三相異步電動機的機械特性及各種運行狀態(tài)

1、 第十章第十章 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性 及各種運行狀態(tài)及各種運行狀態(tài)本章教學目的：本章教學目的：1、掌握異步電動機機械特性的三種表達式、掌握異步電動機機械特性的三種表達式2、掌握異步電動機固有機械特性與人為機械、掌握異步電動機固有機械特性與人為機械特性及曲線畫法特性及曲線畫法3、掌握異步電動機的各種運轉狀態(tài)計算、掌握異步電動機的各種運轉狀態(tài)計算4、掌握調(diào)速及制動電阻計算、掌握調(diào)速及制動電阻計算重點和難點：重點和難點：重點：重點：1、運轉狀態(tài)及其制動電阻計算、運轉狀態(tài)及其制動電阻計算 2、調(diào)速電阻計算、調(diào)速電阻計算難點：難點：1、運轉狀態(tài)分析及其制動電阻、運轉狀態(tài)分析及

2、其制動電阻 計算計算 2、調(diào)速電阻推導公式、調(diào)速電阻推導公式 10-1 異步電動機機械特性異步電動機機械特性n三相異步電動機的機械特性是指在電動機定子電壓、頻率以及繞組參數(shù)一定的條件下，電動機電磁轉矩與轉速或轉差率的關系，即n=(T)或s=(T)。n機械特性可用函數(shù)表示，也可用曲線表示，用函數(shù)表示時，有三種表達式：物理表達式、參數(shù)表達式和實用表達式。1.異步電動機機械特性三種表達式n（1）物理表達式n電磁轉矩為：22221111221111122211coscos22cos)(4.44602cosICIkNpmpfIkNfmnIEmPTmTmwmwem分析物理表達式n異步電動機的轉矩系數(shù)：n轉

3、子電流折算值：n轉子功率因數(shù)： 物理表達式它反映了不同轉速時電磁轉矩T與主磁通m以及轉子電流有功分量I2cos2之間的關系，此表達式一般用來定性分析在不同運行狀態(tài)下的轉矩大小和性質(zhì)。2111wTkNpmC 222222)(cosxsrsr（2）參數(shù)表達式n異步電動機的電磁轉矩T與定子每相電壓U1平方成正比，若電源電壓波動大，會對轉矩造成很大影響。221221121122211232xxsrrfsrpUpfsrImPTem機械特性曲線n在電壓、頻率及繞組參數(shù)一定的條件下，電磁轉矩T與轉差率s之間的關系可用曲線表示如圖所示。異步電動機機械特性最大轉矩Tmn最大轉矩Tm是T=（s）的極值點，最大轉矩

4、為：n最大轉矩對應的臨界轉差率為：兩式中“+”為電動狀態(tài)（特性在第象限）；“-”為制動狀態(tài)（特性在第象限）。221211121)(43xxrrfpUTm221212)(xxrrsm最大轉矩近似表達式n通常情況下， 可忽略r1，則有：n最大轉矩與額定轉矩的比值稱為過載倍數(shù)，其值大小反映電動機過載能力，用m表示，即：n一般異步電動機過載倍數(shù)m=1.52.2。22121)(xxr)(4321121212xxfpUTxxrsmmNmmTT起動轉矩Tstn起動瞬間n=0或s=1時，電動機相當于堵轉，這一時刻的電磁轉矩稱為起動轉矩或堵轉轉矩，用Tst表示，則有：n起動轉矩與額定轉矩的比值稱為起動轉矩倍數(shù)或

5、堵轉轉矩倍數(shù)，用kst表示，則有：n一般普通異步電動機起動轉矩倍數(shù)為0.81.2。221221122123xxrrfrpUTstNststTTk（3）實用表達式n實用表達式：n認為 ，一般異步電動機的 ，在任何s值時都有： ，而 ， 可以忽略，簡化得：ssrsrssrsrsrsrrsrssrrrTTmmmmmmm2121222212222122122221rr2 . 01 . 0 ms0)(2mss2ssssmm22msssssTTmmm2臨界轉差率n臨界轉差率：n當拖動額定負載時，TL=TN臨界轉差率為：n額定轉矩為：n從產(chǎn)品目錄查出該異步電動機的數(shù)據(jù)PN、nN、m應用實用公式就可方便得出機

