第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課件

第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)8.1

三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的1異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)情況起動(dòng)電流大：Is

=(4～7)IN起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小：Ts

=(0.9～1.3)TN起動(dòng)電流Is大的不利影響：②大的Is使供電變壓器電壓降低，影響自身及其他負(fù)載工作。①頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，易使電動(dòng)機(jī)過熱。異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)情況起動(dòng)電流Is大的不利影響：②大的I28.2三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)8.2.1定子串接電阻或電抗啟動(dòng)M3~3~RSS1FUS2啟動(dòng)運(yùn)行M3~XSS1FUS23~8.2三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)8.2.1定子串接電3適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟動(dòng)3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟4適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟動(dòng)3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2Y

啟動(dòng)適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟5適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。運(yùn)行S23~UNS1FUU1U2V1V2W1W2

定子相電壓比U1PYU1P△UN

3UN==13

定子相電流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13

起動(dòng)電流比IsYIs△I1PY3I1P△==13適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。運(yùn)行S23~UN6

Y型啟動(dòng)的起動(dòng)電流IsY=Ist13

啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比TsYTs△U1PYU1P△==13()2TsY=Ts△13

Y型啟動(dòng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Y型啟動(dòng)的起動(dòng)電流IsY=Ist17(1)IsY＜Imax（線路中允許的最大電流）；(2)TsY＞TL。否則不能采用此法。

Y－啟動(dòng)的使用條件(1)IsY＜Imax（線路中允許的最大電流）；Y－88.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1FUS2M3~8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1S2M98.2.3

自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1FUS2TAM3~啟動(dòng)8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1S2TAM啟108.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1FUS2M3~運(yùn)行8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1S2M運(yùn)118.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1FUS2TAM3~啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)相電壓比電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)與直接啟動(dòng)相電流比8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1S2TAM啟12TAM3~3~UNS1FUS2啟動(dòng)IsKAIs變壓器一次側(cè)與二次側(cè)啟動(dòng)電流比

降壓?jiǎn)?dòng)與直接啟動(dòng)相比供電變壓器提供的啟動(dòng)電流比TAM3~UNS1S2啟動(dòng)IsKAIs變壓器一次側(cè)與13

自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)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自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩之14【例

】

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，KT=1.8，KI=6.5。如果要求電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(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)能否直接啟動(dòng)？(2)能否采用Y－啟動(dòng)？(3)能否采用KA=0.8的自耦變壓器啟動(dòng)？解：

(1)能否直接啟動(dòng)602TN=PN

nN=×N·m=359N·m602×3.1437×103985直接起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流為Ts=KTTN=

1.8×359N·m=646N·mIs=KIIN

=

6.5×72A=468A【例】一臺(tái)Y250M－6型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，UN15雖然Ts＞250N·m，但是

Is＞360A，所以不能采用直接啟動(dòng)。(2)能否采用Y－啟動(dòng)TsY=Ts13=×646

N·m=215N·m13IsY=Is13=×468

A=156A13雖然IsY＜360A，但是

TsY＜250N·m，所以不能采用Y－啟動(dòng)。(3)能否采用KA=0.8的自耦變壓器啟動(dòng)

Tsa=KA2Ts

=

0.82×646N·m=413N·mIsa=KA2Is

=

0.82×468A=300A雖然Ts＞250N·m，但是Is＞16由于Tsa＞250N·m，而且

Isa＜360A，所以能采用

KA=0.8

的自耦變壓器啟動(dòng)。由于Tsa＞250N·m，而且Isa178.3高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)(1)深槽式異步電動(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Ts

。

運(yùn)行時(shí)，f2很低，漏電抗很小，集膚效應(yīng)消失，R2→

。8.3高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)(1)深槽式異步電182.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→Ts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。2.雙籠型異步電動(dòng)機(jī)電阻大上籠起動(dòng)時(shí)，f2高，19Rst1Rst23~M3~S1S2S(1)啟動(dòng)過程8.4繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)①串聯(lián)Rst1和Rst2啟動(dòng)（特性a）總電阻R22=R2+Rst1+Rst2n0TnOa(R22)TLT2a1a2T1切除

