相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)李發(fā)海.ppt

第八章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng),我們知道異步電動(dòng)機(jī)的作用就是拖動(dòng)負(fù)載工作，那么關(guān)于它的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速問題就是我們關(guān)心的重點(diǎn)。 在三相異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩等物理量的正方向，都按電動(dòng)機(jī)慣例規(guī)定。本章討論三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速及各種運(yùn)行狀態(tài)。,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指定子接通電網(wǎng)，轉(zhuǎn)速?gòu)?n=0到n=nN 。 起動(dòng)要求： 1） 起動(dòng)力矩Ts盡可能的大； 2） 起動(dòng)電流Is盡可能的??； 在滿足Ts足夠大的條件下，盡量減少Is 。 3） 起動(dòng)設(shè)備盡可能的簡(jiǎn)單。,81籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說最簡(jiǎn)單、最直接的起動(dòng)方法就是我們大家能最先想到的直接起動(dòng)法。由前面所介紹的機(jī)械特性出發(fā)，我們知道如果在額定電壓下直接起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，由于最初起動(dòng)瞬間主磁通約減少到額定值的一半，功率因數(shù) 又很低，造成了起動(dòng)電流相當(dāng)大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大的結(jié)果。以普通鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)為例，起動(dòng)電流,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 如圖所示為三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)的固有機(jī)械特性與電流特性，其中 為定子每相電流，而 一般地說，容量在7.5kw以下的小容量鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)都可直接起動(dòng)。 起動(dòng)電流較大有什么影響呢？ 1、首先對(duì)于繞組來說是非常不利的，如果電機(jī)是屬于頻繁起動(dòng)的，頻繁出現(xiàn)短時(shí)大電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)熱較多而過熱。 2 對(duì)于變壓器而言，整個(gè)交流電網(wǎng)的容量相對(duì)于,單個(gè)的三相異步電動(dòng)機(jī)來講是非常大的。但是具體到直接供電的變壓器來講，容量卻是有限的。若變壓器額定容量相對(duì)不夠大時(shí)，電動(dòng)機(jī)短時(shí)較大的起動(dòng)電流，會(huì)使變壓器輸出電壓短時(shí)下降幅度較大，超過了正常規(guī)定值，例如 U 10或更嚴(yán)重。這樣一來，影響了幾個(gè)方面： （1）起動(dòng)電動(dòng)機(jī)本身，由于電壓太低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降很多（ ），當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，可能起動(dòng)不了。 （2）影響由同一臺(tái)配電變壓器供電的其他負(fù)載，比如說電燈會(huì)變暗，數(shù)控設(shè)備可能失常，重載的異步電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)等。,* 考慮對(duì)電網(wǎng)的沖擊 7.5kW以下可采用 * 較大容量需考慮供電設(shè)備的容量,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大有什么影響呢 ？ 很顯然，電機(jī)的起動(dòng)是非常吃力的， 的條件下，電動(dòng)機(jī)才能正常起動(dòng)。一般地說，如果異步電動(dòng)機(jī)輕載和空載起動(dòng)，直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就夠大了，但是如果是重載起動(dòng)例如 ，且要求起動(dòng)過程快時(shí)，某些異步電動(dòng)機(jī)例如繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)， 往往小于1，直接起動(dòng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就不夠大了。,從上面分析看出，三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)有些情況下是可行的，而下面兩種情況下是不可行的：變壓器與電動(dòng)機(jī)容量之比不足夠大；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能滿足要求。 不能直接起動(dòng)的第種情況下需要減小起動(dòng)電流，第種情況下需要加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 即起動(dòng)必須滿足的條件是： 起動(dòng)電流要足夠?。黄饎?dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大。 起動(dòng)電流：,從上面兩個(gè)表達(dá)式我們可以看出，降低起動(dòng)電流的方法有：降低電源電壓；加大定子邊電抗或電阻；加大轉(zhuǎn)子邊電阻或電抗。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法只有適當(dāng)加大轉(zhuǎn)子電阻，但不能過份，否則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而可能減小。 而直接起動(dòng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是不需要專門的起動(dòng)設(shè)備。,1.定子串電阻或電抗分壓起到降壓作用 2.自耦變壓器降壓起動(dòng) 3.星形-三角形起動(dòng)，用于可以有2種接法的電機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)用三角形接法，起動(dòng)時(shí)用星形接法，相電壓降為正常運(yùn)行時(shí)的 4.延邊三角形起動(dòng) 對(duì)不同的起動(dòng)要求，需專門設(shè)計(jì)電機(jī)。,二、 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng),降壓起動(dòng)的分析,（一）定子串接電抗器起動(dòng)： 三相異步電動(dòng)機(jī)定子串電抗器起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)電抗器接入定子電路；起動(dòng)后，切除電抗器，進(jìn)入正常運(yùn)行。