異步電機(jī)的電力拖動(dòng)知識(shí)概述.ppt

第4章異步電機(jī)的電力拖動(dòng) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 第4章異步電機(jī)的電力拖動(dòng) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 電機(jī)與拖動(dòng) 返回主頁 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 一 電磁轉(zhuǎn)矩公式1 電磁轉(zhuǎn)矩的物理公式 Pe m2E2I2cos 2E2 4 44f1kw2N2 m T CT mI2cos 2 轉(zhuǎn)矩常數(shù) 第4章異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 2 電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)公式 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 令 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 3 電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用公式 由 最大 臨界 轉(zhuǎn)矩 臨界轉(zhuǎn)差率 由此可見 T TM U12 sM與U1無關(guān) sM R2 TM與R2無關(guān) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 大連理工大學(xué)電氣工程系 若忽略T0 則 整理上面各式 得 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 解上述方程 可得 s sM 時(shí)取負(fù)號(hào) 當(dāng)T TN時(shí) 則 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 MT MT2 1 例4 1 1 Y132M 4型三相異步電動(dòng)機(jī)帶某負(fù)載運(yùn)行 轉(zhuǎn)速n 1455r min 試問該電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL是多少 若負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 45N m 則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n是多少 由電工手冊(cè)查到該電機(jī)的PN 7 5kW n0 1500r min nN 1440r min MT 2 2 由此求得 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 解 大連理工大學(xué)電氣工程系 0 166 TM MTTN 2 2 49 76N m 109 47N m 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 忽略T0 則 TL T2 當(dāng)TL T2 T 45N m時(shí) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 0 036 n 1 s n0 1 0 036 1500r min 1446r min 二 固有特性 當(dāng)U1 f1 R2 X2 常數(shù)時(shí) T f s 轉(zhuǎn)矩特性n f T 機(jī)械特性當(dāng)U1L U1N f1 fN 且繞線型轉(zhuǎn)子中不外串電阻或電抗時(shí)的特性稱為固有特性 MSN NMS 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 額定狀態(tài)是指各個(gè)物理量都等于額定值的狀態(tài) N點(diǎn) n nN s sN T TN P2 PN 額定狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)長期運(yùn)行的能力TL TN P2 PN I1 IN 1 額定狀態(tài) N點(diǎn) sN 0 01 0 09很小 T增加時(shí) n下降很少 硬特性 工作段 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 臨界轉(zhuǎn)速 2 臨界狀態(tài) M點(diǎn) 對(duì)應(yīng)s sM T TM的狀態(tài) 臨界狀態(tài)明了電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過載能力 過載倍數(shù) Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) MT 2 2 2 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 3 堵轉(zhuǎn)狀態(tài) S點(diǎn) 對(duì)應(yīng)s 1 n 0的狀態(tài) 又稱為起動(dòng)狀態(tài) 堵轉(zhuǎn)狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的能力 起動(dòng)條件 1 TS 1 1 1 2 TL 2 IS 允許值 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) TS 起動(dòng)電流倍數(shù) Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) ST 1 6 2 2 SC 5 5 7 0 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 大連理工大學(xué)電氣工程系 例4 1 2 一臺(tái)Y225M 2型三相異步電動(dòng)機(jī) 若TL 200N m 試問能否帶此負(fù)載 1 長期運(yùn)行 2 短時(shí)運(yùn)行 3 直接起動(dòng) 設(shè)Is在允許范圍內(nèi) 解 查電工手冊(cè)得知該電機(jī)的PN 45kW nN 2970r min MT 2 2 ST 2 0 1 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 由于TN TL 故不能帶此負(fù)載長期運(yùn)行 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 2 電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩TM MTTN 2 2 145N m 319N m由于TM TL 故可以帶此負(fù)載短時(shí)運(yùn)行 3 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST STTN 2 0 145N m 290N m由于TST TL 且超過1 1倍TL 故可以帶此負(fù)載直接起動(dòng) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 U1 U1 三 人為特性 1 降低定子電壓時(shí)的人為特性 U1 U1 SM與U1無關(guān)T正比于U12 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 2 增加轉(zhuǎn)子電阻時(shí)的人為特性 sM正比于R2 TM與R2無關(guān) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 R2 X2 R2 X2 R2 X2 R2 R2 當(dāng)R2 X2時(shí) sM 