6、械特性表達式。12LNmLNmmTTTTss12mmNmss)(min)/()(55. 92mNrnWPTTNNNN2.固有機械特性n異步電動機的固有機械特性是指U1=U1N， 1=1N，定子三相繞組按規(guī)定方式連接，定子和轉子電路中不外接任何元件時測得的機械特性n =（T）或T=（s）曲線。n對于同一臺異步電動機有正轉（曲線1）和反轉（曲線2）兩條固有機械特性。三相異步電動機固有機械特性說明特性上的各特殊點1n(1)同步轉速點A 同步轉速點又稱理想空載點，在該點處：s=1，n=n1，T=0，E2s=0，I2=0，I1=I0，電動機處于理想空載狀態(tài)。n(2)額定運行點B 在該點處：n=nN，T=

7、TN，I1=I1N，I2=I2N，P2=PN，電動機處于額定運行狀態(tài)。說明特性上的各特殊點2n(3)臨界點C 在該點處：s=sm，T=Tm，對應的電磁轉矩是電動機所能提供的最大轉矩。Tm是異步電動機回饋制動狀態(tài)所對應的最大轉矩，若忽略r1的影響時，有T m=Tm。n(4)起動點D 在該點處：s=1，n=0，T=Tst，I=Ist。3.人為機械特性n異步電動機的人為機械特性是指人為改變電動機的電氣參數(shù)而得到的機械特性。n由參數(shù)表達式可知，改變定子電壓U1、定子頻率f1、極對數(shù)p、定子回路電阻r1和電抗x1、轉子回路電阻r2和電抗x2，都可得到不同的人為機械特性。（1）降低定子電壓的人為機械特性n

8、在參數(shù)表達式中，保持其它參數(shù)不變，只改變定子電壓U1的大小，可得改變定子電壓的人為機械特性。n討論電壓在額定值以下范圍調(diào)節(jié)的人為特性（為什么？）降電壓人為機械特性曲線nTmU12；TstU12；n1和sm與電壓無關TL1-恒轉矩負載特性、TL2-風機類負載特性（2）定子回路串入對稱電阻的人為機械特性n當定子電阻r1增大時，同步轉速n1不變，但臨界轉矩Tm、臨界轉差率sm、起動轉矩Tst都變小定子回路串入對稱電阻的接線圖和人為機械特性定子回路串入對稱電抗的人為機械特性n如果定子回路串入對稱的電抗，同步轉速n1仍不變，但臨界轉矩Tm、臨界轉差率sm、起動轉矩Tst也都變小。兩種接線可實際應用于鼠籠

9、式異步電動機的起動，以限制起動電流。定子回路串入對稱電抗的接線圖和人為機械特性（3）轉子回路串入對稱電阻的人為機械特性 繞線式異步電動機轉子回路串入 三相對稱電阻的接線圖和人為機械特性分析n當轉子電阻r2增大時，同步轉速n1和臨界轉矩Tm不變，但臨界轉差率sm變大，起動轉矩Tst隨轉子電阻r2增大而增大，直至Tst=Tmn當轉子電阻r2再增大時，起動轉矩Tst反而減小。n轉子串入對稱三相電阻的方法應用于繞線式異步電動機的起動和調(diào)速。本章小結1n異步電動機運行時，轉子與旋轉磁場存在轉差，因而能在轉子中感應電勢和電流，產(chǎn)生電磁轉矩，使電動機旋轉，可見轉差率s是異步電動機的重要參量。通過頻率和繞組折

