五相异步电动机的电力拖动.ppt

会计学1五相异步电动机的电力五相异步电动机的电力(dinl)拖动拖动第一页，共78页。5.1 三相异步电动机的机械三相异步电动机的机械(jxi)特特性性一一.转矩公式转矩公式(gngsh)转子中各载流导体在旋转磁场转子中各载流导体在旋转磁场转子中各载流导体在旋转磁场转子中各载流导体在旋转磁场(xun zhun c(xun zhun c chn)chn)的作用下的作用下的作用下的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。受到电磁力所形成的转矩之总和。受到电磁力所形成的转矩之总和。受到电磁力所形成的转矩之总和。常数，与电常数，与电机结构有关机结构有关旋转磁场旋转磁场每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的功率因数功率因数第1页/共77页第二页，共78页。由此得电磁由此得电磁由此得电磁由此得电磁(dinc)(dinc)转矩公式转矩公式转矩公式转矩公式由前面分析知：由前面分析知：第2页/共77页第三页，共78页。由公式由公式由公式由公式(gngsh)(gngsh)可知可知可知可知电磁电磁电磁电磁(dinc)(dinc)转矩公式转矩公式转矩公式转矩公式1.1.T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2.2.当电源当电源当电源当电源(dinyun)(dinyun)电压电压电压电压 U1 U1 一定时，一定时，一定时，一定时，T T 是是是是 S S 的函数。的函数。的函数。的函数。3.3.R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。第3页/共77页第四页，共78页。二、二、机械特性机械特性(txng)曲线曲线10TS根据根据(gnj)转矩公式转矩公式得特性得特性(txng)曲线：曲线：0T动画动画第4页/共77页第五页，共78页。电动机在额定电动机在额定电动机在额定电动机在额定(dng)(dng)转速时的转矩。转速时的转矩。转速时的转矩。转速时的转矩。1.1.额定额定额定额定(dng)(dng)转转转转矩矩矩矩TNTN三个重要三个重要三个重要三个重要(zhngyo)(zhngyo)转矩转矩转矩转矩0T额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩(N m)如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型)的额定功率为的额定功率为7.5kw,额定转速为额定转速为1440r/min,则额定转矩为则额定转矩为第5页/共77页第六页，共78页。2 2.最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩 T Tmaxmax 转子轴上机械转子轴上机械转子轴上机械转子轴上机械(jxi)(jxi)负载转矩负载转矩负载转矩负载转矩T2 T2 不能大于不能大于不能大于不能大于Tmax Tmax，否则将，否则将，否则将，否则将造成堵转造成堵转造成堵转造成堵转(停车停车停车停车)。电机带动最大负载电机带动最大负载电机带动最大负载电机带动最大负载(fzi)(fzi)的能力。的能力。的能力。的能力。令：令：求得求得临界临界(ln ji)转差率转差率0T TTmax将将Sm代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得第6页/共77页第七页，共78页。当当当当 U1 U1 一定一定一定一定(ydng)(ydng)时，时，时，时，TmaxTmax为定值为定值为定值为定值过载系数过载系数过载系数过载系数(能力能力能力能力)一般三相异步电动机的过载一般三相异步电动机的过载(guzi)系数为系数为工作时必须工作时必须工作时必须工作时必须(bx)(bx)使使使使T2 Tmax T2 T T2 2电机能起电机能起电机能起电机能起动，否则不能起动。动，否则不能起动。动，否则不能起动。动，否则不能起动。0TT Tst st起动能力起动能力第8页/共77页第九页，共78页。4.4.电动机的运行电动机的运行电动机的运行电动机的运行(ynxng)(ynxng)分析分析分析分析 电动机的电磁电动机的电磁电动机的电磁电动机的电磁(dinc)(dinc)转矩可以随负载的变化而自动调转矩可以随负载的变化而自动调转矩可以随负载的变化而自动调转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。自适应负载自适应负载自适应负载自适应负载(fzi)(fzi)能力是电动机区别于其它动能力是电动机区别于其它动能力是电动机区别于其它动能力是电动机区别于其它动力机械力机械力机械力机械的重要特点（如：柴油机当负载的重要特点（如：柴油机当负载的重要特点（如：柴油机当负载的重要特点（如：柴油机当负载(fzi)(fzi)增加时，必增加时，必增加时，必增加时，必须由须由须由须由操作者加大油门，才能带动新的负载操作者加大油门，才能带动新的负载操作者加大油门，才能带动新的负载操作者加大油门，才能带动新的负载(fzi)(fzi)）。