1 R2 TST 當(dāng)R2 X2時(shí) sM 1 TS TM 當(dāng)R2 X2時(shí) sM 1 R2 TST R2增加后 TST大小則與R2和X2的相對(duì)大小有關(guān) 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 3 改變定子頻率時(shí)的人為特性 1 f1 fN 為保持 m 常數(shù) 因?yàn)閚0 f1 所以 n n0 nM sMn0 不變 所以TM不變 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 f1 fN 2 f1 fN U1 UN 不變 調(diào)頻時(shí) f1 m 因?yàn)閚0 f1 所以 n n0 nM sMn0 不變 f1 fN 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4 改變磁極對(duì)數(shù)時(shí)的人為特性 a p 2 SNNS NS b p 1 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 Y 2p YY p 2p 定子繞組常用的接法 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 1 Y YY變極 1 2p p n0 2n0 2 N1 N1 2 KT 4KT 3 sM不變 U1不變 4 n n0 nM sMn0 2sMn0 5 TM TS 2TM TS Y YY 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 2 YY變極 1 2p p n0 2n0 2 N1 N1 2 KT 4KT 3 sM不變 0 5n0 4 n n0 nM sMn0 2sMn0 5 TM TT 2 3TM TT 4 1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 一 負(fù)載的機(jī)械特性n f TL 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的參考方向 1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 1 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 由摩擦力產(chǎn)生的 當(dāng)n 0 TL 0 當(dāng)n 0 TL 0 如機(jī)床平移機(jī)構(gòu) 壓延設(shè)備等 第4章異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 2 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 由重力作用產(chǎn)生的 當(dāng)n 0 TL 0 當(dāng)n 0 TL 0 如起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)和礦井卷揚(yáng)機(jī)等 2 恒功率負(fù)載特性 TLn 常數(shù) 如機(jī)床的主軸系統(tǒng)等 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 3 通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性 TL n2TL的方向始終與n的方向相反 如通風(fēng)機(jī) 水泵 油泵等 實(shí)際的通風(fēng)機(jī)負(fù)載 T0 TL T0 kn2 實(shí)際的機(jī)床平移機(jī)構(gòu) 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 二 穩(wěn)定運(yùn)行條件 工作點(diǎn) 在電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)上 穩(wěn)定運(yùn)行 即 T TL 0 運(yùn)動(dòng)方程 T TL 0 加速 T TL 0 減速 n 常數(shù) 過渡過程 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 a 干擾使TL a點(diǎn) n T a a 點(diǎn) a點(diǎn) n T 干擾過后T TL T TL 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 a a 干擾使TL a點(diǎn) n T a 點(diǎn) 干擾過后T TL n T T TL a點(diǎn) 干擾使TL T a 點(diǎn) T TL 干擾過后T TL n T T TL a點(diǎn) 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 b點(diǎn) 干擾使TL n n 0 堵轉(zhuǎn) T 干擾過后T TL 不能運(yùn)行 b 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 b點(diǎn) 干擾使TL n T n n 0 堵轉(zhuǎn) 干擾過后T TL 不能運(yùn)行 干擾使TL T b 點(diǎn) n b 干擾過后T TL n T a點(diǎn) 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件 穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力 自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其他動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn) 如 柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí) 必須由操作者加大油門 才能帶動(dòng)新的負(fù)載 a點(diǎn) TL 新的平衡 a 點(diǎn) a T TL 0 n I2 T I1 P1 4 2電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 一 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指標(biāo)1 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大TST TLTST 1 1 1 2 TL2 起動(dòng)電流不超過允許范圍 異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)情況起動(dòng)電流大 IST SCIN 5 5 7 IN起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小 TST StTN 1 6 2 2 TN 第4章異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 大連理工大學(xué)電氣工程系 不利影響 1 大的IST使電網(wǎng)電壓降低 影響自身及其他負(fù)載工作 2 頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累 易使電動(dòng)機(jī)過熱 二 籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)1 小容量的電動(dòng)機(jī) PN 7 5kW 2 電動(dòng)機(jī)容量滿足如下要求 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 三 籠型異步電動(dòng)機(jī)的減壓起動(dòng) 1 定子串聯(lián)電阻或電抗減壓起動(dòng) M3 