10、算，可得到反映實際運行電動機各量關系的等值電路，等值電路中的各種參數(shù)可通過空載和短路試驗測取。與變壓器一樣，基本方程式、等值電路、相量圖也是描述電動機負載運行時的基本電磁關系的工具。本章小結2n工作特性反映了異步電動機在額定電壓、額定頻率時的使用性能。機械特性則是異步電動機運行特性中最重要，三相異步電動機的機械特性是指在電動機定子電壓、頻率以及繞組參數(shù)一定的條件下，電動機電磁轉矩與轉速或轉差率的關系，即n=(T)或s=(T)。機械特性可用函數(shù)表示，也可同曲線表示，用函數(shù)表示時，有三種表達式：物理表達式、參數(shù)表達式和實用表達式，三種表達式各有不同的適用場合。n作業(yè)：3-24作業(yè)：作業(yè)：10-1、

11、10-210.2 三相異步電動機的各種運轉狀態(tài)三相異步電動機的各種運轉狀態(tài)M 33S11. 能耗制動能耗制動 (1) 制動原理制動原理 制動前制動前 S1 合上，合上，S2 斷開，斷開， M 為電動狀態(tài)。為電動狀態(tài)。 制動時制動時 S1 斷開，斷開，S2 合上。合上。 定子定子: U I1 轉子轉子: n E2 I2 M 為制動狀態(tài)。為制動狀態(tài)。n U S2 RbI1FFT T第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動(2) 能耗制動時的機械特性能耗制動時的機械特性OnT特點：特點： 因因T 與與 n 方向相反，方向相反， nT 曲線在第二、曲線在第二、 四象限。四象限。 因因

12、 n = 0 時，時， T = 0， nT 曲線過原點。曲線過原點。 制動電流增大時，制動電流增大時， 制動轉矩也增大；制動轉矩也增大； 產(chǎn)生最大轉矩的轉速不變。產(chǎn)生最大轉矩的轉速不變。I1I1第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動(3) 能耗制動過程能耗制動過程 迅速停車迅速停車TLOnT12 制動原理制動原理 制動前：特性制動前：特性 1。 制動時：特性制動時：特性 2。原點原點 O (n = 0，T = 0)，a 點點 b 點點慣性慣性 ab(T0，制動開始制動開始)n制動過程結束。制動過程結束。 制動效果制動效果 Rb I1 T 制動快。制動快。 制動時的功率制動時

13、的功率 定子輸入：定子輸入：P1 = 0，軸上輸出：軸上輸出：P2 = T0 。 動能動能 P2 轉子電路的電能轉子電路的電能 PCu2消耗掉。消耗掉。第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動(4) 能耗制動運行能耗制動運行 下放重物下放重物TLOnT12a a 點點 b 點點 慣性慣性 (T0，制動開始制動開始)bn 原點原點 O (n = 0，T = 0),在在TL作用下作用下 n 反向增加反向增加 cc 點點(T = TL), 制動運制動運行狀態(tài)行狀態(tài)以速度以速度 nc 穩(wěn)定下放重物。穩(wěn)定下放重物。 制動效果：制動效果： 由制動回路的電阻決定。由制動回路的電阻決定。第第

14、 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動2. 反接制動反接制動(1) 定子反相的反接制動定子反相的反接制動 迅速停車迅速停車3 M 33 M 3Rb制制動動前前的的電電路路制制動動時時的的電電路路 制動原理制動原理第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動TLTL制動前：正向電動狀態(tài)。制動前：正向電動狀態(tài)。 制動時：定子相序改變，制動時：定子相序改變， n0 變向。變向。OnT1 n02n0 bs = n0 n n0= n0n n0即即：s 1 (第二象限第二象限)。 同時同時：E2s、I2 反向，反向，T 反向。反向。aca 點點 b 點點(T0，制動開始制動開

15、始)慣性慣性 n c 點點(n = 0，T 0)， 制動結束。制動結束。 到到 c 點時，若未切斷電源，點時，若未切斷電源， M 將可能反向起動。將可能反向起動。d第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動取決于取決于 Rb 的大小。的大小。 制動效果制動效果aOnT1n02n0bc 制動時的功率制動時的功率 Pe = m1I22 R2Rb s0 PCu2 = m1(R2Rb ) I22 = PePm = Pe|Pm|0 Pm = (1s ) Pe 三相電能三相電能 電磁功率電磁功率Pe轉子轉子機械功率機械功率Pm定子定子轉子轉子電阻電阻消耗消耗掉掉第第 十十 章章 異步電動機

