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异步电动机的电气控制机电传动控制第1页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、发电反馈制动二、发电反馈制动 1、基本原理、基本原理 1）基本原理）基本原理当当n n0时，时，S n0时，产生制动时，产生制动限速制动限速制动；（2）采用调频电源（）采用调频电源（fn0），使），使n n0=60f/p时，产生制时，产生制 动力（动力（称低频制动称低频制动）减速制动减速制动；5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第2页，共65页，编辑于2022年，星期六5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类二、发电反馈制动二、发电反馈制动 第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 基本原理分析：基本原理分析：如图如图5-1 重物下放拖动系统重物下放拖动系统(n0-n)Fnn0 电动机状态n0(n-n0)Fnn0 制动状态nn0 Sn0，Sn0。3、实际应用、实际应用 5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第5页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、发电反馈制动二、发电反馈制动 3、实际应用、实际应用 2）采用）采用变频电源变频电源，通过，通过调频调频实现实现制动制动；主要特点：主要特点：采用变频电源；采用变频电源；制动力矩可调，制动效果好；制动力矩可调，制动效果好；但不能向电网反馈电能，只能消耗在电阻中。但不能向电网反馈电能，只能消耗在电阻中。使用条件：用于减速使用条件：用于减速或或限速制动，限速制动，nn0 5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第6页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、反接制动三、反接制动 1.制动方式制动方式 1）两相反接制动;改变(n0)方向，M0;2）反转反接制动 改变n方向，n0;5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第7页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 基本原理基本原理改变定子三相电源任意两相相序改变定子三相电源任意两相相序 使使n0 1,M0，产生制动。，产生制动。在转子绕组中串入电阻进行限流在转子绕组中串入电阻进行限流 增加增加,并调节制动力。并调节制动力。主要应用：主要应用：减速制动减速制动；三、反接制动三、反接制动 1）两相反接制动;改变(n0)方向,M0;5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第8页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 基本原理：基本原理：在转子绕组中串入电阻在转子绕组中串入电阻R2，使使MML，转速，转速n1;n与与M方向相反，产生制动力。方向相反，产生制动力。主要应用：主要应用：限速制动限速制动；三、反接制动三、反接制动 2）反转反接制动 改变n方向,n0;n0;5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第9页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、反接制动三、反接制动 2.2.主要应用主要应用1）两相反接制动）两相反接制动减速制动；减速制动；2）反转反接制动）反转反接制动限速制动；限速制动；重力提升重力提升重力提升重力提升重力下放重力下放5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第10页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、反接制动三、反接制动 3.3.主要特点主要特点优点：优点：方法简单、制动力矩大，能实现减速方法简单、制动力矩大，能实现减速和限速制动；和限速制动；缺点：缺点：S1，能量损耗较大；，能量损耗较大；5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第11页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 四、动力制动四、动力制动 动力制动也称为能耗制动；主要应用减速制动和低速限速制动。基本原理制动时，定子接直流电源，制动时，定子接直流电源，使使f1=0，n0=0；当当n0=0时，时，n=n0-n0，I20，M0 ，产生制动；，产生制动；5-1 5-1 异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类异步电动机电气制动的种类第12页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 基本原理基本原理将定子的三相交流激磁改成直流激磁，使定子将定子的三相交流激磁改成直流激磁，使定子的旋转磁场变成静止磁场，转子在负载力矩作用下进行发电制的旋转磁场变成静止磁场，转子在负载力矩作用下进行发电制动。动。动力制动动力制动-需要解决的问题：需要解决的问题：1）三相交流激磁与直流激磁的等效关系及其接线）三相交流激磁与直流激磁的等效关系及其接线方式；方式；2）直流励磁方式对）直流励磁方式对动力制动机械特性的影响；动力制动机械特性的影响；5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第13页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 等效关系等效关系-需要解决的主要问题需要解决的主要问题：如何将三相定子绕组与直流电源进行连接？如何将三相定子绕组与直流电源进行连接？在定子绕组中应通入多大的直流激磁电流？在定子绕组中应通入多大的直流激磁电流？基本要求：基本要求：保证三相交流激磁与直流激磁的磁势平衡关系；保证三相交流激磁与直流激磁的磁势平衡关系；主要因素：主要因素：取决于电动机三相定子的连接方式（取决于电动机三相定子的连接方式（Y 或或连接）；连接）；5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第14页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 1、三相绕组星形（、三相绕组星形（Y）接法的等效关系）接法的等效关系 设：任意时刻设：任意时刻t，定子线圈三相绕组的相电流为：，定子线圈三相绕组的相电流为：1）三相交流励磁的变化规律）三相交流励磁的变化规律5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第15页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 1、三相绕组星形（、三相绕组星形（Y）接法的等效关系）接法的等效关系（1）当）当t=0瞬时，定子的三相交流电为：瞬时，定子的三相交流电为：=0=-1.23I1=+1.23I1交交-直流的直流的等效关系等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系）三相交流励磁的瞬时等效关系5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第16页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 