二、反接制動實現：機械特性由1變192、倒拉反轉的反接制動反接制動實現：在轉子回路串聯(lián)適當大電阻RB。電機工作點由A→B→C，n=0，制動過程開始，電機反轉，直到D點。在第四象限才是制動狀態(tài)。由于電機反向旋轉，n<0，所以s>1。適用于繞線式異步電動機帶位能性負載情況。2、倒拉反轉的反接制動反接制動實現：在轉子回路串聯(lián)適當大電阻20三、回饋制動實現：電動機轉子在外力作用下，使n>n1。

回饋制動狀態(tài)實際上就是將軸上的機械能轉變成電能并回饋到電網的異步發(fā)電機狀態(tài)。1、反向回饋制動（適用于將重物高速放下）

首先將定子兩相反接,定子旋轉磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點由A到B。經過反接制動過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負載作用下反向加速并超過同步速，直到D點保持穩(wěn)定運行。電機機械特性為曲線1，運行于A點。三、回饋制動實現：電動機轉子在外力作用下，使n>n1。21回饋制動2、正向回饋制動（變極或變頻調速過程中出現）電機機械特性曲線1，運行于A點。電機工作點由A變到B，電磁轉矩為負，，電機處于回饋制動狀態(tài)。當電機采用變極（增加極數）或變頻（降低頻率）進行調速時，機械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)椤；仞佒苿?、正向回饋制動（變極或變頻調速過程中出現）電機機械22第五節(jié)三相異步電動機的調速第五節(jié)三相異步電動機的調速23異步電動機的速度公式:

異步電動機調速方法有：(1)變極調速(2)變頻調速(3)變轉差調速。(1)(2)適合于鼠籠式異步電動機，(3)用于繞線式異步電動機。異步電動機的速度公式:異步電動機調速方法有：(1)變極調速24變極調速1、變極原理變極調速1、變極原理251、Y-YY變極調速

低速倍極數Y接法，高速少極數YY接法變極調速1、Y-YY變極調速低速倍極數Y接法，高速少極數YY接法變26低速Y接法時（2P）不考慮cosj和h的變化時：這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，功率增加一倍，接近恒轉矩調速，適宜帶起重電葫蘆、運輸傳送帶等恒轉矩負載。高速YY接法時（P）變極調速低速Y接法時（2P）不考慮cosj和h的變化時：這種接法極數272、D-YY變極調速變極調速2、D-YY變極調速變極調速28這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，轉矩減小了近一半，而功率僅變化了15%，接近恒功率調速，應用于各種機床的粗加工和精加工。

低速D接法時（2p）：高速YY接法時（p）：不考慮cosj和h的變化時：變極調速這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，轉矩減小了近一半，而功率29變頻調速變頻調速：

改變三相異步電動機電源頻率，可以改變旋轉磁通勢的同步轉速，達到調速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調速時，可以從基頻向上調，也可以從基頻向下調。變頻調速變頻調速：30變頻調速因此：當變頻調速時，f1下降，若電壓U1不變，則使φ1增加，使磁路過度飽和，I0增大，導致功率因數降低、損耗增加、效率降低，從而使電機的負載能力變小。1.從基頻向下變頻調速我們知道，忽略定子漏阻抗壓降，三相異步電動機每相電壓：降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。這種方法是恒磁通控制方式變頻調速因此：當變頻調速時，f1下降，若電壓U1不變，則使φ312.從基頻向上變頻調速：升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調速時，只能保持電壓為U1不變，頻率越高，磁通Φ1越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁升速情況。

變頻調速2.從基頻向上變頻調速：變頻調速32f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調速f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調速33變頻調速的特點：1、從基頻向下調時，為恒轉矩調速方式；從基頻向上調時，為近似恒功率調速方式。2、調速范圍大。3、調速穩(wěn)定性好。4、頻率可以連續(xù)調節(jié)，變頻調速為無級調速。此種調速方法調速性能較好，發(fā)展很快。其主要環(huán)節(jié)是變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）價格較高。變頻調速變頻調速的特點：1、從基頻向下調時，為恒轉矩調速方式；從基頻34

變轉差調速1、轉子回路串電阻調速繞線式異步電動機的轉子回路串入對稱三相調節(jié)電阻，其機械特性曲線ｎ=f(Ｔ)形狀將發(fā)生變化。最大轉矩的位置隨所串電阻的增大而下移。