此过程中，此过程中，此过程中，此过程中，n n 、s sE E2 2,I I2 2 I I1 1 电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。T2 sT2 TT=T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T20T常用特常用特常用特常用特性段性段性段性段第9页/共77页第十页，共78页。5.U1 5.U1 和和和和 R2 R2变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性(txng)(txng)的影响的影响的影响的影响1)U1 1)U1 变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性(txng)(txng)的影响的影响的影响的影响U Tm Tst 0TT2动画动画第10页/共77页第十一页，共78页。2)R2 2)R2 变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性变化对机械特性(txng)(txng)的影响的影响的影响的影响T0R2 Tst n 硬特性：负载变化时，转速硬特性：负载变化时，转速硬特性：负载变化时，转速硬特性：负载变化时，转速(zhun s)(zhun s)变化不大，运行变化不大，运行变化不大，运行变化不大，运行特性好。特性好。特性好。特性好。软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩(q(q dn zhun j)dn zhun j)大，起动特性好。大，起动特性好。大，起动特性好。大，起动特性好。第11页/共77页第十二页，共78页。2)R2 2)R2 变化对机械变化对机械变化对机械变化对机械(jxi)(jxi)特性的影响特性的影响特性的影响特性的影响 不同场合应选用不不同场合应选用不同的电机。如金属同的电机。如金属(jnsh)切削，选硬特切削，选硬特性电机；重载起动则性电机；重载起动则选软特性电机。选软特性电机。T0R2 Tst n 硬特性：硬特性：硬特性：硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：软特性：软特性：软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。起动特性好。起动特性好。起动特性好。第12页/共77页第十三页，共78页。【练习【练习【练习【练习(linx)(linx)与思考】与思考】与思考】与思考】8.4.1 三相异步电动机在一定三相异步电动机在一定(ydng)的负载转距下运的负载转距下运行时，行时，如电源电压降低，电动机的转距、电流及转如电源电压降低，电动机的转距、电流及转 速有无变化？速有无变化？8.4.2 三相异步电动机在正常运行时，如果转子三相异步电动机在正常运行时，如果转子(zhun z)突突 然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电 流有何变化？对电动机有何影响？流有何变化？对电动机有何影响？8.4.3 为什么三相异步电动机不在最大转距为什么三相异步电动机不在最大转距Tmax处处 或接近最大转距处工作？或接近最大转距处工作？8.4.4 某三相异步电动机的额定转速为某三相异步电动机的额定转速为1460r/min。当负载转距为额定转距的一半时，电动机的当负载转距为额定转距的一半时，电动机的 转速约为多少？转速约为多少？第13页/共77页第十四页，共78页。5.2 5.2 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)异步电动机的异步电动机的异步电动机的异步电动机的起动起动起动起动 1 1 起动起动起动起动(q dn)(q dn)性能性能性能性能 起动问题：起动电流大，起动转矩起动问题：起动电流大，起动转矩起动问题：起动电流大，起动转矩起动问题：起动电流大，起动转矩(q dn zhun(q dn zhun j)j)小。小。小。小。一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 5 7 倍倍倍倍;电动机的起动转矩电动机的起动转矩电动机的起动转矩电动机的起动转矩(q dn zhun j)(q dn zhun j)为额定转矩的为额定转矩的为额定转矩的为额定转矩的(1.02.2)(1.02.2)倍。倍。倍。倍。大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：后果：后果：后果：原因：原因：原因：原因：起动：起动：起动：起动：n n=0 0，S S=1,=1,接通电源。接通电源。接通电源。接通电源。起动时起动时起动时起动时 ，n n=0 0，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流转子电流转子电流定子电流定子电流定子电流定子电流 第14页/共77页第十五页，共78页。