起動(dòng) 運(yùn)行 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 適用于 正常運(yùn)行為 形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī) 2 星形 三角形減壓起動(dòng) Y 起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 適用于 正常運(yùn)行為 形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī) 2 星形 三角形減壓起動(dòng) Y 起動(dòng) Y起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 適用于 正常運(yùn)行為 形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī) 2 星形 三角形減壓起動(dòng) Y 起動(dòng) 起動(dòng) 定子相電壓比 定子相電流比 起動(dòng)電流比 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 電源電流比 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) IYI ISTYIST 13 2 ISTY Imax 線路中允許的最大電流 3 TSTY 1 1 1 2 TL Y 起動(dòng)的使用條件 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 1 正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用 形連接的電動(dòng)機(jī) 例4 3 1 三相異步電動(dòng)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(dòng)電流Ist IN 7 求 1 接法時(shí)的啟動(dòng)電流Ist 2 若啟動(dòng)時(shí)改為Y接法 求IstY 1 Ist 7IN 7 20 140A 解 2 IstY Ist 3 140 3 47A 3 自耦變壓器減壓起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3 自耦變壓器減壓起動(dòng) 起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3 自耦變壓器減壓起動(dòng) 運(yùn)行 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3 自耦變壓器減壓起動(dòng) 定子線電壓比 KA 定子相電壓比 定子相電流比 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3 自耦變壓器減壓起動(dòng) 起動(dòng)電流比 電源電流比 KA2 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比 KA2 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 大連理工大學(xué)電氣工程系 降壓比KA可調(diào)QJ2型三相自耦變壓器 KA 0 55 0 64 0 73QJ3型三相自耦變壓器 KA 0 4 0 6 0 8 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 1 ISTa Imax 線路中允許的最大電流 2 TSTa 1 1 1 2 TL 自耦變壓器減壓起動(dòng)的使用條件 4 延邊三角形換接降壓?jiǎn)?dòng) 優(yōu)點(diǎn) 延邊三角形啟動(dòng)可以獲得比 星形 三角形 啟動(dòng)更大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 而且設(shè)備簡(jiǎn)單 只需一轉(zhuǎn)換開關(guān) 缺點(diǎn) 定子繞組的抽頭較多 例4 3 2 一臺(tái)Y250M 6型三相籠型異步電動(dòng)機(jī) UN 380V 聯(lián)結(jié) PN 37kW nN 985r min IN 72A ST 1 8 SC 6 5 如果要求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于250N m 從電源取用的電流必須小于360A 試問 1 能否直接起動(dòng) 2 能否采用Y 起動(dòng) 3 能否采用KA 0 8的自耦變壓器起動(dòng) 解 1 能否直接起動(dòng) 直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流為TST STTN 1 8 359N m 646N mIST SCIN 6 5 72A 468A 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 大連理工大學(xué)電氣工程系 雖然TST 250N m 但是IST 360A 所以不能采用直接起動(dòng) 2 能否采用Y 起動(dòng) 雖然ISTY 360A 但是TSTY 250N m 所以不能采用Y 起動(dòng) 3 能否采用KA 0 8的自耦變壓器起動(dòng)TSTa KA2TST 0 82 646N m 413N mISTa KA2IST 0 82 468A 300A 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 由于TSTa 250N m 而且ISTa 360A 所以能采用KA 0 8的自耦變壓器起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 1 解 例4 3 3 一臺(tái)Y225M 4型的三相異步電動(dòng)機(jī) 定子繞組 型聯(lián)結(jié) 其額定數(shù)據(jù)為 PN 45kW nN 1480r min UN 380V N 92 3 cos N 0 88 KC 7 0 Ks 1 9 KM 2 2求 1 額定電流IN 2 額定轉(zhuǎn)差率sN 3 額定轉(zhuǎn)矩TN 最大轉(zhuǎn)矩TM和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TS 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 2 由nN 1480r min 可知p 2 四極電動(dòng)機(jī) 3 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 例4 3 4 在上例中如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510 2N m 試問 1 在U UN和U 0 9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng) 2 采用Y 換接起動(dòng)時(shí) 求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 3 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的80 和50 時(shí) 電動(dòng)機(jī)能否Y 換接起動(dòng) 解 1 在U UN時(shí)TS 551 8N m 510 2N m 在U 0 9UN時(shí) 能起動(dòng) 不能起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3 在80 額定負(fù)載時(shí) 在50 額定負(fù)載時(shí) 2 Ist KCIN 7 84 2 589 4A 不能起動(dòng) 