16、的電力拖動異步電動機的電力拖動(2) 轉子反向的反接制動轉子反向的反接制動下放重物下放重物On T 1n02bcTLad 制動原理制動原理 定子相序不變，轉子定子相序不變，轉子 電路串聯(lián)對稱電阻電路串聯(lián)對稱電阻 Rb。a 點點 b 點點(TbTL)， 慣性慣性 n c 點點 ( n = 0，TcTL ) 在在TL 作用下作用下 M 反向起動反向起動d 點點( nd0，Td = TL ) 制動運制動運 行狀態(tài)行狀態(tài) 制動效果制動效果 改變改變 Rb 的大小，的大小， 改變特性改變特性 2 的斜率，的斜率， 改變改變 nd 。3e 低速提低速提 升重物升重物第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異

17、步電動機的電力拖動 制動時的功率制動時的功率s =n0nn0第四象限第四象限：1 (n0)Pe = m1I22R2Rb s0 PCu2 = m1(R2Rb ) I22 = PePm = Pe|Pm|0 Pm = (1s ) Pe 定子輸入電功率定子輸入電功率 軸上輸入機械功率軸上輸入機械功率 （位能負載的位能）（位能負載的位能） 電功率與機械功率均電功率與機械功率均 消耗在轉子電路中。消耗在轉子電路中。第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動 特點：特點：| n | | n0 |，s0。 電機處于發(fā)電機狀態(tài)。電機處于發(fā)電機狀態(tài)。 (1) 調(diào)速過程中的回饋制動調(diào)速過程中的回饋制

18、動TnOf1 f1f1 f1TLabcdTnOYYYTLabcd?3. 回饋制動回饋制動第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動OnTTLn0n0(2) 下放重物時的回饋制動下放重物時的回饋制動GRb T3 M 3TnTLbac正向電動正向電動反接制動反接制動dn回饋制動回饋制動反向電動反向電動第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動 0 (nn0) 0 定子發(fā)出電功率，向電源回饋電能。定子發(fā)出電功率，向電源回饋電能。 0 軸上輸入機械功率軸上輸入機械功率(位能負載的位能位能負載的位能)。 PCu2 = PePm |Pe | = |Pm|PCu2 機械能轉換

19、成電能機械能轉換成電能(減去轉子銅損耗等減去轉子銅損耗等)。 制動時的功率制動時的功率s =n0n n0=n0nn0第四象限第四象限：Pe = m1I22 R2Rb sPm= (1s ) Pe第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動 制動效果制動效果 Rb 下放速度下放速度 。 為了避免危險的高速，為了避免危險的高速， 一般不串聯(lián)一般不串聯(lián) Rb。OnTTLn0n0第第 十十 章章 異步電動機的電力拖動異步電動機的電力拖動 11-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 方法方法 1. 電動機的起動指標電動機的起動指標 (1) 起動轉矩足夠大起動轉矩足夠大 Tst TL

20、Tst (1.1 1.2) TL(2) 起動電流不超過允許范圍。起動電流不超過允許范圍。 異步電動機的實際起動情況異步電動機的實際起動情況 起動電流大：起動電流大：Ist = sc IN = (5.57) IN 起動轉矩?。浩饎愚D矩?。篢st = stTN = (1.62.2) TN 第第11 章章 三相三相 異步電動機的起動及異步電動機的起動及起動設備的計算起動設備的計算 不利影響不利影響 大的大的 Ist 使電網(wǎng)電壓降低，影響自身及其他負載使電網(wǎng)電壓降低，影響自身及其他負載 工作。工作。 頻繁起動時造成熱量積累，易使電動機過熱。頻繁起動時造成熱量積累，易使電動機過熱。2. 籠型異步電動機的

21、籠型異步電動機的直接起動直接起動(1) 小容量的電動機（小容量的電動機（PN 7.5kW） (2) 電動機容量滿足如下要求：電動機容量滿足如下要求：Ist IN sc =1 43 +電源總容量電源總容量(kVA) 電動機容量電動機容量(kW)3. 籠型異步電動機的減壓起動籠型異步電動機的減壓起動(1) 定子串聯(lián)電阻或電抗減壓起動定子串聯(lián)電阻或電抗減壓起動M 33 RSS1 FUS2起動起動運行運行M 3XSS1 FUS23 11-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 (2) 自耦變壓器減壓起動自耦變壓器減壓起動TA3 UNS1 FUS2M 311-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機

