三相异步电动机的电力拖动.pptx

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1、三相异步电动机的电力拖动三相异步电动机的电力拖动6-1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性与直流电机相似三相异步电动机的机械特性也是表示转矩和转速与直流电机相似三相异步电动机的机械特性也是表示转矩和转速与直流电机相似三相异步电动机的机械特性也是表示转矩和转速与直流电机相似三相异步电动机的机械特性也是表示转矩和转速的函数关系，但是是以转矩方程的形式出现。的函数关系，但是是以转矩方程的形式出现。的函数关系，但是是以转矩方程的形式出现。的函数关系，但是是以转矩方程的形式出现。即：即：即：即：T Tf f（n n）三相异步电动机的机械特性的方程有三种形式：三相异步电动机的机械特性的方程有

2、三种形式：三相异步电动机的机械特性的方程有三种形式：三相异步电动机的机械特性的方程有三种形式：物理表达式物理表达式物理表达式物理表达式参数表达式参数表达式参数表达式参数表达式工程实用公式工程实用公式工程实用公式工程实用公式第1页/共46页三相异步电机的机械特性方程三相异步电机的机械特性方程有三种方式：有三种方式：有三种方式：有三种方式：物理表达式：物理表达式：物理表达式：物理表达式：TMI I2cos2 （形式类似直流电机的形式类似直流电机的形式类似直流电机的形式类似直流电机的 T T T TC C C CT T T TIIIIa a a a）电磁系数电磁系数C CMM1 1pNpN1 1k

3、kW1W122 转子电流转子电流 /(R(R2 2/S)/S)2 2X X2 2 2 2参数表达式参数表达式参数表达式参数表达式:（用等值电路中的参数表达转矩）（用等值电路中的参数表达转矩）（用等值电路中的参数表达转矩）（用等值电路中的参数表达转矩）实用表达式实用表达式实用表达式实用表达式:第2页/共46页异步电机的固有机械特性异步电机的固有机械特性异步电机固有（自然）特性的条件：异步电机固有（自然）特性的条件：异步电机固有（自然）特性的条件：异步电机固有（自然）特性的条件：施加电源电压额定施加电源电压额定施加电源电压额定施加电源电压额定NN；电源频率额定电源频率额定电源频率额定电源频率额定N

4、N；定子按规定方式接线；定子按规定方式接线；定子按规定方式接线；定子按规定方式接线；定转子不串定转子不串定转子不串定转子不串R R、L L、C C。异步电机机械特性异步电机机械特性异步电机机械特性异步电机机械特性由下三点确定曲线：由下三点确定曲线：由下三点确定曲线：由下三点确定曲线：同步转速点（同步转速点（同步转速点（同步转速点（T T，）最大转矩点（最大转矩点（最大转矩点（最大转矩点（T TT T，）起动点（，起动点（，起动点（，起动点（，T TT Tstst）nSmTmTstDTQS00 1Tn0第3页/共46页异步电机的人为机械特性异步电机的人为机械特性 降压人为特性降压人为特性降压人为

5、特性降压人为特性不变，不变，不变，不变，T T不变，不变，不变，不变，T T1 12 2，T Tstst 1 1注意：若负载转矩接近额定注意：若负载转矩接近额定注意：若负载转矩接近额定注意：若负载转矩接近额定,降压对电动机运行极为不利。当降压对电动机运行极为不利。当降压对电动机运行极为不利。当降压对电动机运行极为不利。当T T T TT T T TN N N N时时时时（但转速和功率因数变化不大）则从下式看出：（但转速和功率因数变化不大）则从下式看出：（但转速和功率因数变化不大）则从下式看出：（但转速和功率因数变化不大）则从下式看出：T T T TN N N NT T T TI I I I2

6、2 2 2 COSCOSCOSCOS2 2 2 2I I I I2 2 2 2IIII2N2N2N2N，I I I I1 1 1 1IIII1N1N1N1N 不可长期运行。不可长期运行。不可长期运行。不可长期运行。nTTm0.64TmTst0.64TstSmU1N0.8U1N0.5U1N第4页/共46页异步电机的人为机械特性异步电机的人为机械特性转子回路串对称电阻人为特性转子回路串对称电阻人为特性转子回路串对称电阻人为特性转子回路串对称电阻人为特性在绕线式异步电动机转子回路三相串对称电阻在绕线式异步电动机转子回路三相串对称电阻 n no o 不变，不变，不变，不变，T T；S S r r2 2