能起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 5 軟起動(dòng)器起動(dòng) 限壓起動(dòng)模式的起動(dòng)過程 限流起動(dòng)模式的起動(dòng)過程 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 四 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻起動(dòng) 1 無級(jí)起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 由幾何關(guān)系求得起動(dòng)變阻器的最大值為 由銘牌數(shù)據(jù)求得轉(zhuǎn)子每相繞組電阻的公式為 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 大連理工大學(xué)電氣工程系 1 起動(dòng)過程分析 串聯(lián)RST1和RST2起動(dòng) 特性a 總電阻R22 R2 RST1 RST2 n0 a R22 T2 a1 a2 T1 切除RST2 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 2 有級(jí)起動(dòng) b R21 b1 b2 合上Q2 切除RST2 特性b 總電阻R21 R2 RST1 切除RST1 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 合上Q1 切除RST1 特性c 總電阻 R20 R2 c R20 c1 c2 p 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 2 起動(dòng)電阻的計(jì)算 選擇T1和T2起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1 0 8 0 9 TM切換轉(zhuǎn)矩 T2 1 1 1 2 TL 求出起切轉(zhuǎn)矩比 確定起動(dòng)級(jí)數(shù)m根據(jù)相似三角形的幾何關(guān)系來推導(dǎo) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 同理可得 因?yàn)閟a2 sb1 sb2 sc1sM R2 所以 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 因此有下面的關(guān)系 R21 R2R22 R21 2R2對(duì)于m級(jí)起動(dòng) 有R2m mR2式中R2m R2 RST1 RST2 RSTm于是得到下式 因?yàn)?4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 對(duì)于m級(jí)起動(dòng) 則有 在固有特性c上 有關(guān)系 因此可得 重新計(jì)算 校驗(yàn)是否在規(guī)定范圍內(nèi) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 求出各級(jí)起動(dòng)電阻 RSTi i i 1 R2 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) i 1 2 3 例4 3 5 JR41 4型三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)某生產(chǎn)機(jī)械 已知電動(dòng)機(jī)的PN 40kW nN 1435r min MT 2 6 U2N 290V I2N 86A 已知起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 200N m 采用轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng) 起動(dòng)級(jí)數(shù)初步定為三級(jí) 求各級(jí)應(yīng)串聯(lián)的起動(dòng)電阻 解 1 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1 TM MTTN 2 6 266 32N m 692 43N mT1 0 8 0 9 TM 553 94 623 19 N m取T1 580N m 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 2 求出起切轉(zhuǎn)矩比 3 求出切換轉(zhuǎn)矩T2 由于T2 1 1TL 所以所選m和 合適 4 求出轉(zhuǎn)子每相繞組電阻R2 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 5 求出各級(jí)起動(dòng)電阻RST1 1 R2 2 2 1 0 0844 0 1 RST2 2 R2 2 22 2 2 0 0844 0 22 RST3 3 2 R2 2 23 2 22 0 0844 0 49 頻敏變阻器頻率高 損耗大 電阻大 頻率低 損耗小 電阻小 轉(zhuǎn)子電路起動(dòng)時(shí)f2高 電阻大 TST 大 IST 小 轉(zhuǎn)子電路正常運(yùn)行時(shí)f2低 電阻小 自動(dòng)切除變阻器 五 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)頻敏變阻器起動(dòng) 頻敏變阻器 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 六 改善起動(dòng)性能的三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 1 深槽型異步電動(dòng)機(jī)槽深h與槽寬b之比為 h b 8 12 漏電抗小 漏電抗大 增大 電流密度 起動(dòng)時(shí) f2高 漏電抗大 電流的集膚效應(yīng)使導(dǎo)條的等效面積減小 即R2 使TST 運(yùn)行時(shí) f2很低 漏電抗很小 集膚效應(yīng)消失 R2 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 2 雙籠型異步電動(dòng)機(jī) 電阻大漏抗小電阻小漏抗大 上籠 外籠 下籠 內(nèi)籠 起動(dòng)時(shí) f2高 漏抗大 起主要作用 I2主要集中在外籠 外籠R2大 TST大 外籠 起動(dòng)籠 運(yùn)行時(shí) f2很低 漏抗很小 R2起主要作用 I2主要集中在內(nèi)籠 內(nèi)籠 工作籠 4 3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 1 改變磁極對(duì)數(shù)p2 改變轉(zhuǎn)差率s3 改變電源頻率f1 變頻調(diào)速 調(diào)速方法 有級(jí)調(diào)速 第4章異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 一 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速指標(biāo) 1 調(diào)速范圍2 調(diào)速方向3 調(diào)速的平滑性 平滑系數(shù)4 調(diào)速的穩(wěn)定性 靜差率D nN的關(guān)系 nN nmax 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 例如 nN 1430r min nN 115r min 要求 30 則D 5 3 要求 20 則D 3 1 再如 nN 1430r min D 20 5 則 nN 3 76r min 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載不同轉(zhuǎn)速下滿載運(yùn)行時(shí) 輸出轉(zhuǎn)矩相同 