22、的起動 (2) 自耦變壓器減壓起動自耦變壓器減壓起動3 UNS1 FUS2TAM 3起動起動4.3 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 (2) 自耦變壓器減壓起動自耦變壓器減壓起動TA3 UNS1 FUS2M 3運行運行11-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。(3) 星形三角形減壓起動（星形三角形減壓起動（Y 起動）起動）3 UNS1 FUS2U1U2V1V2W1W211-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。(2) 星形三角形減壓起動（星形

23、三角形減壓起動（Y 起動）起動）3 UNS1 FUS2U1U2V1V2W1W2Y 起動起動4.3 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。適用于：正常運行為聯(lián)結的電動機。(2) 星形三角形減壓起動（星形三角形減壓起動（Y 起動）起動） 運行運行S23 UNS1 FUU1U2V1V2W1W2 定子相電壓比定子相電壓比 U1PYU1PUN 3 UN=1 3 定子相電流比定子相電流比 I1PYI1PU1PYU1P=1 3 起動電流比起動電流比IstYIstI1PY 3 I1P=1 3 Y 型型起動的起動電流起動的起動電流 IstY = Ist1 3 起動轉矩比起動轉

24、矩比 TstYTstU1PYU1P=1 3( )2TstY = Tst1 3 Y型型起動的起動轉矩起動的起動轉矩 11-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 頻敏變阻器頻敏變阻器 頻率高：損耗大，電阻大。頻率高：損耗大，電阻大。 頻率低：損耗小，電阻小。頻率低：損耗小，電阻小。 轉子電路起動時轉子電路起動時 f2 高，電阻大，高，電阻大， Tst 大，大， Ist 小。小。 轉子電路正常運行時轉子電路正常運行時 f2 低，電阻小，低，電阻小， 自動切除變阻器。自動切除變阻器。4. 繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)頻敏變阻器起動繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)頻敏變阻器起動 頻敏變阻器頻敏變阻器

25、 11-1 三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動 11-2. 改善起動性能的三相籠型異步電動機改善起動性能的三相籠型異步電動機(1) 深槽異步電動機深槽異步電動機 槽深槽深 h 與槽寬與槽寬 b 之比為：之比為：h / b = 8 12漏電抗小漏電抗小 漏電抗大漏電抗大增大增大 電流密度電流密度 起動時，起動時，f2 高，高， 漏電抗大，電流的集漏電抗大，電流的集 膚效應使導條的等效膚效應使導條的等效 面積減小，即面積減小，即 R2 ， 使使 Tst 。 運行時，運行時， f2 很低，很低， 漏電抗很小，集膚效漏電抗很小，集膚效 應消失，應消失，R2 。11-2 改善起動性能的三相籠型異步

26、改善起動性能的三相籠型異步電動機電動機2. .雙籠型異步電動機雙籠型異步電動機電阻大電阻大 漏抗小漏抗小 電阻小電阻小 漏抗大漏抗大上籠上籠 （外籠）（外籠） 下籠下籠 （內(nèi)籠）（內(nèi)籠） 起動時，起動時， f2 高，高， 漏抗大，起主要作用，漏抗大，起主要作用， I2 主要集中在外籠，主要集中在外籠， 外籠外籠 R2 大大 Tst 大。大。 外籠外籠 起動籠。起動籠。 運行時，運行時， f2 很低很低 ， 漏抗很小，漏抗很小，R2 起主要作起主要作用，用， I2 主要集中在內(nèi)籠。主要集中在內(nèi)籠。 內(nèi)籠內(nèi)籠 工作籠。工作籠。11-2 改善起動性能的三相籠型異步改善起動性能的三相籠型異步電動機電動