三相异步机的起动三相异步机的起动(q dn)(q dn)方方法：法：全压起动全压起动（直接起动）（直接起动）降压起动降压起动Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动转子串电阻起动转子串电阻起动第15页/共77页第十六页，共78页。2 2 2 2 起动起动起动起动(q dn)(q dn)(q dn)(q dn)方方方方法法法法1.1.直接起动直接起动直接起动直接起动 二、三十千瓦二、三十千瓦二、三十千瓦二、三十千瓦(qinw)(qinw)以下的异步电动机一般都采用以下的异步电动机一般都采用以下的异步电动机一般都采用以下的异步电动机一般都采用直接起动。直接起动。直接起动。直接起动。2.2.降压起动：降压起动：降压起动：降压起动：星形星形-三角形三角形(Y )换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动（适用（适用（适用（适用(shyng)(shyng)于鼠笼式电动机）于鼠笼式电动机）于鼠笼式电动机）于鼠笼式电动机）3.转子串电阻起动。转子串电阻起动。（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）以下介绍降压起动和转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。第16页/共77页第十七页，共78页。1）全压起动全压起动(q dn)（直接起动（直接起动(q dn)）：）：2030kW以下的电动机，一般以下的电动机，一般(ybn)都采用直接都采用直接起动起动电机频繁起动，容量小于电机频繁起动，容量小于变压器容量的变压器容量的20%；电机不经常起动，容量小于电机不经常起动，容量小于变压器容量的变压器容量的30%允许直接起动。允许直接起动。（2）无独立变压器，与照明共用，电机直接起动时所产）无独立变压器，与照明共用，电机直接起动时所产生的电压降不超过生的电压降不超过(chogu)5%时，允许直接起动。时，允许直接起动。（1）有独立的变压器）有独立的变压器第17页/共77页第十八页，共78页。2 2、降降降降压压压压(jin(jin y)y)起动起动起动起动n n所谓所谓所谓所谓(su(su wi)wi)降压起动就是在电动机起动时，降降压起动就是在电动机起动时，降降压起动就是在电动机起动时，降降压起动就是在电动机起动时，降低其所加的电压。其目的就是要减小起动电流。低其所加的电压。其目的就是要减小起动电流。低其所加的电压。其目的就是要减小起动电流。低其所加的电压。其目的就是要减小起动电流。降压起动通常采用下面的几种方法。降压起动通常采用下面的几种方法。降压起动通常采用下面的几种方法。降压起动通常采用下面的几种方法。（1）星形）星形三角形（三角形（Y-）换接起动）换接起动(q dn)该方法只该方法只适合于电动机适合于电动机在工作时，其定子绕组接成三角形时在工作时，其定子绕组接成三角形时的情况。的情况。如有一台如有一台三角形联接三角形联接的电动机，接在电压为的电动机，接在电压为380V的电源上，其的电源上，其每相定子每相定子绕组上的电压就是绕组上的电压就是380V；当；当采用星形联接采用星形联接并接在相同电源上，此时每相定子绕组上并接在相同电源上，此时每相定子绕组上的电压是的电压是220V。第18页/共77页第十九页，共78页。设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为(1)Y(1)Y 换接起动换接起动换接起动换接起动(q dn)(q dn)AZBYXC+正常正常正常正常运行运行运行运行ABCXYZ+起动起动起动起动 降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的第19页/共77页第二十页，共78页。实现实现(shxin)方法方法1）QX系列系列(xli)Y 起动器（九线闸）起动器（九线闸）选用选用(xunyng)时，应使起动器额定容量大于电动机额定时，应使起动器额定容量大于电动机额定容量。容量。2）三相双投开关）三相双投开关三相双投开关三相双投开关Y接起动接起动 接起动接起动电动机电动机U1V1W1W2U2V2ABC第20页/共77页第二十一页，共78页。Y Y 起动器接线起动器接线起动器接线起动器接线(ji xin)(ji xin)简简简简图图图图L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点(ch din)第21页/共77页第二十二页，共78页。Y Y 起动器接线起动器接线起动器接线起动器接线(ji xin)(ji xin)简图简图简图简图Y Y起动起动起动起动(q dn)(q dn)L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起动起动起动起动UPU1+Ul+U2V1V2W1W2第22页/共77页第二十三页，共78页。