1、三相绕组星形（、三相绕组星形（Y）接法的等效关系）接法的等效关系（2）当）当t=/2时，定子的三相交流电为：时，定子的三相交流电为：=+1.41 I1=-0.707I1=-0.707I1交交-直流的直流的等效关系等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系）三相交流励磁的瞬时等效关系5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第17页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 2、三相绕组三角形（、三相绕组三角形（）接法的等效关系）接法的等效关系 设：三相绕组的设：三相绕组的相电流相电流为：为：电源电源线电流线电流与绕组与绕组相电流的相电流的关系关系 1）三相交流励磁的变化规律）三相交流励磁的变化规律5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第18页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 2、三相绕组三角形（、三相绕组三角形（）接法的等效关系）接法的等效关系（1）当）当t=/2时，电源三相时，电源三相线电流线电流：交交-直流励磁的等效关系直流励磁的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系）三相交流励磁的瞬时等效关系5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第19页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 2、三相绕组三角形（、三相绕组三角形（）接法的等效关系）接法的等效关系（2）当）当t=/3时，电源三相时，电源三相线电流线电流：交交-直流励磁的等效关系直流励磁的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系）三相交流励磁的瞬时等效关系5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第20页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 一、交一、交-直流励磁电流的等效关系直流励磁电流的等效关系 各种接线方式与等效电流的关系如表各种接线方式与等效电流的关系如表5-1 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第21页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 等值电路将转子回路的电源参数（I2、E2）和电路参数（R2、X2）按一定的等效折算原则，折算到定子一侧的电路。基本定义：5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第22页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 等值电路的实际意义：等值电路的实际意义：可利用电路原理及其计算方法，对异步电机的定子与转子工作参数进行定量计算和分析，并得出电机在动力制动状态下的机械特性方程和特性。5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第23页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 等值电路的等效折算关系 1、定子磁势与转子磁势的平衡关系、定子磁势与转子磁势的平衡关系 2、转子回路的电势平衡关系、转子回路的电势平衡关系 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理3、定子回路的电势平衡关系、定子回路的电势平衡关系 第24页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 1、定子磁势与转子磁势的平衡关系、定子磁势与转子磁势的平衡关系 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第25页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 1、定子磁势与转子磁势的平衡关系、定子磁势与转子磁势的平衡关系 1）电动机状态下当U1一定，恒定；I1随I/2变化；5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第26页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 1、定子磁势与转子磁势的平衡关系、定子磁势与转子磁势的平衡关系 2）动力制动状态下定子磁势W1I1 恒定（直流励磁）合成气隙磁通，随I2变化。5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第27页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 2、转子回路的电势平衡关系、转子回路的电势平衡关系（5-21）5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理其中第28页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 2、转子回路的电势平衡关系、转子回路的电势平衡关系 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理（5-21）（5-21）第29页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 2、转子回路的电势平衡关系、转子回路的电势平衡关系 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理（5-21）（5-21）各参数的等效关系磁势平衡等效原则视在功率不变 铜耗不变 无功功率不变 第30页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 2、转子回路的电势平衡关系、转子回路的电势平衡关系 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第31页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 3、定子回路的电势平衡关系、定子回路的电势平衡关系 根据根据 W1 产生产生E1 电磁作用关系，电磁作用关系，=k I0因此，E1可以用励磁电流可以用励磁电流I0表示表示：式中：式中：xm电动机的磁励电抗。电动机的磁励电抗。5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第32页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 得定子电路的等效过程：5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理3、定子回路的电势平衡关系、定子回路的电势平衡关系 第33页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 4、电机的等值电路、电机的等值电路 根据定子电动势根据定子电动势E1和转子开路等效电动势和转子开路等效电动势E20的基本关系，可得的基本关系，可得：定子回路定子回路a、b两点与转子回路两点与转子回路c、d两点的电位相同。