7、+R+R，T Tmm不变；不变；不变；不变；S=1 S=1 在适当范围在适当范围在适当范围在适当范围 R R TTstst （但（但（但（但R R 太大太大太大太大T Tstst）n ssmsmr2r2+r1r2+r1100TstTst1Tst2T第5页/共46页异步电机的人为机械特性异步电机的人为机械特性定子回路串接三相对称电阻或电抗人为特性定子回路串接三相对称电阻或电抗人为特性定子回路串接三相对称电阻或电抗人为特性定子回路串接三相对称电阻或电抗人为特性一般用于鼠笼式异步电动机的降压起动，以限制起动一般用于鼠笼式异步电动机的降压起动，以限制起动电流。串电抗起动，比串电阻损耗小得多。电流。串电

8、抗起动，比串电阻损耗小得多。n no o不变，不变，不变，不变，T=oT=o S Sm m ，T Tm m S S 1 1，T Tstst 在笼型异步电动机的三相定子在笼型异步电动机的三相定子在笼型异步电动机的三相定子在笼型异步电动机的三相定子回路中分别串对称电阻或电抗不回路中分别串对称电阻或电抗不回路中分别串对称电阻或电抗不回路中分别串对称电阻或电抗不影响同步转速的大小影响同步转速的大小影响同步转速的大小影响同步转速的大小,故故故故n n n no o o o不变；不变；不变；不变；但随但随但随但随R R R R（或（或（或（或x x x x）增大，）增大，）增大，）增大，S S S Sm

9、m m m、T T T Tm m m m及及及及T T T Tst.st.st.st.都减小。都减小。都减小。都减小。nTSmSms第6页/共46页异步电机的变频人为机械特性异步电机的变频人为机械特性改变电源的频率f改变了同步转速ns=60f/p特性曲线上下平移使用区的硬度不变形同直流电机的变压人为形同直流电机的变压人为形同直流电机的变压人为形同直流电机的变压人为特性，被人为是异步电机的特性，被人为是异步电机的特性，被人为是异步电机的特性，被人为是异步电机的最佳调速特性曲线！最佳调速特性曲线！最佳调速特性曲线！最佳调速特性曲线！nTsf fN Nf f2 2 f fN N f f1 1f f2

10、 2f f1 1第7页/共46页6-2 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动一、直接起动一、直接起动一、直接起动一、直接起动（固有特性起动）（固有特性起动）（固有特性起动）（固有特性起动）直接起动也称全压起动，起动时通过三相闸刀或磁力直接起动也称全压起动，起动时通过三相闸刀或磁力直接起动也称全压起动，起动时通过三相闸刀或磁力直接起动也称全压起动，起动时通过三相闸刀或磁力起动器将定子绕组直接通上额定电压的电源。起动器将定子绕组直接通上额定电压的电源。起动器将定子绕组直接通上额定电压的电源。起动器将定子绕组直接通上额定电压的电源。这种方法设备简单，操作方便，但起动电流较大，可这种方法设备简单，

11、操作方便，但起动电流较大，可这种方法设备简单，操作方便，但起动电流较大，可这种方法设备简单，操作方便，但起动电流较大，可达额定电流的倍。会引起电网电压的波动，此达额定电流的倍。会引起电网电压的波动，此达额定电流的倍。会引起电网电压的波动，此达额定电流的倍。会引起电网电压的波动，此波动不能超过容许范围。一般功率在波动不能超过容许范围。一般功率在波动不能超过容许范围。一般功率在波动不能超过容许范围。一般功率在7.5kw7.5kw下电机直下电机直下电机直下电机直接起动，若供电力变压器容量相对电机容量比较大，接起动，若供电力变压器容量相对电机容量比较大，接起动，若供电力变压器容量相对电机容量比较大，接

12、起动，若供电力变压器容量相对电机容量比较大，符合下经验公式，也能采用直接起动。符合下经验公式，也能采用直接起动。符合下经验公式，也能采用直接起动。符合下经验公式，也能采用直接起动。直接起动时，起动转矩要大于负载转矩，否则不能带直接起动时，起动转矩要大于负载转矩，否则不能带直接起动时，起动转矩要大于负载转矩，否则不能带直接起动时，起动转矩要大于负载转矩，否则不能带额定负载起动或采取措施提高额定负载起动或采取措施提高额定负载起动或采取措施提高额定负载起动或采取措施提高M M M Mstststst.供电变压器容量(KVA)电动机容量（KW）第8页/共46页二、中大容量电动机轻载起动二、中大容量电动

