電機(jī)與電氣控制異步電機(jī)

電機(jī)與電氣控制異步電機(jī)第1頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1.工作原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF第2頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2、轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。

由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流

轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。第3頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為第4頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o第5頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二o規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入第6頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

三相電流合成磁

場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600o第7頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過360°取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0to第8頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P

當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：otAXBYCZAXYCBZ第9頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC第10頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0第11頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ第12頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二p=2時(shí)0第13頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。可見:第14頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二15

2.異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù)異步電機(jī)外形圖異步電機(jī)結(jié)構(gòu)圖第15頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.定子定子鐵心：電機(jī)主磁路的組成部分，并嵌放定子繞組。由厚度為0.5mm的硅鋼片疊裝而成。為了嵌放定子繞組，在定子沖片內(nèi)圓周上均勻地沖制若干個(gè)形狀相同的槽。第16頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

定子鐵心的槽形主要有三種：半閉口槽適用于小型異步電機(jī)，其繞組是用圓導(dǎo)線繞成的。半開口槽適用于低壓中型異步電機(jī)，其繞組是成型線圈。開口槽適用于高壓大中型異步電機(jī)，其繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處理過的成型線圈。第17頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.定子定子繞組：構(gòu)成電路部分。其作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過電流、實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。

機(jī)座：固定和支撐定子鐵心。因此要求有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。第18頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：電機(jī)主磁路的組成部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。由厚度為0.5mm的硅鋼片疊裝而成，在轉(zhuǎn)子外圓周上沖制均勻分布的形狀相同的槽。轉(zhuǎn)子繞組：構(gòu)成電路部分。有兩種結(jié)構(gòu)型式：籠型繞組和繞線型繞組。轉(zhuǎn)軸：支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出、輸入機(jī)械轉(zhuǎn)矩。第19頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二20

一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子

籠型繞組：在轉(zhuǎn)子鐵心均勻分布的每個(gè)槽內(nèi)各放置一根導(dǎo)體，在鐵心兩端放置兩個(gè)端環(huán)，分別把所有的導(dǎo)體伸出槽外部分與端環(huán)聯(lián)接起來。這種籠型繞組一般為鋁澆鑄的，對(duì)中大型電機(jī)為減小損耗、提高效率，往往采用銅條焊接而成。第20頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二Y.Q.Xiong2005-5第5章異步電機(jī)21

一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子

繞線型繞組：與定子繞組相似、極數(shù)相同的三相對(duì)稱繞組。一般接成星形。將三相繞組的三個(gè)引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上三個(gè)滑環(huán)上，再通過電刷與外電路接通。繞線型轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是可以通過滑環(huán)電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電阻，以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能、調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。第21頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.氣隙定、轉(zhuǎn)子之間的間隙，也是電機(jī)主磁路的組成部分。氣隙大小對(duì)異步電機(jī)的性能影響很大。為了減小電機(jī)主磁路的磁阻，降低電機(jī)的勵(lì)磁電流，提高電機(jī)的功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能小。異步電機(jī)氣隙長(zhǎng)度應(yīng)為定、轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中不發(fā)生機(jī)械摩擦所允許的最小值。中、小型異步電機(jī)中，氣隙長(zhǎng)度一般為0.2～1.5mm。第22頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1.型號(hào)

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)下列表中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。第23頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO第24頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2.接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2聯(lián)結(jié)第25頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二3.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用

聯(lián)結(jié)。說明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高或過低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。

三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V,

及6000V等多種。第26頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二4.電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率鼠籠電機(jī)

=72~93％電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。第27頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PN

三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9。空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有

0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。7.額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cosO第28頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分

sN=0.048.絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為A、E、B、F、H五級(jí)，A級(jí)最低(105oC)，H級(jí)最高(180oC)。第29頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二機(jī)械特性（一）

固有機(jī)械特性

固有機(jī)械特性

：

異步電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)機(jī)按規(guī)定的接線方法接線，定子及轉(zhuǎn)子電路中不外接電阻(電抗或電容)時(shí)的機(jī)械特性。第30頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二4．同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的理想空載點(diǎn)。此時(shí)：n=n1s=0，Tem=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，異步電動(dòng)機(jī)本身不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)。固有機(jī)械特性（一）

固有機(jī)械特性

1．起動(dòng)點(diǎn)A定子電流I1=Ist=（4～7）IN（IN為額定電流）2．最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)Ps=sm，Tem=Tm

是電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)