顯然此時(shí)的電抗器起到了分壓的作用。三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，其每相等值電路如圖（a）所示，電源電壓 直接加在短路阻抗 上。定子邊串入電抗X起動(dòng)時(shí)，每相等值電路如圖（b）所示，,加在（jX ）上，而 上的電壓是 。定子邊串電抗起動(dòng)可以理解為增大定子邊電抗值，也可以理解為降低定子實(shí)際所加電壓，其目的是減小起動(dòng) 電流。根據(jù)等值電路，可以得出 我們知道，三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，這是由于電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，短路阻抗,所至，一般說來， 因此，串電抗起動(dòng)時(shí)，可以近似把 看成是電抗性質(zhì)。設(shè)串電抗時(shí)電動(dòng)機(jī)定子電壓與直接起動(dòng)時(shí)電壓比值為u，則,顯然，定子串電抗器起動(dòng)，降低了起動(dòng)電流，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低得更多。因此，定子串電抗器起動(dòng)，只能用于空載和輕載。 工程實(shí)際中，往往先給定線路允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小 ，再計(jì)算電抗X的大小。計(jì)算公式推導(dǎo)如下： 其中短路阻抗為,串電抗或電阻,可等效為 1阻抗,接法不變，所以: 電網(wǎng)線電流變化的倍數(shù)=相電流變化倍數(shù),若定子回路串電阻起動(dòng)，也屬于降壓起動(dòng)，也可以降低起動(dòng)電流。但由于外串的電阻上有較大的有功功率損耗，特別對(duì)中型、大型異步電動(dòng)機(jī)更不經(jīng)濟(jì)，因此這里不予介紹。 (二) 起動(dòng) 在這里主要是利用了星三角電壓之間 的關(guān)系，我們知道在星接中線電壓是相電壓的 倍，注意這種方法只適用與繞組在起動(dòng)的時(shí)候是星形接，而運(yùn)行的時(shí)候是三角形接。如圖所示：,試想一下，如果起動(dòng)的時(shí)候是三角形聯(lián)接，這樣，相電壓等于線電壓 每相起動(dòng)電流為 線上的起動(dòng)電流為 。而如果起動(dòng)時(shí)定子繞組Y接，如圖（b）所示，每相起動(dòng)電壓為 每相起動(dòng)電流，則,線起動(dòng)電流為 :,上式說明， 起動(dòng)時(shí)，盡管相電壓和相電流與直接起動(dòng)時(shí)相比降低到原來的 ，但是對(duì)供電變壓器造成沖擊的起動(dòng)電流則降低到直接起動(dòng)時(shí)的13。 直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 ， 起動(dòng) 時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 ，則： Y一 起動(dòng)可以用于拖動(dòng) 的輕負(fù)載。在輕載起動(dòng)條件下，應(yīng)該優(yōu)先采用。,Y-起動(dòng),相電壓減少,電網(wǎng)線電流減小為原線電流的3分之一,（三）自耦變壓器降壓起動(dòng) 如圖所示： 我們?cè)谇斑呉呀?jīng)學(xué)過了自耦變壓器的工作原理，在這里就是利用了自耦變壓器有抽頭可供選用，比較靈活，可以實(shí)現(xiàn)不同要求的降壓。 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓下降為 ， 與直接起動(dòng)時(shí)電壓的關(guān)系為,電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)電流為 ，與直接起動(dòng)的起動(dòng)電流 之間關(guān)系是： 自耦變壓器原邊的起動(dòng)電流為 ，與 之間關(guān)系為： 因此降壓起動(dòng)與直接起動(dòng)相比，供電變壓器的起動(dòng)電流的關(guān)系為：,自耦變壓器起動(dòng)時(shí)記起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 ，與直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 之間的關(guān)系為： 采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，與直接起動(dòng)相比較，電壓降低到 倍，起動(dòng)電流與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低到 倍。,實(shí)際上起動(dòng)用的自耦變壓器，備有幾個(gè)抽頭供選用。例如QJ 2型有三種抽頭，分別為55%（即=55%）、64%、73%（出廠時(shí)接在73%抽頭上）；QJ 3型也有三種抽頭，分別為40、 60%、80%（出廠時(shí)接在 60抽頭上）等。這也是我們前面所講的優(yōu)點(diǎn)，但是，自耦變壓器體積大，價(jià)格高，也不能帶重負(fù)載起動(dòng)。自耦變壓器降壓起動(dòng)在較大容量鼠籠異步電動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用。,自耦變壓器降壓,自耦變壓器變比,（四）延邊三角形起動(dòng),到目前為止，前面所介紹的幾種鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法，主要目的都是減小起動(dòng)電流，但同時(shí)又都程度不同地降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此只適合空載或輕載起動(dòng)。對(duì)于重載起動(dòng)，尤其要求起動(dòng)過程很快的情況下，則需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的異步電動(dòng)機(jī)。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是增大轉(zhuǎn)子電阻。對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，則可在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，只有設(shè)法加大鼠籠本身的電阻值，這類電動(dòng)機(jī)有高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。,8.3 高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電機(jī),8.3.1轉(zhuǎn)子電阻值較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 一般澆注式的鼠籠都采用鋁，有些電動(dòng)機(jī)鼠籠由合金鋁澆注而成，或者還采用轉(zhuǎn)子小槽，減小導(dǎo)條截面積，這樣使轉(zhuǎn)子電阻增大； 一般焊接式的鼠籠都采用紫銅，有些電動(dòng)機(jī)鼠籠材料用黃銅，黃銅的電阻率比紫銅高，所以轉(zhuǎn)子電阻較大,8.3.2 深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 1、轉(zhuǎn)子槽結(jié)構(gòu) 槽高/槽寬=1020 2、特點(diǎn) 將轉(zhuǎn)子導(dǎo)體看成小導(dǎo)體并聯(lián)組成，當(dāng)有I2時(shí)，漏磁通分布如圖。 