27、機Rst1 Rst23 M 3S1 S2S(1) 起動過程起動過程11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 串聯(lián)串聯(lián) Rst1 和和 Rst2 起動（特性起動（特性 a） 總電阻總電阻 R22 = R2 + Rst1+ Rst2n0TnOa (R22)TLT2a1a2T1切除切除 Rst211-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 (1) 起動過程起動過程b (R21)n0TnOa (R22)T2 T1a1a2TLb1b2 合上合上 S2 ，切除切除 Rst2（特性特性 b） 總電阻總電阻 R21 = R2+ R

28、st15. 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 3 M 3S1 S2Rst1 Rst2S切除切除 Rst111-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 合上合上 S1 ，切除切除 Rst1（特性特性 c） 總電阻總電阻: R2 11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 c (R2)b (R21)n0TnOa (R22)T2 T1a1a2TLb1b2c1c2(1) 起動過程起動過程p3 M 3S1 S2 Rst1 Rst2S11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電

29、阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 (2) 起動級數(shù)未定時起動電阻的計算起動級數(shù)未定時起動電阻的計算 選擇選擇 T1 和和 T2 起動轉矩：起動轉矩： T1 = (0.8 0.9) TM 切換轉矩：切換轉矩： T2 = (1.1 1.2) TL 起切轉矩比起切轉矩比 =T1 T2 求出起動級數(shù)求出起動級數(shù) m 根據(jù)相似三角形的幾何關系來推導。根據(jù)相似三角形的幾何關系來推導。11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 T1 n0 nc1 TM n0 nMc=sc1 sMcc (R2)b (R21)n0TnOa (R22)T2 T1a1a2TLb1b2c1c2pT2

30、 n0 nc2 TM n0 nMc=sc2 sMc同理可得：同理可得：T1 TM=sa1 sMa=sb1 sMb=sc1 sMcT2 TM=sa2 sMa=sb2 sMb=sc2 sMc因為因為 sa2 = sb1 ，sb2 = sc1 sM R2 =T1 T2=sMa sMb=R22 R21所以所以 =T1 T2=sMb sMc=R21 R211-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 因此有下面的關系因此有下面的關系 R21 =R2 R22 =R21 =2R2 對于對于 m 級起動，有級起動，有 R2m = mR2 式中式中 R2m = R2Rst1R

31、st2 Rstm 于是得到下式：于是得到下式：= R2m R2 m因為因為 sMc sMasc1 = sa1=R2 R22= 1R2 R2211-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 對于對于 m 級起動，則有級起動，則有 sc1 =R2 R2m在固有特性在固有特性 c 上，有關系上，有關系 T1 TN=sc1 sN= TN sNT1 m因此可得因此可得 = R2m R2 mm =TNsNT1 lg lg 重新計算重新計算 ，校驗是否在規(guī)定范圍內(nèi)。，校驗是否在規(guī)定范圍內(nèi)。11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動

32、求轉子每相繞組的電阻求轉子每相繞組的電阻 R2R2 = sN U2N3 I2N 計算各級總電阻和各級起動電阻計算各級總電阻和各級起動電阻 R21 =R2 R22 =R21 R2m = R2(m1)=2R2 =m R2Rst1 = R21R2 Rst2 = R22R21 Rstm = R2mR2(m1)11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 (3) 起動級數(shù)已定時起動電阻的計算起動級數(shù)已定時起動電阻的計算 T1 = (0.8 0.9) TM = TN sNT1 mT2 = T1 ，驗算：，驗算： T2 = (1.1 1.2) TL ， 若不滿足，重新調(diào)

33、整，直到滿足要求。若不滿足，重新調(diào)整，直到滿足要求。 計算各級總電阻和各級起動電阻。計算各級總電阻和各級起動電阻。R2 = sN U2N 3 I2N11-3 繞線型異步電動機繞線型異步電動機轉子電路串聯(lián)電阻起動轉子電路串聯(lián)電阻起動 由異步電動機的轉速公式s)(pfs)(nn160111可知，異步電動機有下列三種基本調(diào)速方法：（1）改變定子極對數(shù) 調(diào)速。p（2）改變電源頻率 調(diào)速。1f（3）改變轉差率 調(diào)速。s十二章 異步電動機調(diào)速一、變極調(diào)速變極調(diào)速是改變定子繞組的極對數(shù)實現(xiàn)的，只用于籠型電動機。變極調(diào)速是改變定子繞組的極對數(shù)實現(xiàn)的，只用于籠型電動機。以4極變2極為例：U相兩個線圈，順向串聯(lián)，