Y Y 起动器接线起动器接线起动器接线起动器接线(ji xin)(ji xin)简简简简图图图图 工作工作(gngzu)L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2 正常正常正常正常运行运行运行运行Ul+U1V1V2W1W2第23页/共77页第二十四页，共78页。(a)仅适用于正常仅适用于正常(zhngchng)运行为三角形接运行为三角形接法的电机。法的电机。(b)Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载换接起动适合于空载或轻载(qn zi)起动的场合起动的场合Y-Y-换接起动应注意换接起动应注意换接起动应注意换接起动应注意(zh y)(zh y)的问题的问题的问题的问题Ul 正常正常正常正常运行运行运行运行AZBYXC+UP 起动起动起动起动ABCXYZ+Ul+第24页/共77页第二十五页，共78页。（2 2）自自自自耦耦耦耦降降降降压压压压(jin(jin y)y)起动起动起动起动自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低动过程中的端电压降低(jingd)，其接线如图所示。，其接线如图所示。自耦变压器备有抽头，以便得到不同的自耦变压器备有抽头，以便得到不同的电压（例如为电源电压的电压（例如为电源电压的73%、64%、55%），根据对起动转矩），根据对起动转矩(q dn zhun j)的要求而选用。的要求而选用。自耦降压起动适用于容自耦降压起动适用于容量较大的或正常运行时量较大的或正常运行时联成星形不能采用三角联成星形不能采用三角起动器的鼠笼式异步电起动器的鼠笼式异步电动机。动机。自耦降压起动接线图自耦降压起动接线图工工作作起起动动第25页/共77页第二十六页，共78页。自耦降压自耦降压(jin y)起动器起动器二、自耦降压二、自耦降压(jin y)起动起动适用于容量较大或正常适用于容量较大或正常(zhngchng)工作时工作时Y接的电机接的电机U1V1W1M3 S1S2起动起动运行运行自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起动时的端电压降低，当转速接近额定值时切除起动时的端电压降低，当转速接近额定值时切除自耦变压器，将电动机直接接到电源上。自耦变压器，将电动机直接接到电源上。三相自耦变压器三相自耦变压器第26页/共77页第二十七页，共78页。U1V1W1M3 S1S2电动机全压起动电流：电动机全压起动电流：电动机降压起动电流：电动机降压起动电流：80%60%40%73%64%55%电压抽头电压抽头K：自耦变：自耦变压器变比压器变比降压降压(jin y)起动转矩起动转矩第27页/共77页第二十八页，共78页。(2)(2)自耦降压自耦降压自耦降压自耦降压(jin(jin y)y)起动起动起动起动L1L3L2FUQ Q2 Q2下合：下合：下合：下合：接入自耦变接入自耦变接入自耦变接入自耦变 压器，降压压器，降压压器，降压压器，降压(jin y)(jin y)起动。起动。起动。起动。Q2 Q2上合：上合：上合：上合：切除切除切除切除(qich)(qich)自耦变自耦变自耦变自耦变 压器，全压压器，全压压器，全压压器，全压 工作。工作。工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关QQQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成联成联成联成 Y Y形不能采用形不能采用形不能采用形不能采用Y Y 起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。第28页/共77页第二十九页，共78页。RRR滑环滑环电刷电刷定子定子(dngz)转子转子(zhun z)起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的R R 串入转子串入转子串入转子串入转子(zhun z)(zhun z)电路中，起动后将电路中，起动后将电路中，起动后将电路中，起动后将R R 短路。短路。短路。短路。起动电阻起动电阻 2 2.绕线式电动机绕线式电动机绕线式电动机绕线式电动机转子电路串电阻起动转子电路串电阻起动转子电路串电阻起动转子电路串电阻起动第29页/共77页第三十页，共78页。若若若若R2R2选得适当，转子电路串电阻选得适当，转子电路串电阻选得适当，转子电路串电阻选得适当，转子电路串电阻(dinz)(dinz)起起起起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于要求常用于要求常用于要求常用于要求(yoqi)(yoqi)起动转矩较大的生产机起动转矩较大的生产机起动转矩较大的生产机起动转矩较大的生产机械上。械上。械上。械上。R2 Tst T0转子转子转子转子(zhun z(zhun z)电路串电阻起动的特电路串电阻起动的特电路串电阻起动的特电路串电阻起动的特点点点点第30页/共77页第三十一页，共78页。