两点的电位相同。5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第34页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 二、交流异步电机的等效电路二、交流异步电机的等效电路 4、电机的等值电路、电机的等值电路 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第35页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 分析方法分析方法 电磁力矩为：电磁力矩为：同步电磁功率：同步电磁功率：求出转子电流求出转子电流I/2，可求，可求 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第36页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 1）求出转子电流）求出转子电流（5-24）5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理（5-22）第37页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 2）动力制动特性方程 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理（5-25）第38页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性（5-26）2）动力制动特性方程 特性方程：特性方程：式中：式中：若不考虑铁心的磁饱和，励磁电抗xm为常数，上式可简化成为：5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理第39页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 3）动力制动特性曲线 特性方程：特性方程：5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理定子励磁电流I1一定，Mm一定；转子电阻R2一定，Sm 一定；第40页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 与电动机特性的不同点与电动机特性的不同点：动力制动状态动力制动状态 电动机状态电动机状态 3）动力制动特性曲线 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理 最大力矩Mmax第41页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 与电动机特性的不同点与电动机特性的不同点：动力制动状态动力制动状态 电动机状态电动机状态 其中：其中：故，动力制动时，故，动力制动时，Sm非常小非常小，需要串电阻，需要串电阻R2增大增大Sm 3）动力制动特性曲线 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理临界转差率Sm第42页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动 三、动力制动状态下的机械特性三、动力制动状态下的机械特性 与电动机特性的不同点与电动机特性的不同点：动力制动状态 电动机状态 3）动力制动特性曲线 5-2 5-2 动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理动力制动的工作原理转差率S的意义与表示转差率的意义相同，表示方式不同。第43页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 1.1.计算方法计算方法 1）先计算I/2；2）然后计算电磁功率Ps；3）计算制动转矩M，得出机械特性 5-3 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第44页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动1）计算 I/2（5-24）考虑铁心的磁饱和，励磁电抗xm为I0的函数；xmI05-3 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 第45页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动将5-24式两边平方得：由式(5-22)(5-23)得：（5-29）化简后得：或（5-30）5-3 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 1）计算 I/2 第46页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动根据：（5-30）在I1给定的条件下，设定一个I0值，在磁化曲线上找到相对应的xm或E/20值，然后利用式（5-30）计算出I/2。5-3 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 1）计算 I/2 第47页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动2）计算转差率S 在 I/2、R/2、x/2已知的条件下，由式（5-29）得：（5-31）5-3 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 第48页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动3）计算电磁功率）计算电磁功率 Ps 得出得出I/2、R/2、S的条件下：的条件下：4）制动转矩）制动转矩M计算计算 或或（5-32）5）制动特性的绘制）制动特性的绘制 设定一个设定一个 I0，可算出一点，可算出一点S和和M，作特性上的一个点，作特性上的一个点;再改变再改变 I0值，可得另一点值，可得另一点S和和M，通过逐点计算，得出特性曲线。，通过逐点计算，得出特性曲线。5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 第49页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动2.2.计算步骤计算步骤 已知条件已知条件1 1）异步电动机磁化曲线）异步电动机磁化曲线 或或2 2）定子绕组与转子绕组的变比）定子绕组与转子绕组的变比3）转子绕组电阻）转子绕组电阻 r2 和漏电抗和漏电抗 x2，及转子附加电阻，及转子附加电阻 R2；4）定子给定的励磁电流）定子给定的励磁电流 Id 或或 I1。（见表。（见表5-1）5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 第50页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动1）根据定子绕组的连接方式，按表）根据定子绕组的连接方式，按表5-l由，励磁电流由，励磁电流 Id 得出得出 I12）设定一个）设定一个 I0，在磁化曲线上查到对应的，在磁化曲线上查到对应的E/20=xmI0。3）根据式）根据式(5-30)计算计算 I/2；4）根据式）根据式(5-31)计算计算S；5）根据式）根据式(5-32)计算计算M；6）逐点计算出若干组（）逐点计算出若干组（S，M），将数据绘出机械特性曲线。），将数据绘出机械特性曲线。