變轉差調速1、轉子回路串電阻調速繞線式異步電動機的轉子35轉子回路串電阻調速的特點：1、調速方法簡單，初投資少；2、低速時機械特性軟，調速的平滑性差，調速范圍不大；3、銅耗大，效率低，電機發(fā)熱嚴重。屬于恒轉矩調速，多用于斷續(xù)工作的生產機械，在低速運行的時間不長，且要求調速性能不高的場合，如用于橋式起重機。轉子回路串電阻調速的特點：1、調速方法簡單，初投資少；屬于恒36原理:

三相異步電動機的同步轉速與電壓無關，而最大轉矩與電壓的平方成正比,因此負載轉矩一定時,電壓越低,轉速也越低,所以降低電壓,可以調速。2、改變定子電壓調速原理:2、改變定子電壓調速373.5三相異步電動機的起動起動性能包括：

起動電流倍數Ist/IN;（起動電流小）起動轉矩倍數Tst/TN;（起動轉矩大）起動時間起動時消耗的能量起動設備的簡單和可靠；起動的過渡時間起動指電動機接通電源后由靜止狀態(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程.3.5三相異步電動機的起動起動性能包括：起動38起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉子導條切割磁力線速度很大。轉子感應電勢轉子電流大電流使電網電壓降低影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定39可以直接起動的條件：起動電流倍數3.5.1直接起動缺點：起動電流大，起動轉矩并不大；優(yōu)點：起動方法最簡單，操作很方便?？梢灾苯悠饎拥臈l件：起動電流倍數3.5.1直接起動缺點40定子串電阻或電抗器降壓起動；Y－起動用自耦變壓器降壓起動；3.5.2籠型異步電動機的降壓起動定子串電阻或電抗器降壓起動；3.5.2籠型異步電動機的411、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機是不經濟的1、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機是不經濟的42適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時Y接；運行時△接。起動電流關系:Y-△降壓起動多用于空載或輕載起動2、Y/△降壓起動起動轉矩關系:適用于正常運行時定子繞組為三角形接線的電動機。起動時Y接；43Y－起動：正常運行

起動設：電機每相阻抗為Y－起動：正常運行起動設：電機每相阻抗為443.自耦變壓器降壓起動直接起動時的起動電流：降壓后二次側起動電流：變壓器一次側電流：電網提供的起動電流減小倍數：起動轉矩減小的倍數：自耦變壓器一般有三個分接頭可供選用。3.自耦變壓器降壓起動直接起動時的起動電流：降壓后二次側起動453.5.3變頻起動起動時，給三相異步電動機加低壓低頻的交流電，隨著轉速的上升，逐漸提高電源的電壓和頻率，直到額定電壓和頻率。3.5.3變頻起動起動時，給三相異步電動463.5.4繞線型異步電動機轉子串電阻起動

在轉子回路中串聯(lián)適當的電阻,既能限制起動電流，又能增大起動轉矩。

為了有較大的起動轉矩、使起動過程平滑，應在轉子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸切除起動電阻。3.5.4繞線型異步電動機轉子串電阻起動在轉子回47電動機由a點開始起動，經b→c→d→e→f→g→h，完成起動過程。轉子串電阻起動電動機由a點開始起動，經b→c→d→e→f→g→h，完成48拓展：轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。起動時，S2斷開，轉子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機通電開始起動。拓展：轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器49例:三相異步電動機，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流Ist/IN=7，求：（1）接法時的啟動電流Ist

（2）若啟動時改為Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A例:三相異步電動機，電源電壓=380V，三相定子（1）Is50

第四節(jié)三相異步電動機的制動第四節(jié)三相異步電動機的制動51

三相異步電動機的制動三相異步電動機的電動狀態(tài)：電磁轉矩T與轉速n同方向，電機從電源吸收電功率，扣除自身損耗外，轉變?yōu)闄C械功率送至負載；三相異步電動機的制動三相異步電動機的電動狀態(tài)：電磁轉矩T與52在負載轉矩為位能性負載轉矩的機械設備中（例如起重機下放重物時，運輸工具在下坡運行時）使設備保持一定的運行速度。在機械設備需要減速或停止時，電動機能實現減速和停止。異步電動機的制動狀態(tài)：T與n方向相反。在負載轉矩為位能性負載轉矩的機械設備中（例如起重機下放重物時53電氣制動的方法能耗制動反接制動回饋制動

