第5章三相感應(yīng)電動機的電力拖動

第五章三相感應(yīng)電動機的電力拖動5－1三相感應(yīng)電動機的機械特性——一、機械特性的三種表達式1物理表達式——感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)在不同轉(zhuǎn)速時，T與m及轉(zhuǎn)子電流的有功分量遵循左手定則。一、機械特性的三種表達式一、機械特性的三種表達式2參數(shù)表達式發(fā)電電動一、機械特性的三種表達式臨界轉(zhuǎn)差率使，即可求得最大轉(zhuǎn)矩由于過載倍數(shù)一、機械特性的三種表達式起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)一般三、實用表達式一、機械特性的三種表達式忽略

r1

得機械特性的實用表達式機械特性的直線表達式（）注（1）實用表達式的使用情況；（2）Sm的求解二、固有機械特性1）起始點A特點：n＝0，s＝1，起動轉(zhuǎn)矩TQ，起動電流IQ。2）額定工作點B特點：n＝nN，額定轉(zhuǎn)矩TN，。3）同步轉(zhuǎn)速點H；特點：n＝n1，s＝0，轉(zhuǎn)矩T＝0，，。4）最大轉(zhuǎn)矩點P和P′電動狀態(tài)最大轉(zhuǎn)矩點P：反饋制動最大轉(zhuǎn)矩點P′：練習(xí)：已知一臺三相異步電動機，額定功率PN＝70kw，額定電壓220v/380v，額定轉(zhuǎn)速nN＝725r/min，過載倍數(shù)M＝2.4。求其固有機械特性的實用公式。三、人為機械特性（一）降低不變不變降低后電動機電流將大于額定值，電動機如長時連續(xù)運行，最終溫升將超過允許值，導(dǎo)致電動機壽命縮短，甚至燒壞。三、人為機械特性T不變（恒轉(zhuǎn)矩），人為機械特性的直線表達式降壓后的人為機械特性實用表達式（二）轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串聯(lián)對稱電阻轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對稱電阻適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機的起動，也可用于調(diào)速。n1、Tm不變?nèi)?、人為機械特性三、人為機械特性轉(zhuǎn)子串電阻后的人為機械特性實用表達式人為機械特性的直線表達式5－2三相感應(yīng)電動機的起動一、感應(yīng)電動機的固有起動固有起動：按固有機械特性起動。起動電流起動轉(zhuǎn)矩一般只有輸出功率小于7.5kW才直接起動。二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法如果功率大于7.5kW，而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求者，電動機也可允許直接起動。≤起動電流倍數(shù)電機的產(chǎn)品目錄中給出如果不能滿足要求，則必須采用減壓起動的方法。1直接起動SH:供電電源的容量二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法2降壓起動籠型異步電動機電抗減壓起動的原理圖籠型異步電動機電阻減壓起動的原理圖（1）電阻或電抗減壓起動二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法——降壓起動電阻或電抗減壓起動特點：1起動平穩(wěn)、運行可靠、構(gòu)造簡單，其中電阻減壓起動在起動階段功率因數(shù)較高；2起動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比減少，因此只適用于輕載或空載起動；3采用手動或自動控制線路，成本較高，且起動時電能損耗較多，實際應(yīng)用不多。（2）自耦變壓器降壓起動二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法——降壓起動異步電動機自耦補償起動的原理線路圖自耦變壓器的減壓原理圖自耦變壓器起動特點：1起動轉(zhuǎn)矩和起動電流(對電網(wǎng)而言)降低同樣倍數(shù)；2變壓器的副邊繞組一般有三個抽頭，分別為電源電壓的40％，60％和80％，以滿足不同負載的要求；3適用于容量較大的低壓電動機減壓起動，應(yīng)用很廣泛；4體積大，重量大，價格高，需維護檢修。