（5-30）（5-31）（5-32）5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 一一.计算方法及步骤计算方法及步骤 2.2.计算步骤计算步骤 第51页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动二二.实用计算方法实用计算方法 1 1、简化计算式、简化计算式 忽略忽略1）定子侧的简化计算）定子侧的简化计算令：令：x/2=0，式（，式（5-30）（）（5-31）和（）和（5-32）可简化为：）可简化为：（5-34）（5-35）（5-36）5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第52页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动2）转子侧的简化计算）转子侧的简化计算用变比系数用变比系数KT，将，将I/2、E/20、R/2 还原成转子原电路参数还原成转子原电路参数，得：，得：（5-37）（5-38）（5-39）5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 二二.实用计算方法实用计算方法 1 1、简化计算式、简化计算式 忽略忽略第53页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动2 2、万用磁化曲线、万用磁化曲线 特定系列电动机特定系列电动机的通用磁化的通用磁化曲线。曲线。横座标横座标相对励磁电流相对励磁电流 纵座标纵座标转子相对电势转子相对电势5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 二二.实用计算方法实用计算方法 第54页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 二二.实用计算方法实用计算方法 第55页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动3、磁化曲线应用、磁化曲线应用 1）已知：定子额定励磁电流）已知：定子额定励磁电流I0N 2）设定）设定I0，得，得 3）由）由I*0和万用磁化曲线，得和万用磁化曲线，得E*20 4）已知：转子额定电压）已知：转子额定电压E2N，由，由E*20=E20/E2N，可得；，可得；E205）利用式（）利用式（3-34）（）（3-35）（）（3-36）求）求S、M，作曲线；，作曲线；5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 二二.实用计算方法实用计算方法 第56页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动三三.计算举例计算举例 例例5-1计算某异步电动机的动力制动特性 Mmr2R21R22令：x/2=0 x/2 05-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第57页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动例例5-1计算某异步电动机的动力制动特性计算某异步电动机的动力制动特性 计算结果分析：计算结果分析：1）在转子回路无附加电阻时，Sm=0.026;2）当R2=R21=0.309=11r2时，Sm=0.33；3）当R2=R22=1.719=61r2时，Sm=1.64；4）当Sm=0.33时，电动机状态下：电动机状态下：附加电阻R2=1.5r2；动力制动状态动力制动状态：附加电阻R21=11r2；5）考虑x/2时，最大力矩较简化计算下降约小5%。三三.计算举例计算举例 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第58页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动四四.直流励磁电流的估算直流励磁电流的估算 工程问题：工程问题：已知：制动力矩已知：制动力矩M；求求Id、Ud；(电源容量电源容量)计算依据：计算依据：直流励磁电流直流励磁电流Id与最大制动转矩与最大制动转矩Mmax的关系曲线，图的关系曲线，图5-14示示计算方法计算方法：见例见例5-2 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第59页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动例例 5-2计算步骤：计算步骤：1)由由PN，nN 求额定转矩求额定转矩MN;2)由制动力矩由制动力矩M，求，求Mmax;一般取一般取M=75%Mmax3)由由MN，Mmax，图，图5-14求求Id;4)求激磁直流电源的电压求激磁直流电源的电压Ud：四四.直流励磁电流的估算直流励磁电流的估算 5-3 动力制动机械特性的计算动力制动机械特性的计算 第60页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动1 1、励磁电源及容量的确定；、励磁电源及容量的确定；2 2、减速制动、限速制动的控制方式；、减速制动、限速制动的控制方式；3 3、减速控制中的失速问题：、减速控制中的失速问题：失速原因、解决方法。失速原因、解决方法。4 4、动力制动的补偿控制方法：、动力制动的补偿控制方法：电流补偿、速度补偿；电流补偿、速度补偿；主要问题：主要问题：5-4 动力制动的应用动力制动的应用第61页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动1.励磁电源及容量的确定；励磁电源及容量的确定；电源类型：电源类型：可调电压直流电源 电源容量：电源容量：不超过拖动电动机容量的5%(一般为3%)主要问题：主要问题：5-4 动力制动的应用动力制动的应用第62页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动2.减速制动与限速制动的减速制动与限速制动的 控制方式；控制方式；选用电阻固定，调节激磁电流大选用电阻固定，调节激磁电流大小，控制制动力矩；小，控制制动力矩；随转速变化，改变电阻，提随转速变化，改变电阻，提高平均制动力矩；高平均制动力矩；调节激磁电流，控制制动力大调节激磁电流，控制制动力大小小 主要问题：主要问题：5-4 动力制动的应用动力制动的应用第63页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动3.减速控制中的失速问题：减速控制中的失速问题：失速原因、解决方法。失速原因、解决方法。失速的原因：失速的原因：在减少转子回路电阻后，电动机在减少转子回路电阻后，电动机的工作点落在制动特性的的工作点落在制动特性的不稳定段不稳定段。解决方法：解决方法：电流补偿；转速补偿。电流补偿；转速补偿。主要问题：主要问题：5-4 动力制动的应用动力制动的应用第64页，共65页，编辑于2022年，星期六第五章第五章第五章第五章 异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动异步电动机的电气制动4.动力制动的补偿控制：动力制动的补偿控制：电流补偿、速度补偿；电流补偿、速度补偿；1 1）转子电流补偿的控制原理）转子电流补偿的控制原理 如图如图5-18a 5-18a 2 2）速度补偿的控制系统，如）速度补偿的控制系统，如图图5-l8b 5-l8b 主要问题：主要问题：5-4 动力制动的应用动力制动的应用第65页，共65页，编辑于2022年，星期六