13、机轻载起动二、中大容量电动机轻载起动二、中大容量电动机轻载起动降压起动降压起动降压起动降压起动相对于配电的容量，称电动机为中、大容量，由于不带负载或轻载起动，主要矛盾是电流。第9页/共46页1 1、定子串电阻或电抗降压起动、定子串电阻或电抗降压起动、定子串电阻或电抗降压起动、定子串电阻或电抗降压起动直接起动电流为直接起动电流为直接起动电流为直接起动电流为I I I I1st1st1st1st，降压起动电流为，降压起动电流为，降压起动电流为，降压起动电流为I I I I1st1st1st1st I I I I1st1st1st1st I I I I1st1st1st1st(11为起动电流所需降低

14、的倍数为起动电流所需降低的倍数)而而而而 T T T Tstststst T T T Tstststst (起动转矩阵起动转矩阵T Tstst比电流下降得多比电流下降得多)电抗电阻计算：电抗电阻计算：电抗电阻计算：电抗电阻计算：直接起动时直接起动时直接起动时直接起动时U U U UststststI I I I1st1st1st1st=Z=Z=Z=ZK K K K=r=r=r=rk k k k2 2 2 2+x+x+x+xK K K K2 2 2 2 串电阻串电阻串电阻串电阻R R R R后后后后U U U UststststI I I I1st1st1st1st=(R=(R=(R=(R+r+

15、r+r+rk k k k)2 2 2 2+x+x+x+xK K K K2 2 2 2而而而而 I I I I1st 1st 1st 1st aIaIaIaI1st1st1st1st 则则则则(R(R(R(R+r+r+r+rk k k k)2 2 2 2+x+x+x+xK K K K2 2 2 2=ar=ar=ar=ark k k k2 2 2 2+x+x+x+xK K K K2 2 2 2 R R R R =a=a=a=a2 2 2 2 r r r rk k k k2 2 2 2+(a+(a+(a+(a2 2 2 21)1)1)1)x x x xK K K K2 2 2 2 r r r rK

16、K K K同理串电抗：同理串电抗：同理串电抗：同理串电抗：=a=a=a=a2 2 2 2 x x x xk k k k2 2 2 2+(a+(a+(a+(a2 2 2 21)1)1)1)r r r rK K K K 2 2 2 2 x x x xK K K K第10页/共46页2 2、自耦变压器降压起动、自耦变压器降压起动、自耦变压器降压起动、自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动器由一台自耦变压器降压起动器由一台自耦变压器降压起动器由一台自耦变压器降压起动器由一台三相形连接的自耦变压器和切三相形连接的自耦变压器和切三相形连接的自耦变压器和切三相形连接的自耦变压器和切换开关组成，又称起动补偿器。

17、换开关组成，又称起动补偿器。换开关组成，又称起动补偿器。换开关组成，又称起动补偿器。右图为自耦变压器一相绕组接线图右图为自耦变压器一相绕组接线图 N N N N1 1 1 1 u u u u1 1 1 1 I I I I2 2 2 2其变比为：其变比为：其变比为：其变比为：-N N N N2 2 2 2 u u u u2 2 2 2 I I I I1 1 1 1降压起动时，自耦变压器原边电压降压起动时，自耦变压器原边电压降压起动时，自耦变压器原边电压降压起动时，自耦变压器原边电压U U U U1 1 1 1为为为为U U U UN N N N ；副边电压；副边电压；副边电压；副边电压U U U

18、 U2 2 2 2就是异步就是异步就是异步就是异步电动机降低了的电压电动机降低了的电压电动机降低了的电压电动机降低了的电压U U U U1 1 1 1其降压倍数为：其降压倍数为：其降压倍数为：其降压倍数为：U U U U1 1 1 1 U U U Ue e e e -U U U U2 2 2 2 U U U U1 1 1 1设，全压起动电流为设，全压起动电流为设，全压起动电流为设，全压起动电流为I I I I1st1st1st1st；自耦变压器降压起动电流为；自耦变压器降压起动电流为；自耦变压器降压起动电流为；自耦变压器降压起动电流为I I I I1st1st1st1st(I(I(I(I2 2

19、 2 2)I I I I1st1st1st1st=I=I=I=I2 2 2 2a a a a I I I I1st1st1st1sta a a a2 2 2 2 同样：同样：同样：同样：T T T Tstststst=T=T=T=Tstststst/a/a/a/a2 2 2 2 由上可知由上可知由上可知由上可知T T T Tstststst与与与与I I I I1st1st1st1st降低倍数相同降低倍数相同降低倍数相同降低倍数相同,这是自耦变压器降压起动的这是自耦变压器降压起动的这是自耦变压器降压起动的这是自耦变压器降压起动的优点。优点。优点。优点。可将自耦变压器做成不同变比的抽头可将自耦变