底部漏電抗X大 起動(dòng)時(shí)f2 很大，轉(zhuǎn)子漏電抗比電阻大很多， I2大小由X決定；由于底部漏電抗X大， I2被擠到槽口，該現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。電流密度分布如圖。,8.3.3 雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī),外籠：導(dǎo)條截面積小，用電阻率較高的黃銅制成，電阻較大； 內(nèi)籠：導(dǎo)條截面積大，用電阻率較低的紫銅制成，電阻較??； 當(dāng)導(dǎo)條里有電流流過時(shí)，內(nèi)籠漏磁鏈多、漏電抗較大，外籠漏磁鏈少、電抗較小,利用集膚效應(yīng)/ 1.深槽轉(zhuǎn)子或刀形槽轉(zhuǎn)子 2.雙鼠籠轉(zhuǎn)子,起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率大，集膚效應(yīng)使電阻大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。,降壓起動(dòng)在限制起動(dòng)電流的同時(shí)，大大降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場(chǎng)合，人們不得不選擇價(jià)格昂貴的繞線式異步電動(dòng)機(jī)。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是可以在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻，以改善其起動(dòng)和調(diào)速性能。,82 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),*轉(zhuǎn)子可串電阻 轉(zhuǎn)子可串頻敏電阻,下面我們將進(jìn)行詳細(xì)的介紹.,如圖所示：,1、起動(dòng)過程如下： （l）接觸器觸點(diǎn)KI，K2，K3斷開，繞線式異步電動(dòng)機(jī)定子接額定電壓、轉(zhuǎn)子每相串入起動(dòng)電阻（ ），電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。起動(dòng)點(diǎn)為機(jī)械特性曲線 3上的a點(diǎn)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 ， 。 （2）轉(zhuǎn)速上升，到b點(diǎn)時(shí)， （ ），為了加大電磁轉(zhuǎn)矩加速起動(dòng)過程，接觸器觸點(diǎn)K3閉合，切除起動(dòng)電阻 。忽略異步電動(dòng)機(jī)的電磁慣性，只計(jì)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性， 則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從 b變到機(jī)械特性曲線2上的C點(diǎn)，該點(diǎn)上電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，經(jīng) h點(diǎn)最后穩(wěn)定運(yùn)行在 j點(diǎn)。上述起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子回路外串電阻分三級(jí)切除，故稱為三級(jí)起動(dòng)。T1為最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，T2為最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或切換轉(zhuǎn)矩。,2.作圖法計(jì)算起動(dòng)電阻,當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)確定時(shí)，例如m3，起動(dòng)機(jī)械特性作圖步驟如下：,（1）先畫固有機(jī)械特性。 （2）確定最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1及切換轉(zhuǎn)矩T2。,3.解析法計(jì)算起動(dòng)電阻,轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)： 繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)方法，要想獲得良好的起動(dòng)特性，需要較多的起動(dòng)級(jí)數(shù)，這樣，控制設(shè)備復(fù)雜，增加設(shè)備投資和維修的困難。人們通過實(shí)踐，創(chuàng)造了一種運(yùn)用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，而結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的起動(dòng)元件敏變阻器起動(dòng)。,頻敏變阻器是一種靜止的無(wú)觸點(diǎn)電磁元件，它具有以下特點(diǎn)：,1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低廉 2.運(yùn)行可靠，堅(jiān)固耐用，使用維護(hù)方便 3.由于它的阻抗隨頻率而自動(dòng)變化，可使控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，宜于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 4.頻敏變阻器是一種感性元件，因而功率因數(shù)較低,如圖所示：接觸器觸點(diǎn)K斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器起動(dòng)。起動(dòng)過程結(jié)束后，接觸器觸點(diǎn)K再閉合，切除頻敏變阻器，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行 。 頻敏變阻器每一相的等值電路與變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值電路是一致的，忽略繞組漏阻抗時(shí)，其勵(lì)磁阻抗為勵(lì)磁電阻與勵(lì)磁電抗串聯(lián)組成，用 表示。但是與一般變壓器勵(lì)磁阻抗不完全相同，主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：, 頻率為5OHz的電流通過時(shí)，阻抗比一般變壓器勵(lì)磁阻抗小得多。這樣串在轉(zhuǎn)子回路中，既限制了起動(dòng)電流，又不致使起動(dòng)電流過小而減小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 （2）頻率為5OHz的電流通過 ，其原因是：頻敏變阻器中磁密取得高，鐵心處于飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流較大，因此勵(lì)磁電抗較小。