转子串频敏变阻器起动转子串频敏变阻器起动(q dn)n n频敏变阻器 n n 实质上是一台铁损很大的电抗器。它是一个三相铁心线圈，其铁心不用(byng)硅钢片而用厚钢板叠成。铁心中产生涡流损耗和一部分磁滞损耗，铁心损耗相当于一个等值电阻，其线圈又是一个电抗，其电阻和电抗都随频率变化而变化。n n接线图n n特点n n具有结构简单、造价便宜、维护方便、无触点、运行可靠、起动平滑等优点。n n它具有一定的线圈电抗，功率因数较低，起动转矩要小一些，故一般适用于电机的轻载起动。返回(fnhu)第31页/共77页第三十二页，共78页。转子串频敏变阻器的接线图转子串频敏变阻器的接线图 A B C A B CKM 返回(fnhu)第32页/共77页第三十三页，共78页。【例例例例1 1】1)解解解解:一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，动机，定子绕组定子绕组型连接，其额定数据型连接，其额定数据(shj)为：为：P2N=45kWnN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：求：1)额定电流额定电流IN?2)额定转差率额定转差率SN?3)额定转矩额定转矩 TN、最大转矩、最大转矩Tmax、和起动、和起动转矩转矩TN 第33页/共77页第三十四页，共78页。2）由）由nN=1480r/min，可知，可知(k zh)p=2（四（四极电动机）极电动机）3）第34页/共77页第三十五页，共78页。解：解：解：解：在上例中（在上例中（1）如果）如果(rgu)负载负载转矩为转矩为 510.2Nm，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN两种情况两种情况下电动下电动机能否起动？（机能否起动？（2）采用）采用Y-换接起动时，换接起动时，求起求起动电流和起动转矩。动电流和起动转矩。又当负载转矩为起又当负载转矩为起动转矩动转矩的的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？1）在在在在U U=U UN N时时时时 Tst=551.8Nm 510.2 N.m 不能起动不能起动不能起动不能起动(q dn)(q dn)2）Ist =7IN=7 84.2=589.4 A 在在U=0.9UN 时时能起动能起动能起动能起动(q dn)(q dn)【例例例例2 2】第35页/共77页第三十六页，共78页。在在在在80%80%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时不能起动不能起动不能起动不能起动(q dn)(q dn)在在在在50%50%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时可以可以可以可以(ky)(ky)起起起起动动动动3)第36页/共77页第三十七页，共78页。【例例例例3 3】对例对例1中的电动机采用自耦变压器中的电动机采用自耦变压器降压起动降压起动(q dn)，设起动，设起动(q dn)时加时加到电动机上的电压为额定电压的到电动机上的电压为额定电压的64%，求这，求这时的线路起动时的线路起动(q dn)电流电流Ist“和电动机的和电动机的起动起动(q dn)转矩转矩Tst。解：解：解：解：设电动机的起动设电动机的起动(q dn)电压为电压为U，电动机的起动，电动机的起动(q dn)电流为电流为Ist 依据变压器的原、副边电压电流关系依据变压器的原、副边电压电流关系(gun x)，可，可求得线路起动电流求得线路起动电流Ist第37页/共77页第三十八页，共78页。第38页/共77页第三十九页，共78页。采用采用采用采用(ciyng)(ciyng)自耦降压法起动时，若加到电动机自耦降压法起动时，若加到电动机自耦降压法起动时，若加到电动机自耦降压法起动时，若加到电动机上的上的上的上的 电压与额定电压之比为电压与额定电压之比为电压与额定电压之比为电压与额定电压之比为 x x，则线路，则线路，则线路，则线路 起动电流起动电流起动电流起动电流Ist Ist 为为为为电动机的起动电动机的起动电动机的起动电动机的起动(q dn)(q dn)转距转距转距转距TstTst为为为为结论结论结论结论(jiln)(jiln)：【练习与思考练习与思考练习与思考练习与思考】8.5.1 三相异步电动机在满载和空载下条件起动三相异步电动机在满载和空载下条件起动 时时,起动电流和起动转距是否一样？起动电流和起动转距是否一样？8.5.2 绕线式电动机采用转子串电阻起动时，所绕线式电动机采用转子串电阻起动时，所 串电阻愈大，起动转距是否也愈大串电阻愈大，起动转距是否也愈大？第39页/共77页第四十页，共78页。例例4:三相异步电动机，电源三相异步电动机，电源(dinyun)电压电压=380V，三相，三相定子定子绕组绕组 接法运行，额定电流接法运行，额定电流IN=20A，启动系数，启动系数Ist/IN=7，求：求：（1）接法时的启动电流接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为）若启动时改为Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN=7 20=140A解：解：（2）Ist Y=Ist /3=140/3=47A#9.4第40页/共77页第四十一页，共78页。