3．額定運(yùn)行點(diǎn)B第31頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性

：改變U1和f1或定子和轉(zhuǎn)子回路串附加電阻和電抗某一參數(shù)(或物理量)時(shí)，所得Tem=f（n）或Tem=f（s）的關(guān)系曲線。第32頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）人為機(jī)械特性1．降低U1時(shí)的人為機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期低壓運(yùn)行，會(huì)使電機(jī)過熱甚至燒壞。第33頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）人為機(jī)械特性2．定子回路串接三相對(duì)稱阻抗時(shí)的人為機(jī)械特性

1.串電阻前

2.串電阻后

第34頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）人為機(jī)械特性3．轉(zhuǎn)子回路串入三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱電阻適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速。

4．改變電源頻率的人為機(jī)械特性

調(diào)速時(shí)介紹第35頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二1.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)I1st很大，其值約為額定電流的4～7倍。盡管啟動(dòng)電流很大，但因功率因數(shù)甚低，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst較小。

啟動(dòng)時(shí)：n=0，s=1第36頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二引起電網(wǎng)電壓明顯降低，而且還影響接在

同一電網(wǎng)的其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

頻繁起動(dòng)，不僅使電動(dòng)機(jī)溫度升高，還會(huì)

產(chǎn)生過大的電磁沖擊，影響電動(dòng)機(jī)的壽命。

過大的起動(dòng)電流

的危害1.三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第37頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二滿足Ist/IN≤3/4+PH*/4PN可允許直接起動(dòng)一、

籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

（一）直接起動(dòng)利用刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接到額定電壓的電流上，又稱全壓起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)設(shè)備和操作都比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。電源總?cè)萘侩妱?dòng)機(jī)功率第38頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）降壓起動(dòng)1．定子電路串接電阻起動(dòng)

調(diào)節(jié)電阻Rst的大小可以將起動(dòng)電流限制在允許的范圍內(nèi)。采用定子串電阻降壓起動(dòng)時(shí)，雖然降低了起動(dòng)電流，但也使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大大減小。

U1/U/1=I1st/I/1st=Ku>1則T/st=T/st/K2u顯然起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大大減小只適用于空載和輕載起動(dòng)

第39頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）降壓起動(dòng)2．星-三角降壓起動(dòng)結(jié)論:I/st=Ist/3T/st=Tst/3第40頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）降壓起動(dòng)2．星-三角降壓起動(dòng)說明:高電壓電動(dòng)機(jī)引出六個(gè)出線端子有困難，故星-三角起動(dòng)一般僅用于500V以下的低壓電動(dòng)機(jī)，且又限于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組作三角聯(lián)結(jié)。星—三角降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行比較可靠，維護(hù)方便。第41頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）降壓起動(dòng)3．自耦變壓器降壓起動(dòng)

結(jié)論:I/2st/I1st=U2/U1=1/Ku

I/2st=KuI/1stI/1st/I1st=1/K2u

T/st/Tst=1/K2u第42頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）降壓起動(dòng)3．自耦變壓器降壓起動(dòng)

說明:自耦變壓器的二次側(cè)上備有幾個(gè)不同的電壓抽頭，以供用戶選擇電壓。例如，QJ3型有三個(gè)抽頭，分別為40%、60%、80%。Ku=2.5、1.67、1.25。適合于星形連接帶負(fù)載起動(dòng)的電機(jī)。第43頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二說明:自耦變壓器的體積大、重量重，價(jià)格較高，維修麻煩，且不允許頻繁移動(dòng)。自耦變壓器容量的選取，一般等于電動(dòng)機(jī)的容量。（二）降壓起動(dòng)3．自耦變壓器降壓起動(dòng)

第44頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、

繞線型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動(dòng)電阻器使起動(dòng)電流減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。如使轉(zhuǎn)子回路的總電阻R2與電動(dòng)機(jī)漏感抗X20相等，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到最大值。

起動(dòng)過程第45頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動(dòng)電阻器特點(diǎn)：

減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？梢栽谛》秶鷥?nèi)進(jìn)行調(diào)速。結(jié)構(gòu)比籠型異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)高，效率也稍低。第46頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二在起動(dòng)過程中，當(dāng)切除電阻時(shí)，轉(zhuǎn)矩

突然增大，會(huì)在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖

擊。電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很大，

起動(dòng)設(shè)備也將變的龐大，操作和維

護(hù)工作量大（一）轉(zhuǎn)子電路串接起動(dòng)電阻器特點(diǎn)：

第47頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器頻敏變阻器結(jié)構(gòu)圖

E形鋼板或鐵板迭裝

30～50mm等效電阻隨頻率增大而增大。等效電阻剛起動(dòng)時(shí)，最大，起動(dòng)完畢，很小。第48頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器特點(diǎn)：