而鐵心是厚鐵板或厚鋼板的、磁滯渦流損耗都很大，頻敏變阻器的單位重量鐵心中的損耗，與一般變壓器相比較要大幾百倍，因此 rp 較大。,繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)時(shí)，s1，轉(zhuǎn)子回路中的電流的頻率為5OHz。轉(zhuǎn)子回路串入 ，而 ，因此轉(zhuǎn)子回路主要是串入了電阻。這樣，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)大大提高了，既限制了起動(dòng)電流，又提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速升高，S變小，xp下降， f2sf1變小，頻敏變阻器中鐵耗的大小與頻率的平方成正比，頻率低，損耗小，電阻rp小。所以，在起動(dòng)過程中，頻敏變阻器的阻抗zp= rp jxp是隨著頻率的降低而自動(dòng)減小的。這樣使得電動(dòng)機(jī)在整個(gè)起動(dòng)過程中始終保持較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,8-5 三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài),我們知道當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是同方向時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行與電動(dòng)狀態(tài)，若電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，而在制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不同情況，又可分為：回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、到拉反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)等。,一、電動(dòng)運(yùn)行： 就是我們前面所分析的各種正常運(yùn)行狀態(tài)，在這里不在進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 二、能耗制動(dòng)： （1）能耗制動(dòng)基本原理： 如圖所示：,三相異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為 n,如果突然切斷電動(dòng)機(jī)的三相交流電源，同時(shí)把直流電 通入它的定于繞組，例如開關(guān)K1打開、K2閉合，結(jié)果，電源切換后的瞬間，三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成了一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動(dòng)勢(shì)，用 表示。 空間固定不轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來說變成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì),旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速大小為n。正如三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)下一樣，,轉(zhuǎn)子與空間磁動(dòng)勢(shì) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電流；進(jìn)而轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩T。T的方向與磁動(dòng)勢(shì) 相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的，即轉(zhuǎn)子受到順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩T。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，受到的轉(zhuǎn)矩為順時(shí)針方向，顯然T與n反方向，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，T為制動(dòng)性的阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速n0時(shí)，磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止， ，減速過程才完全終止。 上述制動(dòng)停車過程中，系統(tǒng)原來貯存的動(dòng)能消耗了，這部分能量主要被電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中。因此，上述過程亦稱之為能耗制動(dòng)過程。,三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)過程中電磁轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生，是由于轉(zhuǎn)子與定于磁動(dòng)勢(shì)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；至于定子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子本身是旋轉(zhuǎn)的還是靜止的，以及相對(duì)轉(zhuǎn)速是多少，都是無(wú)關(guān)緊要的。因此，分析能耗制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，可以用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)等效替代直流磁動(dòng)勢(shì)，在等效替代后，就可以使用電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的分析方法與所得結(jié)論。等效替代的條件是：,（1）保持磁動(dòng)勢(shì)幅值不變，即 （2）保持磁動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子之間相對(duì)轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)差）不變，為 2.定子等效電流: 異步電動(dòng)機(jī)定子通入直流電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，其幅值的大小與定子繞組的接法及通入的方法有關(guān)。例如圖所示的，合成磁動(dòng)勢(shì)的大小為 :,把 等效為三相交流電流產(chǎn)生的,每相交流電流的有效大小為 ,則交流磁動(dòng)勢(shì)大小為: 等效的結(jié)果是,3.轉(zhuǎn)差率與等值電路: 磁通勢(shì) 與轉(zhuǎn)子相對(duì)轉(zhuǎn)速為(-n), 的轉(zhuǎn)速 即同步轉(zhuǎn)速為 ,能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)差率用 表示,則為: 轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小與頻率則為:,三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的等值電路如圖所示。