Rst2轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)啟動(dòng)Rst13~MS1S(1)啟動(dòng)過程8.4繞線式三相20(1)啟動(dòng)過程b(R21)n0TnOa(R22)T2T1a1a2TLb1b2②合上S2，切除Rst2（特性b）總電阻R21=R2+Rst1繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻啟動(dòng)3~M3~S1S2Rst1Rst2S切除

Rst1(1)啟動(dòng)過程b(R21)n0TnOa(R22)T221③合上S1，切除Rst1（特性c）總電阻:R2繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻啟動(dòng)c(R2)b(R21)n0TnOa(R22)T2T1a1a2TLb1b2c1c2(1)啟動(dòng)過程p3~M3~S1S2Rst1Rst2S③合上S1，切除Rst1（特性c）繞線型異步電動(dòng)機(jī)228.5三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)M3~3~S18.5.2能耗制動(dòng)(1)制動(dòng)原理制動(dòng)前

S1合上，S2斷開，M為電動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)

S1斷開，S2合上。M為制動(dòng)狀態(tài)。n＋U－S2

RbI1×ΦFFT8.5.1電動(dòng)運(yùn)行8.5三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)M3~S18.5.23(3)能耗制動(dòng)過程——迅速停車TLOnT12ab(3)能耗制動(dòng)過程——迅速停車TLOnT12ab24(4)能耗制動(dòng)運(yùn)行——下放重物TLOnT12abc制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(4)能耗制動(dòng)運(yùn)行——下放重物TLOnT12abc制258.5.2反接制動(dòng)3~M3~3~M3~Rb制動(dòng)前的電路制動(dòng)時(shí)的電路①制動(dòng)原理8.5.2反接制動(dòng)3~M3~MRb制動(dòng)前的電路制動(dòng)時(shí)26－TLTL制動(dòng)前：正向電動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)：定子相序改變，n0變向。OnT1n02－n0

bac到

c點(diǎn)時(shí)，若未切斷電源，M將可能反向啟動(dòng)。d－TLTL制動(dòng)前：正向電動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)：定子相序改變，O278.5.4倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行OnT1n02bcTLad定子相序不變，轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)對(duì)稱電阻Rb。制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)3e低速提升重物8.5.4倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行OnT1n02bcTLad制28TnOf1'f1"f1'＞

f1"8.5.5回饋制動(dòng)特點(diǎn)：|

n|

＞|

n1|，s＜0。電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。(1)正向回饋制動(dòng)TLabcdTnOYYYTLabcd?TnOf1'f1'＞f1"8.5.5回饋制動(dòng)特點(diǎn)29OnTTLn0－n0(2)反向回饋制動(dòng)GRbT3~M3~TnTLbac正向電動(dòng)反接制動(dòng)dn回饋制動(dòng)反向電動(dòng)OnTTLn0－n0(2)反向回饋制動(dòng)GRbT3~MT30第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)8.1

三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)第8章三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與制動(dòng)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的31異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)情況起動(dòng)電流大：Is

=(4～7)IN起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?。篢s

=(0.9～1.3)TN起動(dòng)電流Is大的不利影響：②大的Is使供電變壓器電壓降低，影響自身及其他負(fù)載工作。①頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，易使電動(dòng)機(jī)過熱。異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)情況起動(dòng)電流Is大的不利影響：②大的I328.2三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)8.2.1定子串接電阻或電抗啟動(dòng)M3~3~RSS1FUS2啟動(dòng)運(yùn)行M3~XSS1FUS23~8.2三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)8.2.1定子串接電33適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟動(dòng)3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟34適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟動(dòng)3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2Y

啟動(dòng)適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。8.2.2Y－啟35適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。運(yùn)行S23~UNS1FUU1U2V1V2W1W2

定子相電壓比U1PYU1P△UN

3UN==13

定子相電流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13

起動(dòng)電流比IsYIs△I1PY3I1P△==13適用于：正常運(yùn)行為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。運(yùn)行S23~UN36