例例5 有一三相异步电动机，有一三相异步电动机，连结连结(lin ji)，P2N=28 kw，U1N=380V，I1N=58A，cos1N=0.88，nN=1445r/min，Ist=6IN,Kst=1.1,=2.3,TL=73.5N.m,要求要求Ist150A,问采用什么方法启动？问采用什么方法启动？解：解：主要主要(zhyo)看两看两点点1.是否是否(sh fu)满足满足 Ist TL不满足要求不满足要求满足要求满足要求显然不能直接启动显然不能直接启动9.4第41页/共77页第四十二页，共78页。不满足要求不满足要求满足要求满足要求显然也不能采用显然也不能采用(ciyng)Y 方方法启动法启动采用采用Y 方法方法(fngf)启启动：动：要求要求(yoqi)：续例续例59.4第42页/共77页第四十三页，共78页。采用采用(ciyng)自耦变自耦变压器启动：压器启动：常用常用(chn yn)抽头抽头55%，64%，73%等等抽头抽头(chu tu)55%时：时：抽头抽头64%时：时：续例续例5要求：要求：不满足要求不满足要求满足要求满足要求#9.4第43页/共77页第四十四页，共78页。n n调速就是在同一负载下能得到调速就是在同一负载下能得到调速就是在同一负载下能得到调速就是在同一负载下能得到(d do)(d do)不同的转不同的转不同的转不同的转速，以满足生产过程的要求。速，以满足生产过程的要求。速，以满足生产过程的要求。速，以满足生产过程的要求。从三相异步电动机的转速从三相异步电动机的转速从三相异步电动机的转速从三相异步电动机的转速(zhun(zhun(zhun(zhun s)s)s)s)公式公式公式公式可以可以可以可以(ky)(ky)(ky)(ky)看到改变电动机的转速有三种可能：看到改变电动机的转速有三种可能：看到改变电动机的转速有三种可能：看到改变电动机的转速有三种可能：（1 1 1 1）改变电源频率）改变电源频率）改变电源频率）改变电源频率f f f f1 1 1 1（2 2 2 2）改变极对数）改变极对数）改变极对数）改变极对数p p p p（3 3 3 3）改变转差率）改变转差率）改变转差率）改变转差率s s s s前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机的调速方法。下面我们分别讨论。的调速方法。下面我们分别讨论。的调速方法。下面我们分别讨论。的调速方法。下面我们分别讨论。5.3 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速第44页/共77页第四十五页，共78页。一一一一、变变变变 频频频频(bin(bin pn)pn)调调调调速速速速n n变频调速就是改变电源电压的频率，从而变频调速就是改变电源电压的频率，从而(cng r)(cng r)改变改变电动机的转速。目前主要采用下图所示的变频装置电动机的转速。目前主要采用下图所示的变频装置整流器整流器整流器整流器 f f f f1 1 1 1=50Hz=50Hz=50Hz=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器-+M M M M3 3 3 3 f f f f可变可变可变可变整流器先将整流器先将整流器先将整流器先将50Hz50Hz50Hz50Hz的交流电变换为直流电，再由逆的交流电变换为直流电，再由逆的交流电变换为直流电，再由逆的交流电变换为直流电，再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相(sn xin)(sn xin)(sn xin)(sn xin)交流电，供给鼠笼式异步电动机。由交流电，供给鼠笼式异步电动机。由交流电，供给鼠笼式异步电动机。由交流电，供给鼠笼式异步电动机。由此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特性。性。性。性。第45页/共77页第四十六页，共78页。1 1 变频变频变频变频(bin pn)(bin pn)调速调速调速调速(无级调速无级调速无级调速无级调速)f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）频率频率频率频率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)调节范围：调节范围：调节范围：调节范围：0.50.50.50.5几百赫兹几百赫兹几百赫兹几百赫兹第46页/共77页第四十七页，共78页。2 2 变极调速变极调速变极调速变极调速 (有级调速有级调速有级调速有级调速)变频调速方法变频调速方法变频调速方法变频调速方法(fngf)(fngf)可实现无级平滑调速可实现无级平滑调速可实现无级平滑调速可实现无级平滑调速,调速性调速性调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS第47页/共77页第四十八页，共78页。