34、定子繞組產(chǎn)生4極磁場：反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場：Y反并YY，2p-pYY，2p-p注意注意：當改變當改變定子繞定子繞組接線組接線時，必時，必須同時須同時改變定改變定子繞組子繞組的相序的相序二、 變頻調(diào)速 改變?nèi)喈惒诫妱訖C電源頻率，可以改變旋轉磁通勢的同步改變?nèi)喈惒诫妱訖C電源頻率，可以改變旋轉磁通勢的同步轉速，達到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時，可以轉速，達到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。 變頻調(diào)速的優(yōu)點是無級變速，變速范圍大，且具有較硬變頻調(diào)速的優(yōu)點是無級變速，變速范圍大，且具有較

35、硬的機械特性。的機械特性。 變頻調(diào)速的缺點是有一套專門的變頻電源，調(diào)速系統(tǒng)較變頻調(diào)速的缺點是有一套專門的變頻電源，調(diào)速系統(tǒng)較為復雜，設備投資較高。為復雜，設備投資較高。s)(pfs)(nn160111 1. 1. 從基頻向下變頻調(diào)速從基頻向下變頻調(diào)速 我們知道，三相異步電動機每相電壓：我們知道，三相異步電動機每相電壓： 降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。降低電源電壓降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。降低電源電壓 有兩種控的制方法。有兩種控的制方法。 保持保持 = =常數(shù)常數(shù) ：mNkNfEU1111144. 411fEsrxsrEfpmnsrImPTM22222221112221126

36、022222221111112222221111222rxssrsrfEpfmpfmxsrsrfEpfmn上式是保持氣隙每極磁通為常數(shù)變頻調(diào)速時的機械特性方程式。上式是保持氣隙每極磁通為常數(shù)變頻調(diào)速時的機械特性方程式。下面根據(jù)該方程式，具體分析一下最大轉矩下面根據(jù)該方程式，具體分析一下最大轉矩T Tm m及相應的轉差率及相應的轉差率s sm m。n最大轉矩處最大轉矩處 ，對應的轉差率為，對應的轉差率為s sm m，即：，即：0dsdT22xrsm222111112xxfEpfmTm常數(shù)2211121221LfEpmn最大轉矩處的轉速降落為：最大轉矩處的轉速降落為：常數(shù)pLrpfxrnsnmm6

37、0260221221n當改變頻率時，若保持當改變頻率時，若保持 =常數(shù)，最大轉矩常數(shù)，最大轉矩 常數(shù)，與頻率常數(shù)，與頻率無關，并且最大轉矩對應的轉速降落相等，也就是不同頻率的各條無關，并且最大轉矩對應的轉速降落相等，也就是不同頻率的各條機械特性是平行的，硬度相同。根據(jù)上式畫出保持恒磁通變頻調(diào)速機械特性是平行的，硬度相同。根據(jù)上式畫出保持恒磁通變頻調(diào)速的機械特性，如圖所示。這種調(diào)速方法機械特性較硬，在一定的靜的機械特性，如圖所示。這種調(diào)速方法機械特性較硬，在一定的靜差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此變頻調(diào)速為無級調(diào)速，平滑性好。另外，電動機在正常負載運因此變頻調(diào)速為無級調(diào)速，平滑性好。另外，電動機在正常負載運行時，轉差率行時，轉差率s較小，因此轉差功率較小，效率較高。較小，因此轉差功率較小，效率較高。 n經(jīng)分析，恒磁通變頻調(diào)速是屬于為恒轉矩調(diào)速方式。即當：經(jīng)分析，恒磁通變頻調(diào)速是屬于為恒轉矩調(diào)速方式。即當： 時，時，11fEmTn2. 從基頻向上變頻調(diào)速從基頻向上變頻調(diào)速