20、压器做成不同变比的抽头,以适应不同起动转矩的要求以适应不同起动转矩的要求QJ2：a=1.8,1.56,1.37分别降压55,64,73%QJ3：a=2.5,1.67,1.25分别降压40,60,80%第11页/共46页3 3、星、星三角（三角（Y Y）起动）起动对哪些正常运行时对哪些正常运行时对哪些正常运行时对哪些正常运行时接法接法接法接法,且又有首尾且又有首尾且又有首尾且又有首尾6 6 6 6个出线端的电动个出线端的电动个出线端的电动个出线端的电动机可在起动时机可在起动时机可在起动时机可在起动时Y Y Y Y接法，正常运行时又改成接法，正常运行时又改成接法，正常运行时又改成接法，正常运行时又

21、改成接法接法接法接法,从而实从而实从而实从而实现降压现降压现降压现降压3 3 3 3倍起动。倍起动。倍起动。倍起动。U U U UY Y Y Y 1 I 1 I 1 I 1 I1st1st1st1st 1 1 1 1 1 1 1 1由由由由 -U U U U 3 I 3 I 3 I 3 I1st 1st 1st 1st (3)(3)(3)(3)2 2 2 2 3 3 3 3 T T T TststststT T T Tstststst3 3 3 3条件：条件：条件：条件：1111只能用于轻载和空载起动；只能用于轻载和空载起动；只能用于轻载和空载起动；只能用于轻载和空载起动；2222正常运行为正

22、常运行为正常运行为正常运行为接法的电机；接法的电机；接法的电机；接法的电机；3333电动机必须有六个抽头。电动机必须有六个抽头。电动机必须有六个抽头。电动机必须有六个抽头。若若若若Y/380/220 Y/380/220 Y/380/220 Y/380/220 这种电机则不行这种电机则不行这种电机则不行这种电机则不行 （在只有（在只有（在只有（在只有380V380V380V380V三相电源时）三相电源时）三相电源时）三相电源时）若若若若Y/660/380Y/660/380Y/660/380Y/660/380只有只有只有只有380V380V380V380V电源时便可。电源时便可。电源时便可。电源时

23、便可。第12页/共46页例：一台三相异步电动机定子例：一台三相异步电动机定子例：一台三相异步电动机定子例：一台三相异步电动机定子接法，接法，接法，接法，P P P PN N N N=1000KW,U=1000KW,U=1000KW,U=1000KW,U1N1N1N1N=380V,=380V,=380V,=380V,I I I I1N1N1N1N=235A,n=235A,n=235A,n=235A,nN N N N=593r/min,K=593r/min,K=593r/min,K=593r/min,KI I I I=6,K=6,K=6,K=6,Km m m m=0.9,=0.9,=0.9,=0.

24、9,m m m m=2=2=2=2.2,.2,.2,.2,电网允许电流电网允许电流电网允许电流电网允许电流940A940A940A940A。试问以下三种负载可采用哪些方法起动试问以下三种负载可采用哪些方法起动试问以下三种负载可采用哪些方法起动试问以下三种负载可采用哪些方法起动,空载空载空载空载,半载半载半载半载,满载。满载。满载。满载。解：解：解：解：空载动空载动空载动空载动1111直接起动直接起动直接起动直接起动 I I I I1st1st1st1stK K K KI I I II I I IN N N N62356235623562351410A 1410A 1410A 1410A T T

25、 T TststststK K K Km m m mT T T TN N N N0.9T0.9T0.9T0.9TN N N N2222定子串电阻定子串电阻定子串电阻定子串电阻 a a a aI I I I1st1st1st1st/I/I/I/I1st1st1st1st1410/9401410/9401410/9401410/9401.5 1.5 1.5 1.5 T T T Tstststst=0.9 T=0.9 T=0.9 T=0.9 TN N N N/(1.5)/(1.5)/(1.5)/(1.5)2 2 2 20.4T0.4T0.4T0.4TN N N N 3Y-3Y-3Y-3Y-起动起动起

26、动起动 I I I I1st1st1st1st14101410141014103 3 3 3470A470A470A470A T T T Tstststst0.9 T0.9 T0.9 T0.9 TN N N N/3/3/3/30.3 T0.3 T0.3 T0.3 TN N N N4444自耦变压器起动自耦变压器起动自耦变压器起动自耦变压器起动,取取取取40%40%40%40%，这样，这样，这样，这样:a:a:a:aN N N N1 1 1 10.4 N0.4 N0.4 N0.4 N1 1 1 12.52.52.52.5 I I I I1st1st1st1st14101410141014102.