Y型啟動(dòng)的起動(dòng)電流IsY=Ist13

啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比TsYTs△U1PYU1P△==13()2TsY=Ts△13

Y型啟動(dòng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Y型啟動(dòng)的起動(dòng)電流IsY=Ist137(1)IsY＜Imax（線路中允許的最大電流）；(2)TsY＞TL。否則不能采用此法。

Y－啟動(dòng)的使用條件(1)IsY＜Imax（線路中允許的最大電流）；Y－388.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1FUS2M3~8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1S2M398.2.3

自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1FUS2TAM3~啟動(dòng)8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1S2TAM啟408.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1FUS2M3~運(yùn)行8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)TA3~UNS1S2M運(yùn)418.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1FUS2TAM3~啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)相電壓比電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)與直接啟動(dòng)相電流比8.2.3自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)3~UNS1S2TAM啟42TAM3~3~UNS1FUS2啟動(dòng)IsKAIs變壓器一次側(cè)與二次側(cè)啟動(dòng)電流比

降壓?jiǎn)?dòng)與直接啟動(dòng)相比供電變壓器提供的啟動(dòng)電流比TAM3~UNS1S2啟動(dòng)IsKAIs變壓器一次側(cè)與43

自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)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自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩之44【例

】

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，KT=1.8，KI=6.5。如果要求電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(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)能否直接啟動(dòng)？(2)能否采用Y－啟動(dòng)？(3)能否采用KA=0.8的自耦變壓器啟動(dòng)？解：

(1)能否直接啟動(dòng)602TN=PN

nN=×N·m=359N·m602×3.1437×103985直接起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流為Ts=KTTN=

1.8×359N·m=646N·mIs=KIIN

=

6.5×72A=468A【例】一臺(tái)Y250M－6型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，UN45雖然Ts＞250N·m，但是

Is＞360A，所以不能采用直接啟動(dòng)。(2)能否采用Y－啟動(dòng)TsY=Ts13=×646

N·m=215N·m13IsY=Is13=×468

A=156A13雖然IsY＜360A，但是

TsY＜250N·m，所以不能采用Y－啟動(dòng)。(3)能否采用KA=0.8的自耦變壓器啟動(dòng)

Tsa=KA2Ts

=

0.82×646N·m=413N·mIsa=KA2Is

=

0.82×468A=300A雖然Ts＞250N·m，但是Is＞46由于Tsa＞250N·m，而且

Isa＜360A，所以能采用

KA=0.8

的自耦變壓器啟動(dòng)。由于Tsa＞250N·m，而且Isa478.3高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)(1)深槽式異步電動(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Ts

。

運(yùn)行時(shí)，f2很低，漏電抗很小，集膚效應(yīng)消失，R2→

。8.3高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)(1)深槽式異步電482.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→Ts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。2.雙籠型異步電動(dòng)機(jī)電阻大上籠起動(dòng)時(shí)，f2高，49Rst1Rst23~M3~S1S2S(1)啟動(dòng)過程8.4繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)①串聯(lián)Rst1和Rst2啟動(dòng)（特性a）總電阻R22=R2+Rst1+Rst2n0TnOa(R22)TLT2a1a2T1切除

Rst2轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)啟動(dòng)Rst13~MS1S(1)啟動(dòng)過程8.4繞線式三相50(1)啟動(dòng)過程b(R21)n0TnOa(R22)T2T1a1a2TLb1b2②合上S2，切除Rst2（特性b）總電阻R21=R2+Rst1繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻啟動(dòng)3~M3~S1S2Rst1Rst2S切除

Rst1(1)啟動(dòng)過程b(R21)n0TnOa(R22)T251③合上S1，切除Rst1（特性c）總電阻:R2繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻啟動(dòng)c(R2)b(R21)n0TnOa(R22)T2T1a1a2TLb1b2c1c2(1)啟動(dòng)過程p3~M3~S1S2Rst1Rst2S③合上S1，切除Rst1（特性c）繞線型異步電動(dòng)機(jī)528.5三相異步電動(dòng)機(jī)的