注意，等值電路中各電量是等效電流 產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì) 作用的結(jié)果，并非指電機(jī)運(yùn)行時(shí)的量。 有了等值電路，能耗制動(dòng)的機(jī)械特性推導(dǎo)就與正常運(yùn)行時(shí)的固有機(jī)械特性完全一樣了。,4. 能耗制動(dòng)的機(jī)械特性: 能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)鐵損耗很小，可以將其忽略。這樣一來，根據(jù)等值電路畫出電動(dòng)機(jī)定子電流、勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)子電流之間的相量關(guān)系如圖所示。它們之間大小的關(guān)系為 忽略鐵損耗后,則有:,另外,還有 整理后得到,根據(jù)前一章的分析結(jié)果知道，電磁轉(zhuǎn)矩為電磁功率除以同步角速度，即,上式便為能耗制動(dòng)的機(jī)械特性表達(dá)式，其與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性方程式是一致的，但是電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，是用電源電壓 來表示，而能耗制動(dòng)的這個(gè)式子，是用等效的定子電流 來表示。能耗制動(dòng)時(shí)，視 為已知量。 對(duì)上式微分，并使 ，則得到能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為,根據(jù)上式畫出三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性如圖所示。顯然，能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性與定子接三相交流電源運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性很相似。改變直流勵(lì)磁電流的大小，或者改變繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路每相所串的電阻值R，就都可以調(diào)節(jié)能耗制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。 能耗制動(dòng)機(jī)械特性的實(shí)用公式為：,三、 反接制動(dòng): 反接制動(dòng)過程: 處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過程. 反接制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序， 如圖所示:,接觸器觸點(diǎn)K1閉合為正向電動(dòng)運(yùn)行，K1斷開K2閉合，則改變了電源相序。（b）圖為拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反接制動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時(shí)的反接制動(dòng)機(jī)械特性。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從ABC ，到C點(diǎn)后， T 可以準(zhǔn)確停車。 而在反接制動(dòng)過程中,因?yàn)榻拥氖欠聪嘈螂娫?所以,轉(zhuǎn)速大n 0時(shí) ,相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s 1。若轉(zhuǎn)子回路總電阻折合值為 ，機(jī)械功率則為,即負(fù)載向電動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入機(jī)械功率。顯然負(fù)載提供機(jī)械功率是靠轉(zhuǎn)動(dòng)部分減少動(dòng)能。從定子到轉(zhuǎn)子的電磁功率為 轉(zhuǎn)子回路銅損耗:,因此，轉(zhuǎn)子回路中消耗了從電源輸入而來的電磁功率及由負(fù)載送入的機(jī)械功率，數(shù)值很大，在轉(zhuǎn)子回路中必須串入較大的外串電阻，以消耗大部分轉(zhuǎn)子回路銅損耗，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不致由于過熱而損壞。所謂大電阻是指比起動(dòng)電阻阻值還要大。下圖就是反接過程中的機(jī)械特性圖:,從圖上我們可以看出,如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，或者拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，這兩種情況下，如果進(jìn)行反接制動(dòng)停車，那么必須在降速到n0時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源并停車，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向起動(dòng)，三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)停車比能耗制動(dòng)停車速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，經(jīng)常采用反接制動(dòng)停車接著反向起動(dòng)，就是為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率。,反接制動(dòng)停車的制動(dòng)電阻計(jì)算，根據(jù)所要求的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行。為了簡(jiǎn)單起見，可以認(rèn)為反接制動(dòng)后瞬間的轉(zhuǎn)差率s 2，處于反接制動(dòng)機(jī)械特性的s0 之間。 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路無(wú)法串電阻，因此反接制動(dòng)不能過于頻繁。,四、 倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行: 我們知道，拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低。如果所串的電阻超過某一數(shù)值后，電動(dòng)機(jī)還要反轉(zhuǎn)，稱之為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。 倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行是轉(zhuǎn)差率s1的一種穩(wěn)態(tài)，其功率關(guān)系與反接制動(dòng)過程一樣，電磁功率 0，機(jī)械功率0，轉(zhuǎn)子回路總銅耗。但是倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)負(fù)載向電動(dòng)