27、52.52.52.52 2 2 2225.6A225.6A225.6A225.6A T T T Tstststst0.9 T0.9 T0.9 T0.9 TN N N N/6.25/6.25/6.25/6.250.144 T0.144 T0.144 T0.144 TN N N N半载半载半载半载(上三种不能用上三种不能用上三种不能用上三种不能用)将自耦变压器抽头换一下，取将自耦变压器抽头换一下，取将自耦变压器抽头换一下，取将自耦变压器抽头换一下，取80%80%80%80%a a a aN N N N1 1 1 10.8 N0.8 N0.8 N0.8 N1 1 1 11.251.251.251.2

28、5，I I I I1st1st1st1st14101410141014101.251.251.251.252 2 2 2902.4A902.4A902.4A902.4A T T T Tstststst0.9 T0.9 T0.9 T0.9 TN N N N/1.25/1.25/1.25/1.252 2 2 2 0.576 T0.576 T0.576 T0.576 TN N N N满载起动满载起动满载起动满载起动,上面方法均不能用上面方法均不能用上面方法均不能用上面方法均不能用.只能买同容量绕线式异步电机只能买同容量绕线式异步电机只能买同容量绕线式异步电机只能买同容量绕线式异步电机,在转子回路串电

29、阻。在转子回路串电阻。在转子回路串电阻。在转子回路串电阻。不可用不可用可用可用可用可用可用可用可用可用第13页/共46页三、小容量电机重载起动三、小容量电机重载起动三、小容量电机重载起动三、小容量电机重载起动小容量电机重载起动，起动电流对电网冲小容量电机重载起动，起动电流对电网冲击不大，主要矛盾是起动转矩小。为了改击不大，主要矛盾是起动转矩小。为了改改善电动机的起动性能改善电动机的起动性能,可以改变转子槽形可以改变转子槽形和绕组材料，利用和绕组材料，利用“集肤效应集肤效应”使起动时使起动时转子电阻增大，从而增大起动转矩并减小转子电阻增大，从而增大起动转矩并减小起动电流，在正常运行转子电阻又能自

30、动起动电流，在正常运行转子电阻又能自动变小变小,基本上不影响运行性能。基本上不影响运行性能。第14页/共46页、深槽式异步电动机、深槽式异步电动机、深槽式异步电动机、深槽式异步电动机 槽深槽深槽深槽深h h -槽宽槽宽槽宽槽宽b b一般电动机一般电动机一般电动机一般电动机 集肤效应使：集肤效应使：集肤效应使：集肤效应使：下下下下上上上上下下下下上上上上 导条下面部分漏抗大导条下面部分漏抗大导条下面部分漏抗大导条下面部分漏抗大电流密度电流密度电流密度电流密度上大下小；上大下小；上大下小；上大下小；起动时，此时集肤效应最严重，使转子阻抗增起动时，此时集肤效应最严重，使转子阻抗增起动时，此时集肤效应

31、最严重，使转子阻抗增起动时，此时集肤效应最严重，使转子阻抗增大，而减小起动电流，增大起动转矩。大，而减小起动电流，增大起动转矩。大，而减小起动电流，增大起动转矩。大，而减小起动电流，增大起动转矩。当转速上升，减小，到当转速上升，减小，到当转速上升，减小，到当转速上升，减小，到NN，f f2 2=(=()HZ)HZ，集肤效应基本消失，导条中电流均匀分布，导条的电集肤效应基本消失，导条中电流均匀分布，导条的电集肤效应基本消失，导条中电流均匀分布，导条的电集肤效应基本消失，导条中电流均匀分布，导条的电阻变为较小的直流电阻，运行时基本不受影响。阻变为较小的直流电阻，运行时基本不受影响。阻变为较小的直流

32、电阻，运行时基本不受影响。阻变为较小的直流电阻，运行时基本不受影响。缺点：正常工作时漏抗大缺点：正常工作时漏抗大缺点：正常工作时漏抗大缺点：正常工作时漏抗大,cos,cos,cos,cos 低，过载能力低，过载能力低，过载能力低，过载能力小。小。小。小。第15页/共46页、双鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机转子上有两套鼠笼转子上有两套鼠笼转子上有两套鼠笼转子上有两套鼠笼,即上笼用电阻即上笼用电阻即上笼用电阻即上笼用电阻系数大的黄铜或铝青铜制成，且截面系数大的黄铜或铝青铜制成，且截面系数大的黄铜或铝青铜制成，且截面系数大的黄铜或铝青铜制成，且截面小小小