二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法——降壓起動二、籠型感應(yīng)電動機的起動方法——降壓起動（2）Y－起動籠型異步電動機星形三角形起動的原理線路圖特點：1只能用于正常運轉(zhuǎn)時定子繞組為三角形聯(lián)接的電動機；2體積小、重量輕、價廉物美，運行可靠，檢修方便；3起動電壓只能降到。電源線電流二、繞線式感應(yīng)電動機的起動方法轉(zhuǎn)子回路串電阻起動二、繞線式感應(yīng)電動機的起動方法令二、繞線時感應(yīng)電動機的起動方法轉(zhuǎn)子回路串電阻起動特點：可限制起動時轉(zhuǎn)子和定子電流，且增大起動轉(zhuǎn)矩，減少起動時間，繞線式轉(zhuǎn)子比籠型有更好的起動特性，適用于功率較大的重載起動。思考題：1某三相鼠籠式異步電動機銘牌上標(biāo)注的額定電壓為380/220V，接在380V的交流電網(wǎng)上空載啟動，能否采用Y/降壓啟動？2三相異步電動機定子繞組接法為？時，才可能采用Y/降壓啟動？3三相繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串入電阻可以增大啟動轉(zhuǎn)矩，串入電阻值越大，啟動轉(zhuǎn)矩也越大，對嗎？4一般三相鼠籠異步電動機采用自耦變壓器啟動時，可以拖動額定負載啟動嗎？（1）不能；（2）接；（3）不是；（4）不能5－3三相感應(yīng)電動機的制動一、反接制動1轉(zhuǎn)向反向的反接制動（適用于將重物低速下放）電磁功率與軸上輸入功率全部消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上。2、定子兩相對調(diào)的反接制動一、反接制動在反接制動過程中，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢比起動時大，故需在轉(zhuǎn)子回路串接電阻。轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機械特性()一、反接制動二、回饋制動1、電機回饋制動（發(fā)電）運行狀態(tài)二、回饋制動1、轉(zhuǎn)向反向的回饋制動機械特性：2、轉(zhuǎn)向不變的回饋制動二、回饋制動電車下坡時回饋制動的機械特性思考題：1三相異步電動機運行于反向回饋制動狀態(tài)時，是否可以把電動機定子出線端從接在電源上改變?yōu)榻釉谪撦d（用電器如電燈）上？為什么？答：不能。還需從電源吸收無功功率建立磁場。2三相異步電動機拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載運行，若TZ較小，采用反接制動停車時應(yīng)注意什么問題？答：當(dāng)接近n＝0采用抱閘等停車措施。3一臺八極繞線式三相異步電動機起重機的主鉤，提升額定負載?，F(xiàn)要以相同的速度把負載下放，可采用的方法：A降低電機電源電壓；B對調(diào)定子繞組任意兩出線端；C轉(zhuǎn)子繞組中串入三相對稱電阻C練習(xí)題：某繞線式異步電動機銘牌參數(shù)如下：PN＝75kW，U1N＝380V，I1N＝144A，E2N＝399V，I2N＝116A，nN＝1460r/min,M=2.8。（1）當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩TZ＝0.8TN，要求轉(zhuǎn)速nB＝500r/min時，轉(zhuǎn)子每相串入多大電阻？（2）電動機在n＝nN的電動狀態(tài)，采用定子兩相對調(diào)的反接制動，如要求開始的制動轉(zhuǎn)矩等于1.5TN，則轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串接多大電阻？（3）如該電動機帶位能負載，負載轉(zhuǎn)矩TZ＝0.8TN，要求穩(wěn)定下放轉(zhuǎn)速n=-300r/min，求轉(zhuǎn)子每相的串接電阻。三、能耗制動恒定磁場的產(chǎn)生三、能耗制動能耗制動的機械特性1等效三相交流電流n:能耗制動時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1:正向電動時磁場同步轉(zhuǎn)速能耗制動時假想的旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速等效的交流電源的頻率三、能耗制動2能耗制動時的機械特性三、能耗制動能耗制動時機械特性的參數(shù)表達式轉(zhuǎn)子回路串電阻三、能耗制動實用表達式當(dāng)時直線表達式思考題：三相籠型異步電動機能耗制動時，若定子接線方式不同而通入的直流電流相同，電動機的制動轉(zhuǎn)矩開始瞬間一樣大小嗎？