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 輸出功率相同 恒功率調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 二 籠型異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速 U f可變 整流電路 逆變電路 50Hz 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 1 調(diào)速方向f1 fN時(shí) n 2 調(diào)速范圍D較大 3 調(diào)速的平滑性平滑性好 無級(jí)調(diào)速 4 調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資大 運(yùn)行費(fèi)用不大 6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載 f1 fN時(shí) n 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 因?yàn)?m基本不變 基本不變 所以 T CT mI2Ncos 2 1 f1 fN時(shí) 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 P2 T2 T 2 f1 fN時(shí)因?yàn)閁1L UN 所以T CT mI2Ncos 2 Tn 常數(shù) 恒功率調(diào)速 變頻器 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 優(yōu)點(diǎn) 1 一體化的通用變頻器和電動(dòng)機(jī)的組合可以提供最大效率 2 變速驅(qū)動(dòng) 輸出功率范圍寬 如從120W 7 5kW 3 在需要的時(shí)候 通用變頻器可以方便地從電動(dòng)機(jī)上移走 4 高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電機(jī)變頻器一體化產(chǎn)品 例4 4 1 某三相籠型異步電動(dòng)機(jī) PN 15kW UN 380V 形聯(lián)結(jié) nN 2930r min fN 50Hz MT 2 2 拖動(dòng)一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行 T 40N m 求 1 f1 50Hz U1 UN時(shí)的轉(zhuǎn)速 2 f1 40Hz U1 0 8UN時(shí)的轉(zhuǎn)速 3 f1 60Hz U1 UN時(shí)的轉(zhuǎn)速 解 1 TM MTTN 2 2 48 91N m 107 61N m 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 n 1 s n0 1 0 0187 3000r min 2944r min 2 故T M TM 107 61N m 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 n 1 s n 0 1 0 0233 2400r min 2344r min 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 3 f1增加 U1不變時(shí) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 1 0 0234 3600r min 3516r min 三 籠型異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速 1 調(diào)速方向Y YY n YY Y n 2 調(diào)速范圍D 2 4 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 3 調(diào)速的平滑性平滑性差 4 調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好 靜差率 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性好 6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載 YY Y滿載輸出功率 滿載輸出轉(zhuǎn)矩 基本不變 因?yàn)?4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 如果cos 1 不變 則 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 2 YY 因?yàn)?如果cos 1 不變 則 1 恒功率調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 近似 恒功率調(diào)速 例4 4 2 某三相多速電動(dòng)機(jī) PN 2 2 3 8kW nN 1440 2880r min MT 2 0 2 0 拖動(dòng)TL 10N m的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 求在兩種不同磁極對(duì)數(shù)時(shí)的轉(zhuǎn)速 解 1 p 2時(shí) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 TM MTTN 2 14 6N m 29 2N m n 1 s n0 1 0 0263 1500r min 1460 55r min 2 p 1時(shí) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 TM MTTN 2 12 61N m 25 22N m n 1 s n0 1 0 0308 3000r min 2907 6r min 四 籠型異步電動(dòng)機(jī)的變壓調(diào)速 TL 1 調(diào)速方向U1 UN n 2 調(diào)速范圍D較小 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 3 調(diào)速的平滑性若能連續(xù)調(diào)節(jié)U1 n可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 4 調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性差 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性較差 1 需要可調(diào)交流電源 2 cos 1和 均較低 6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 又非恒功率調(diào)速 因?yàn)?T U1P2 所以 U1 T n P2 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 例4 4 3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī) PN 15kW UN 380V nN 960r min MT 2 試求 1 U1 380V TL 120N m時(shí)的轉(zhuǎn)速 2 U1 300V TL 100N m時(shí)的轉(zhuǎn)速 解 1 U1 380V TL 120N m時(shí) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 TM MTTN 2 149 28N m 298 56N m n 1 s n0 1 0 031 1000r min 969r min 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 n 1 s n0 1 0 044 1000r