n n由式由式可知，如果极对数可知，如果极对数可知，如果极对数可知，如果极对数(du sh)(du sh)(du sh)(du sh)减减减减小一半，小一半，小一半，小一半，则旋转磁场则旋转磁场则旋转磁场则旋转磁场(xun zhun c chn)(xun zhun c chn)(xun zhun c chn)(xun zhun c chn)的转速便提高一倍，的转速便提高一倍，的转速便提高一倍，的转速便提高一倍，转子转速差不多也提高一倍，因此，改变转子转速差不多也提高一倍，因此，改变转子转速差不多也提高一倍，因此，改变转子转速差不多也提高一倍，因此，改变p p p p可以得到不同可以得到不同可以得到不同可以得到不同的转速。的转速。的转速。的转速。如何改变极对数如何改变极对数如何改变极对数如何改变极对数(du sh)(du sh)(du sh)(du sh)呢？这同定子绕组的呢？这同定子绕组的呢？这同定子绕组的呢？这同定子绕组的接法有关。接法有关。接法有关。接法有关。A A A A1 1 1 1X X X X1 1 1 1A A A A2 2 2 2X X X X2 2 2 2A A A AX X X XA A A A1 1 1 1X X X X1 1 1 1A A A A2 2 2 2X X X X2 2 2 2A A A AX X X Xp=1p=1p=1p=1的绕组接法的绕组接法的绕组接法的绕组接法p=2p=2p=2p=2的绕组接法的绕组接法的绕组接法的绕组接法第48页/共77页第四十九页，共78页。A1X1A2X2iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机，采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求调速性能要求(yoqi)不高的场合，如铣床、镗床、磨床不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN第49页/共77页第五十页，共78页。三、变转差率调速三、变转差率调速三、变转差率调速三、变转差率调速n n只要在绕线式电动机的转子电路中接入一个调只要在绕线式电动机的转子电路中接入一个调速电阻，改变电阻的大小，就可以得到平滑调速电阻，改变电阻的大小，就可以得到平滑调速。如增大调速电阻时，转差率上升，而转速速。如增大调速电阻时，转差率上升，而转速下降。这种调速方法的优点是设备简单、投资下降。这种调速方法的优点是设备简单、投资少；但能量少；但能量(nngling)(nngling)损耗较大。损耗较大。这种调速方法这种调速方法这种调速方法这种调速方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)广泛应用于起重设备中。广泛应用于起重设备中。广泛应用于起重设备中。广泛应用于起重设备中。第50页/共77页第五十一页，共78页。T00TS3 3 变转差率调速变转差率调速变转差率调速变转差率调速 (无级调速无级调速无级调速无级调速)变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗(nn ho)较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。nnTLTLSS第51页/共77页第五十二页，共78页。5.4 三相三相(sn xin)异步电动机的异步电动机的制动制动制动制动(zh dn)方法方法机械制动机械制动电气制动电气制动能耗制动能耗制动反接反接(fn ji)制动制动发电反馈制动发电反馈制动 由于惯性，电动机电源切除后，还会继续转动。为了由于惯性，电动机电源切除后，还会继续转动。为了缩短工时，并为了安全起见，往往要求电动机能迅速停缩短工时，并为了安全起见，往往要求电动机能迅速停车或反转，这就需要对电动机制动。电动机的制动主要车或反转，这就需要对电动机制动。电动机的制动主要有三种：有三种：第52页/共77页第五十三页，共78页。nF转子转子T n0=0 MM33+-运转运转制动制动RP1 1 能耗能耗能耗能耗(nn ho)(nn ho)制动制动制动制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用(zuyng)，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。第53页/共77页第五十四页，共78页。S运转运转制动制动Rr+M3 SNnFF制动制动(zh dn)时定子接入直流电源产生固定磁场时定子接入直流电源产生固定磁场,i2 受到阻转矩；当受到阻转矩；当 n0,0,i20,0,T00。制动制动:将动能将动能(dngnng)电能电能热能。热能。优点优点(yudin)：能耗小，制动准确、平稳，不会反转。：能耗小，制动准确、平稳，不会反转。缺点：需要另外加直流电源。缺点：需要另外加直流电源。e2(i2)能耗制动能耗制动第54页/共77页第五十五