不同，只有等效交流電流相同，其制動轉(zhuǎn)矩開始瞬間一樣。5－4三相感應(yīng)電動機的調(diào)速感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的兩個基本途經(jīng)：改變同步轉(zhuǎn)速1改變電機極對數(shù)p；2改變電源頻率f。改變轉(zhuǎn)差率降低定子輸入電壓；轉(zhuǎn)子回路串電阻。一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速1變極調(diào)速原理調(diào)速原理：兩個“半相繞組”順串時可將極對數(shù)增加一倍；兩個“半相繞組”反并時可將極對數(shù)減少一倍。一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速2變極的原理接線一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速2變極的原理接線3變極調(diào)速的機械特性一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速變極調(diào)速時，電動機的容許輸出功率或轉(zhuǎn)矩在變速前后的關(guān)系。輸出功率假設(shè)與cos1在變極前后不變忽略定子損耗，則電磁功率與輸入功率相等一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。近似恒功率調(diào)速，適用于恒功率負載。一感應(yīng)電動機的變極調(diào)速特點：1機械特性較硬，既適合于恒轉(zhuǎn)矩負載也適用于恒功率負載；2有級調(diào)速，適合于不需平滑調(diào)速的場合。二感應(yīng)電動機的變頻調(diào)速1變頻調(diào)速時頻率與端電壓的關(guān)系保持主磁通不變電源的輸出電壓大小與其頻率成正比的調(diào)節(jié)。保持電動機過載能力不變二感應(yīng)電動機的變頻調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩負載恒功率負載2變頻調(diào)速時的機械特性二感應(yīng)電動機的變頻調(diào)速二感應(yīng)電動機的變頻調(diào)速特點：1機械特性較硬，調(diào)速范圍廣，可適應(yīng)不同負載要求。2調(diào)速平滑性好。3電壓下調(diào)，且保持u/f＝常數(shù)時，Tm＝常數(shù)，nm＝常數(shù)，即不同頻率的各條機械特性是平行的，硬度相同。練習(xí)題一臺繞線式三相異步電動機，其額定數(shù)據(jù)為：PN＝75Kw，nN＝720r/min，UN＝380V，IN＝148A，M＝2.4，E2N＝213V，I2N＝220A。拖動恒轉(zhuǎn)矩負載TZ＝0.85TN時，欲使電動機運行于n＝540r/min。（1）若采用轉(zhuǎn)子回路串電阻，求每相電阻值。（2）若采用降壓調(diào)速，求電源電壓。（3）若采用變頻調(diào)速，保持U/f＝常數(shù)，求頻率與電壓。習(xí)題課補充習(xí)題電源轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)差率n1

（r/min）運行狀態(tài)極數(shù)P1Pm正序14501500＋＋正序11506正序1.8750500反接制動過程10負序0.05-500-0.05反向回饋制動4答案電源轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)差率n1

（r/min）運行狀態(tài)極數(shù)P1Pm正序14500.331500正向電動4＋＋正序1150-0.151000正向回饋制動6－－正序-6001.8750轉(zhuǎn)向反向的反接制動8＋+負序5001.83-600反接制動過程10＋+負序-4750.05-500反向電動12＋＋負序－1575-0.05-1500反向回饋制動4－－一臺繞線式三相異步電動機，定子接，其額定數(shù)據(jù)為：PN＝40Kw，nN＝1470r/min，U1N＝380V，IN＝148A，M＝2.6，r2＝0.08，fN=50Hz。（1）若轉(zhuǎn)子回路每相串入R＝0.52,當(dāng)TZ＝TN時，電機轉(zhuǎn)速為多少？（2）若TZ＝TN為位能性負載，要使該機進入反接制動狀態(tài)，則轉(zhuǎn)子