33、小;下笼用电阻系数较小的紫铜制成，下笼用电阻系数较小的紫铜制成，下笼用电阻系数较小的紫铜制成，下笼用电阻系数较小的紫铜制成，且截面大。且截面大。且截面大。且截面大。起动时，集肤效应使下笼通过电流起动时，集肤效应使下笼通过电流起动时，集肤效应使下笼通过电流起动时，集肤效应使下笼通过电流小，而上笼电阻又大，将产生较大转小，而上笼电阻又大，将产生较大转小，而上笼电阻又大，将产生较大转小，而上笼电阻又大，将产生较大转矩。正常运行时，大部分电流通过下矩。正常运行时，大部分电流通过下矩。正常运行时，大部分电流通过下矩。正常运行时，大部分电流通过下笼。称上笼为起动笼笼。称上笼为起动笼笼。称上笼为起动笼笼。称

34、上笼为起动笼,下笼为运行笼。下笼为运行笼。下笼为运行笼。下笼为运行笼。上图为特性曲线上图为特性曲线上图为特性曲线上图为特性曲线nT下下上上第16页/共46页、高转差率鼠笼异步电动机、高转差率鼠笼异步电动机、高转差率鼠笼异步电动机、高转差率鼠笼异步电动机转子导条截面小转子导条截面小转子导条截面小转子导条截面小,且用电阻率高的铝合金制成，使转子电阻加大且用电阻率高的铝合金制成，使转子电阻加大且用电阻率高的铝合金制成，使转子电阻加大且用电阻率高的铝合金制成，使转子电阻加大,限限限限制起动电流制起动电流制起动电流制起动电流,增大起动转矩。增大起动转矩。增大起动转矩。增大起动转矩。正常运行时转差正常运行

35、时转差正常运行时转差正常运行时转差率比普通鼠笼异步率比普通鼠笼异步率比普通鼠笼异步率比普通鼠笼异步机高，因而称高转机高，因而称高转机高，因而称高转机高，因而称高转差率鼠笼电机。差率鼠笼电机。差率鼠笼电机。差率鼠笼电机。nssmsmr2r2R2”100TstTst1Tst2T第17页/共46页四、大中容量电机重载起动四、大中容量电机重载起动四、大中容量电机重载起动四、大中容量电机重载起动大中容量的异步电机重载起动时电流大、大中容量的异步电机重载起动时电流大、转矩小两种矛盾同时存在。为此，应采用转矩小两种矛盾同时存在。为此，应采用绕线式异步电动机，在转子回路串电阻或绕线式异步电动机，在转子回路串电

36、阻或频敏变阻器，改善起动和制动性能，这样频敏变阻器，改善起动和制动性能，这样不但可增大起动转矩，减小起动电流，而不但可增大起动转矩，减小起动电流，而且把转子接入的电阻所发出的大部分热量且把转子接入的电阻所发出的大部分热量于电机之外，减小电机本身发热。于电机之外，减小电机本身发热。第18页/共46页一、转子串电阻起动一、转子串电阻起动一、转子串电阻起动一、转子串电阻起动在实用公式中：在实用公式中：在实用公式中：在实用公式中：S SS SmmSSmmT(2TT(2Tmm/S/Smm)S T)S T S S一般选：一般选：一般选：一般选：T T1 1 T Tm m T T2 2=(1.11.2)T=

37、(1.11.2)Tz z由由由由 T T1 1T T2 2=则：则：则：则：R R1 1 2 2 R R1 1 R R1 1 2 2 R R2 2 2 2r r2 2 R R2 2 R R2 2 R R1 1R R3 3 3 3r r2 2 R R2 2 R R3 3 R R2 2 R Rmm mmr r2 2 R Rmm R RmmR Rm-1m-1 （一般一般一般一般S S S SN N N NX X X X2 2 2 2rrrRRmm(p(pFeFe电阻电阻电阻电阻)R Rmm f f2 22 2起动瞬间电流大部分流过起动瞬间电流大部分流过起动瞬间电流大部分流过起动瞬间电流大部分流过R

38、Rmm，随着随着随着随着nSfnSf2 2 X XmmRRmm 相当转子每相串入相当转子每相串入相当转子每相串入相当转子每相串入2 2 R Rmmn nn nN N，f f2 2()HZ)HZX Xmm0,R0,Rmm也很小也很小也很小也很小主要运用铁损耗的等效电阻原理，只能主要运用铁损耗的等效电阻原理，只能主要运用铁损耗的等效电阻原理，只能主要运用铁损耗的等效电阻原理，只能用于起动，不能用于调速，起动转矩的平用于起动，不能用于调速，起动转矩的平用于起动，不能用于调速，起动转矩的平用于起动，不能用于调速，起动转矩的平均较串电阻获得的要小。均较串电阻获得的要小。均较串电阻获得的要小。均较串电阻获