min 956r min 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 2 U1 300V TL 100N m時(shí)sM不變 Tm U12 故sM 0 149 五 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻調(diào)速 1 調(diào)速方向n 2 調(diào)速范圍D較小 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 m不變 3 調(diào)速的平滑性取決于Rr的調(diào)節(jié)方式 4 調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性差 Rr 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資不大 但運(yùn)行效率較低 6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載因?yàn)檎{(diào)速前后U1 f1不變 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 調(diào)速前 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 調(diào)速后可見調(diào)速前調(diào)速后 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 可見 調(diào)速前后cos 2不變 根據(jù)T CT mI2cos 2可知調(diào)速時(shí)允許的轉(zhuǎn)矩不變 為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 例4 4 4 一臺(tái)三相繞線型異步電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行 已知PN 20kW nN 1420r min U2N 187V I2N 68 5A MT 2 3 TL 100N m 試求 1 轉(zhuǎn)子電路未串電阻時(shí)的轉(zhuǎn)速 2 轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻Rr 0 0159 時(shí)的轉(zhuǎn)速 解 1 轉(zhuǎn)子電路未串聯(lián)電阻時(shí) 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 TM MTTN 2 3 134 57N m 309 5N m n 1 s n0 1 0 0387 1500r min 1442r min 2 轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻Rr時(shí) TM不變 sM R2 Rr 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 由于TL不變 因此s R2 Rr n 1 s n0 1 0 046 1500r min 1431r min 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 六 繞線型異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速 1 串級(jí)調(diào)速的原理在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)一個(gè)與e2s頻率相等 相位相同或相反的附加電動(dòng)勢(shì)ead 以代替Rr上的電壓降 從而使這部分能量不致?lián)p耗掉 轉(zhuǎn)子相電流 e2s與ead同相位時(shí) 在引入ead的瞬間 I2s T n sE2 I2s T T TL 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 在引入ead的瞬間 I2s e2s與ead相位相反時(shí) T n sE2 I2s T T TL 2 串級(jí)調(diào)速的機(jī)械特性 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 3 串級(jí)調(diào)速的調(diào)速性能 1 調(diào)速方向 2 調(diào)速范圍D較大 3 調(diào)速的平滑性平滑性好 4 調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好 5 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資大 運(yùn)行效率較高 運(yùn)行費(fèi)用不大 4 4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 6 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載因?yàn)檎{(diào)速前后U1 f1不變 m不變 且cos 2也不變 所以T CT mI2Ncos 2不變 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 一 能耗制動(dòng)1 制動(dòng)原理制動(dòng)前Q1合上 Q2斷開 M為電動(dòng)狀態(tài) 制動(dòng)時(shí)Q1斷開 Q2合上 定子 U I1 轉(zhuǎn)子 n E2 I2M為制動(dòng)狀態(tài) n T 第4章異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng) 2 能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性 特點(diǎn) 1 因T與n方向相反 n T曲線在第二 四象限 2 因n 0時(shí) T 0 n T曲線過原點(diǎn) 3 制動(dòng)電流增大時(shí) 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增大 產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速不變 I1 I1 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 3 能耗制動(dòng)過程 迅速停車 1 制動(dòng)原理制動(dòng)前 特性1 制動(dòng)時(shí) 特性2 原點(diǎn)O n 0 T 0 a b T 0 制動(dòng)開始 制動(dòng)過程結(jié)束 2 制動(dòng)效果Rb I1 T 制動(dòng)快 3 制動(dòng)時(shí)的功率定子輸入 P1 0 軸上輸出 P2 T 0 動(dòng)能P2 轉(zhuǎn)子電路的電能 PCu2消耗掉 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 4 能耗制動(dòng)運(yùn)行 下放重物 a T 0 制動(dòng)開始 b c c點(diǎn) T TL 制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 以速度nc穩(wěn)定下放重物 制動(dòng)效果 由制動(dòng)回路的電阻決定 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 二 反接制動(dòng) 1 定子反向的反接制動(dòng) 迅速停車 制動(dòng)前的電路 制動(dòng)時(shí)的電路 1 制動(dòng)原理 4 5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 制動(dòng)前 正向電動(dòng)狀態(tài) 制動(dòng)時(shí) 定