制動方法

機械制動

利用機械裝置使電動機從電源切斷后能迅速停轉。

電氣制動

使異步電動機所產生的電磁轉矩T和電動機轉子的轉速n的方向相反。

電氣制動的方法制動方法54一、能耗制動實現：制動時，KM1斷開，電機脫離電網，同時KM2閉合，在定子繞組中通入直流勵磁電流。能耗制動基本原理：如圖所示：一、能耗制動實現：制動時，KM1斷開，電機脫離電網，同時KM551、電源兩相反接的反接制動

二、反接制動實現：機械特性由1變?yōu)?，工作點由A→B→C，n=0,制動過程結束。繞線式電動機在定子兩相電源反接同時,可在轉子回路串聯(lián)制動電阻來限制制動電流和增大制動轉矩,曲線3。

由于定子旋轉磁場方向改變，理想空載轉速變?yōu)?n1，S＞1。處于正向電動運行的三相繞線式異步電動機，當改變三相電源的相序時，電動機便進入了反接制動過程.反接制動過程中，電動機電源相序為負序，如圖所示:1、電源兩相反接的反接制動二、反接制動實現：機械特性由1變562、倒拉反轉的反接制動反接制動實現：在轉子回路串聯(lián)適當大電阻RB。電機工作點由A→B→C，n=0，制動過程開始，電機反轉，直到D點。在第四象限才是制動狀態(tài)。由于電機反向旋轉，n<0，所以s>1。適用于繞線式異步電動機帶位能性負載情況。2、倒拉反轉的反接制動反接制動實現：在轉子回路串聯(lián)適當大電阻57三、回饋制動實現：電動機轉子在外力作用下，使n>n1。

回饋制動狀態(tài)實際上就是將軸上的機械能轉變成電能并回饋到電網的異步發(fā)電機狀態(tài)。1、反向回饋制動（適用于將重物高速放下）

首先將定子兩相反接,定子旋轉磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點由A到B。經過反接制動過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負載作用下反向加速并超過同步速，直到D點保持穩(wěn)定運行。電機機械特性為曲線1，運行于A點。三、回饋制動實現：電動機轉子在外力作用下，使n>n1。58回饋制動2、正向回饋制動（變極或變頻調速過程中出現）電機機械特性曲線1，運行于A點。電機工作點由A變到B，電磁轉矩為負，，電機處于回饋制動狀態(tài)。當電機采用變極（增加極數）或變頻（降低頻率）進行調速時，機械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)??；仞佒苿?、正向回饋制動（變極或變頻調速過程中出現）電機機械59第五節(jié)三相異步電動機的調速第五節(jié)三相異步電動機的調速60異步電動機的速度公式:

異步電動機調速方法有：(1)變極調速(2)變頻調速(3)變轉差調速。(1)(2)適合于鼠籠式異步電動機，(3)用于繞線式異步電動機。異步電動機的速度公式:異步電動機調速方法有：(1)變極調速61變極調速1、變極原理變極調速1、變極原理621、Y-YY變極調速

低速倍極數Y接法，高速少極數YY接法變極調速1、Y-YY變極調速低速倍極數Y接法，高速少極數YY接法變63低速Y接法時（2P）不考慮cosj和h的變化時：這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，功率增加一倍，接近恒轉矩調速，適宜帶起重電葫蘆、運輸傳送帶等恒轉矩負載。高速YY接法時（P）變極調速低速Y接法時（2P）不考慮cosj和h的變化時：這種接法極數642、D-YY變極調速變極調速2、D-YY變極調速變極調速65這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，轉矩減小了近一半，而功率僅變化了15%，接近恒功率調速，應用于各種機床的粗加工和精加工。

低速D接法時（2p）：高速YY接法時（p）：不考慮cosj和h的變化時：變極調速這種接法極數減少一半，轉速增加一倍，轉矩減小了近一半，而功率66變頻調速變頻調速：

改變三相異步電動機電源頻率，可以改變旋轉磁通勢的同步轉速，達到調速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調速時，可以從基頻向上調，也可以從基頻向下調。變頻調速變頻調速：67變頻調速因此：當變頻調速時，f1下降，若電壓U1不變，則使φ1增加，使磁