39、得的要小。NFB RNFB Rmm(FeFe B B2 2)B RB Rmm R Rmm可调可调第20页/共46页63 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也可运行于制动状态：与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也可运行于制动状态：与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也可运行于制动状态：与直流电动机的运行相似，三相异步电动机也可运行于制动状态：当当当当T T与与与与n n方向相同，电机运行于一、三象限，为电动状态；方向相同，电机运行于一、三象限，为电动状态；方向相同，电机运行于一、三象限，为电动状态；方向相同，电机运行于一、三象限，为电动状态；当当

40、当当T T与与与与n n方向相反，电机运行于二、四象限，为制动状态。方向相反，电机运行于二、四象限，为制动状态。方向相反，电机运行于二、四象限，为制动状态。方向相反，电机运行于二、四象限，为制动状态。异步电动机制动运行的作用仍然是快速减速或停车和匀速下放重物。第21页/共46页、转子反转的反接制动、转子反转的反接制动、转子反转的反接制动、转子反转的反接制动原来电机带动原来电机带动原来电机带动原来电机带动T T T Tz z z z电动运行在点，电动运行在点，电动运行在点，电动运行在点，现串入现串入现串入现串入R R R R，电机从特性，电机从特性，电机从特性，电机从特性 即：即：即：即：AAT

41、TAATTAATTAATTz z z znn=0TTnn=0TTnn=0TTnn=0T1111，能量消耗多；，能量消耗多；，能量消耗多；，能量消耗多；应用：改变应用：改变应用：改变应用：改变R R R R得到不同下放重物的转速。得到不同下放重物的转速。得到不同下放重物的转速。得到不同下放重物的转速。nTAABCTz第22页/共46页、定子两相、定子两相、定子两相、定子两相(电压电压电压电压)反接的反接制动反接的反接制动反接的反接制动反接的反接制动两相电压反接两相电压反接两相电压反接两相电压反接n n n n0 0 0 0变负变负变负变负转子切割磁场方向改变转子切割磁场方向改变转子切割磁场方向改

42、变转子切割磁场方向改变随着切割速度加大随着切割速度加大随着切割速度加大随着切割速度加大I I I I2 2 2 2 T(TT(TT(TT(T方向改变方向改变方向改变方向改变)而而而而n n n n方方方方向未变，向未变，向未变，向未变，BDBDBDBD区间为制动状态。区间为制动状态。区间为制动状态。区间为制动状态。从点从点从点从点B B B B点，转差率接近点，转差率接近点，转差率接近点，转差率接近2 2 2 2。-0 0 0 0n n n nB B B B n n n n0 0 0 0n n n nB B B B S S S SB B B B-0 0 0 0电势，电流均很大电势，电流均很大电

43、势，电流均很大电势，电流均很大SESESESE2 2 2 2 E E E E2 2 2 22 2 2 2异步电机电压反接制动时若不在异步电机电压反接制动时若不在异步电机电压反接制动时若不在异步电机电压反接制动时若不在转子串电阻转子串电阻转子串电阻转子串电阻,制动的转矩和电流反而小。制动的转矩和电流反而小。制动的转矩和电流反而小。制动的转矩和电流反而小。n-n0T-TBABDC-nCE第23页/共46页二、回馈制动的运行状态二、回馈制动的运行状态二、回馈制动的运行状态二、回馈制动的运行状态在上图区间：在上图区间：电机的电机的T与与n反向，反向，且且nn0为为回馈制动。回馈制动。电机的回馈制动还电

44、机的回馈制动还电机的回馈制动还电机的回馈制动还可能出现在第二象限。可能出现在第二象限。可能出现在第二象限。可能出现在第二象限。n-n0T-TBABDC-nCE第24页/共46页三、能耗制动的运行状态三、能耗制动的运行状态三、能耗制动的运行状态三、能耗制动的运行状态与直流电机不同的是与直流电机不同的是与直流电机不同的是与直流电机不同的是:异步电动机断开异步电动机断开异步电动机断开异步电动机断开电源时电源时电源时电源时,定子失去磁场定子失去磁场定子失去磁场定子失去磁场,若想进行能耗制动，若想进行能耗制动，若想进行能耗制动，若想进行能耗制动，须在定子绕组另外施加直流励磁。须在定子绕组另外施加直流励磁

