三相異步電動機(jī)的電力拖動課件

3.5三相異步電動機(jī)的起動起動性能包括：

起動電流倍數(shù)Ist/IN;（起動電流小）起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tst/TN;（起動轉(zhuǎn)矩大）起動時間起動時消耗的能量起動設(shè)備的簡單和可靠；起動的過渡時間起動指電動機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程.3.5三相異步電動機(jī)的起動起動性能包括：起動1起動電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動時造成熱量積累電機(jī)過熱影響：起動電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定2可以直接起動的條件：起動電流倍數(shù)3.5.1直接起動缺點(diǎn)：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩并不大；優(yōu)點(diǎn)：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(shù)3.5.1直接起動缺點(diǎn)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(jī)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(jī)的41、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的1、定子串電阻或電抗降壓起動對大中型異步電動機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的5適用于正常運(yùn)行時定子繞組為三角形接線的電動機(jī)。起動時Y接；運(yùn)行時△接。起動電流關(guān)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(zhuǎn)矩關(guān)系:適用于正常運(yùn)行時定子繞組為三角形接線的電動機(jī)。起動時Y接；6Y－

起動：

正常運(yùn)行

起動設(shè)：電機(jī)每相阻抗為Y－起動：正常運(yùn)行起動設(shè)：電機(jī)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(cè)起動電流：變壓器一次側(cè)電流：電網(wǎng)提供的起動電流減小倍數(shù)：起動轉(zhuǎn)矩減小的倍數(shù)：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(cè)起動83.5.3變頻起動起動時，給三相異步電動機(jī)加低壓低頻的交流電，隨著轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動

在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?既能限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。

為了有較大的起動轉(zhuǎn)矩、使起動過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動電阻。3.5.4繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動在轉(zhuǎn)子回10電動機(jī)由a點(diǎn)開始起動，經(jīng)b→c→d→e→f→g→h，完成起動過程。轉(zhuǎn)子串電阻起動電動機(jī)由a點(diǎn)開始起動，經(jīng)b→c→d→e→f→g→h，完成11拓展：轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機(jī)通電開始起動。拓展：轉(zhuǎn)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(jī)，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運(yùn)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(jī)，電源電壓=380V，三相定子（1）Is13

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

三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的電動狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n同方向，電機(jī)從電源吸收電功率，扣除自身損耗外，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功率送至負(fù)載；三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的電動狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T與15在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時，運(yùn)輸工具在下坡運(yùn)行時）使設(shè)備保持一定的運(yùn)行速度。在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時，電動機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速和停止。異步電動機(jī)的制動狀態(tài)：T與n方向相反。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)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(jī)械制動

利用機(jī)械裝置使電動機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。

電氣制動

使異步電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T和電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)：制動時，KM1斷開，電機(jī)脫離電網(wǎng)，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(shí)現(xiàn)：制動時，KM1斷開，電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時KM181、電源兩相反接的反接制動

二、反接制動實(shí)現(xiàn)：機(jī)械特性由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由A→B→C，n=0,制動過程結(jié)束。繞線式電動機(jī)在定子兩相電源反接同時,可在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)制動電阻來限制制動電流和增大制動轉(zhuǎn)矩,曲線3。

由于定子旋轉(zhuǎn)磁場方向改變，理想空載轉(zhuǎn)速變?yōu)?n1，S＞1。處于正向電動運(yùn)行的三相繞線式異步電動機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r，電動機(jī)便進(jìn)入了反接制動過程.反接制動過程中，電動機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序，如圖所示:1、電源兩相反接的反接制動二、反接制動實(shí)現(xiàn)：機(jī)械特性由1變192、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動反接制動實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻RB。電機(jī)工作點(diǎn)由A→B→C，n=0，制動過程開始，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直到D點(diǎn)。在第四象限才是制動狀態(tài)。由于電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，n<0，所以s>1。適用于繞線式異步電動機(jī)帶位能性負(fù)載情況。2、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動反接制動實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻20三、回饋制動實(shí)現(xiàn)：電動機(jī)轉(zhuǎn)子在外力作用下，使n>n1。

回饋制動狀態(tài)實(shí)際上就是將軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能并回饋到電網(wǎng)的異步發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點(diǎn)由A到B。經(jīng)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(fù)載作用下反向加速并超過同步速，直到D點(diǎn)保持穩(wěn)定運(yùn)行。電機(jī)機(jī)械特性為曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。三、回饋制動實(shí)現(xiàn)：電動機(jī)轉(zhuǎn)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(diào)速過程中出現(xiàn)）電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。電機(jī)工作點(diǎn)由A變到B，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，，電機(jī)處于回饋制動狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)采用變極（增加極數(shù)）或變頻（降低頻率）進(jìn)行調(diào)速時，機(jī)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(diào)速過程中出現(xiàn)）電機(jī)機(jī)械22第五節(jié)三相異步電動機(jī)的調(diào)速第五節(jié)三相異步電動機(jī)的調(diào)速23異步電動機(jī)的速度公式:

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

低速倍極數(shù)Y接法，高速少極數(shù)YY接法變極調(diào)速1、Y-YY變極調(diào)速低速倍極數(shù)Y接法，高速少極數(shù)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(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，功率增加一倍，接近恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適宜帶起重電葫蘆、運(yùn)輸傳送帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。高速YY接法時（P）變極調(diào)速低速Y接法時（2P）不考慮cosj和h的變化時：這種接法極數(shù)272、D-YY變極調(diào)速變極調(diào)速2、D-YY變極調(diào)速變極調(diào)速28這種接法極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩減小了近一半，而功率僅變化了15%，接近恒功率調(diào)速，應(yīng)用于各種機(jī)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(diào)速這種接法極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩減小了近一半，而功率29變頻調(diào)速變頻調(diào)速：

改變?nèi)喈惒诫妱訖C(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢的同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。變頻調(diào)速變頻調(diào)速：30變頻調(diào)速因此：當(dāng)變頻調(diào)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(dǎo)致功率因數(shù)降低、損耗增加、效率降低，從而使電機(jī)的負(fù)載能力變小。1.從基頻向下變頻調(diào)速我們知道，忽略定子漏阻抗壓降，三相異步電動機(jī)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(diào)速因此：當(dāng)變頻調(diào)速時，f1下降，若電壓U1不變，則使φ312.從基頻向上變頻調(diào)速：升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)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(jī)弱磁升速情況。

變頻調(diào)速2.從基頻向上變頻調(diào)速：變頻調(diào)速32f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調(diào)速f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調(diào)速33變頻調(diào)速的特點(diǎn)：1、從基頻向下調(diào)時，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)時，為近似恒功率調(diào)速方式。2、調(diào)速范圍大。3、調(diào)速穩(wěn)定性好。4、頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級調(diào)速。此種調(diào)速方法調(diào)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(diào)速變頻調(diào)速的特點(diǎn)：1、從基頻向下調(diào)時，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻34

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

變轉(zhuǎn)差調(diào)速1、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子35轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的特點(diǎn)：1、調(diào)速方法簡單，初投資少；2、低速時機(jī)械特性軟，調(diào)速的平