45、。须在定子绕组另外施加直流励磁。须在定子绕组另外施加直流励磁。右图右图右图右图K K1 1合上合上合上合上K K2 2断开电机处电动状态；断开电机处电动状态；断开电机处电动状态；断开电机处电动状态；若若若若K K1 1断开断开断开断开K K2 2合上在定子绕组通入直流合上在定子绕组通入直流合上在定子绕组通入直流合上在定子绕组通入直流电流，于气隙中建立恒定磁场，由惯性电流，于气隙中建立恒定磁场，由惯性电流，于气隙中建立恒定磁场，由惯性电流，于气隙中建立恒定磁场，由惯性旋转的转子切割磁力线感应电动势、产旋转的转子切割磁力线感应电动势、产旋转的转子切割磁力线感应电动势、产旋转的转子切割磁力线感应电动

46、势、产生电流、产生制动作用的电磁转矩，电生电流、产生制动作用的电磁转矩，电生电流、产生制动作用的电磁转矩，电生电流、产生制动作用的电磁转矩，电机处于能耗制动。机械惯性转变为电能机处于能耗制动。机械惯性转变为电能机处于能耗制动。机械惯性转变为电能机处于能耗制动。机械惯性转变为电能消耗在转子回路的电阻上。当消耗在转子回路的电阻上。当消耗在转子回路的电阻上。当消耗在转子回路的电阻上。当n n0 0动能动能动能动能降为零，制动过程结束。降为零，制动过程结束。降为零，制动过程结束。降为零，制动过程结束。第25页/共46页能耗制动的特性曲线能耗制动的特性曲线能耗制动的特性曲线能耗制动的特性曲线能耗制动的机

47、械特性分析较为复杂，能耗制动的机械特性分析较为复杂，可视为反向特性平移到原点。可视为反向特性平移到原点。可推算出：可推算出：等效的交流电流等效的交流电流I I1=0.816(直流电流直流电流)nTTzTBAB第26页/共46页64 三相异步电动机的三相异步电动机的调速调速直流电动机的调速性能虽好，但由于有换向器，带直流电动机的调速性能虽好，但由于有换向器，带直流电动机的调速性能虽好，但由于有换向器，带直流电动机的调速性能虽好，但由于有换向器，带来的缺点是构造复杂，运行可靠性差，维修困难，来的缺点是构造复杂，运行可靠性差，维修困难，来的缺点是构造复杂，运行可靠性差，维修困难，来的缺点是构造复杂，

48、运行可靠性差，维修困难，换向器运行的火花在可燃性气体的环境下不能采用，换向器运行的火花在可燃性气体的环境下不能采用，换向器运行的火花在可燃性气体的环境下不能采用，换向器运行的火花在可燃性气体的环境下不能采用，另外，受换向条件的限制，电动机的单机动率不能另外，受换向条件的限制，电动机的单机动率不能另外，受换向条件的限制，电动机的单机动率不能另外，受换向条件的限制，电动机的单机动率不能做得太大。做得太大。做得太大。做得太大。异步电动机没换向器异步电动机没换向器异步电动机没换向器异步电动机没换向器,不存在直流电机的这些缺点。不存在直流电机的这些缺点。不存在直流电机的这些缺点。不存在直流电机的这些缺点

49、。异步电动机具有结构简单，运行可靠维修方便，造异步电动机具有结构简单，运行可靠维修方便，造异步电动机具有结构简单，运行可靠维修方便，造异步电动机具有结构简单，运行可靠维修方便，造价低等优点，而且随着电力电子学，微电子技术，价低等优点，而且随着电力电子学，微电子技术，价低等优点，而且随着电力电子学，微电子技术，价低等优点，而且随着电力电子学，微电子技术，计算机技术以及电机理论和自动控制理论的发展，计算机技术以及电机理论和自动控制理论的发展，计算机技术以及电机理论和自动控制理论的发展，计算机技术以及电机理论和自动控制理论的发展，目前高性能的异步电动机调速系统的性能指标已达目前高性能的异步电动机调速

50、系统的性能指标已达目前高性能的异步电动机调速系统的性能指标已达目前高性能的异步电动机调速系统的性能指标已达到了直流调速系统的水平。到了直流调速系统的水平。到了直流调速系统的水平。到了直流调速系统的水平。第27页/共46页三相异步电动机的调速方法三相异步电动机的调速方法三相异步电动机运行时，其转速为：三相异步电动机运行时，其转速为：三相异步电动机运行时，其转速为：三相异步电动机运行时，其转速为：变极调速调压调速变极调速调压调速变极调速调压调速变极调速调压调速调速方法调速方法调速方法调速方法 变调速转子串电阻调速变调速转子串电阻调速变调速转子串电阻调速变调速转子串电阻调速变频调速串级调速变频调速串