頻敏變阻器在工作時(shí)總存在著一定的阻

抗，使得機(jī)械特性比固有機(jī)械特性軟一

些，因此，在起動(dòng)完畢后，可用接觸器將頻敏變阻器短接，使電動(dòng)機(jī)在固有特性上

運(yùn)行

頻敏變阻器是一種靜止的無觸點(diǎn)變阻器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)平滑、運(yùn)行可靠、

成本低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

第49頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2.異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可得三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法：

改變電機(jī)極對(duì)數(shù)

改變電源頻率改變轉(zhuǎn)差率第50頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、變極調(diào)速電源頻率恒定改變磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)p同步轉(zhuǎn)速n1改變。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n改變只適用于籠型電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榛\型轉(zhuǎn)子繞組的極對(duì)數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的，隨定子磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)改變而自動(dòng)改變，使兩磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)保持一致，從而形成有效的平均電磁轉(zhuǎn)矩。第51頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二原

理：改變繞組連接

改變電流方向

改變極對(duì)數(shù)

2P=42P=2一、變極調(diào)速第52頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、

變頻調(diào)速U1≈E1=4.44f1N1kw1Φ0

單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的惡化

。兩種結(jié)果：1.鐵心嚴(yán)重飽和

2.電機(jī)得不到充分利用∴要求在調(diào)節(jié)f1的同時(shí)，改變定子電壓U1，以維持磁通不變，或者保持電動(dòng)機(jī)的過載能力不變

。電力電子技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速得到了廣泛的應(yīng)用。第53頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（一）從基頻向下調(diào)的變頻調(diào)速，

保持U1/f1=恒值，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速應(yīng)設(shè)法保證Φ0不變。若保持U1/f1=恒值，電動(dòng)機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm在基頻附近可視為恒值，在頻率更低時(shí)，隨著頻率f1下調(diào)，最大轉(zhuǎn)矩Tm將變小。

第54頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）從基頻向上調(diào)的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)端電壓不允許升高，因此f升高時(shí)，其U應(yīng)保持不變。則f1增加，磁通降低，屬減弱磁場(chǎng)調(diào)速類型。運(yùn)行段近似是平行的，此調(diào)速方式，可近似認(rèn)為是恒功率調(diào)速類型。

第55頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性1-不帶定子電壓

補(bǔ)償；2-帶定子電壓補(bǔ)償如果f1是連續(xù)可調(diào)的，則變頻調(diào)速是無級(jí)調(diào)速。第56頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（一）改變電壓U1調(diào)速三、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法：

改變電源電壓.改變轉(zhuǎn)子回路電阻.電磁轉(zhuǎn)差離合器等

Tm∝

如圖：負(fù)載TL不變，電壓降低時(shí)，運(yùn)行點(diǎn)將從A轉(zhuǎn)至B。B第57頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二電阻越大，曲線越偏向下方。T2一定時(shí)，電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。這種調(diào)速方法損耗較大，調(diào)整范圍有限，主要應(yīng)用于小型電動(dòng)機(jī)調(diào)速中。（二）改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速第58頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（三）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)節(jié)電磁離合器的組成

感應(yīng)子上的勵(lì)磁線圈沒有電流通過時(shí)，即使主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)軸也不動(dòng)，相當(dāng)于離合器脫開。

通入勵(lì)磁電流以后，感應(yīng)子連同負(fù)載按與電樞相同方向旋轉(zhuǎn)。

電磁轉(zhuǎn)差離合器的調(diào)速系統(tǒng)

第59頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二3.三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)

:電磁轉(zhuǎn)矩Tem與轉(zhuǎn)速n方向相同電機(jī)運(yùn)行于機(jī)械特性的一、三象限

Tem與轉(zhuǎn)速n的方向相反電機(jī)運(yùn)行于機(jī)械特性的二、四象限快速減速或停車和勻速下放重物

制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài):第60頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、能耗制動(dòng)斷開交流接通直流在慣性作用下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，產(chǎn)生制動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)速為零，轉(zhuǎn)矩為零，易于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車改變電阻，改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩.改變直流電流，改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩.第61頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、反接制動(dòng)（一）倒拉反接制動(dòng)

Tst<TL，在重物G的作用下，迫使電機(jī)反T的方向旋轉(zhuǎn)，并在重物下放的方向加速。其轉(zhuǎn)差率s為：s=

隨|-n|的增加，s、I2及Tem都增大，直到滿足T=TL

轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)適用于低速勻速下放重物

第62頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、反接制動(dòng)（二）定子兩相反接的反接制動(dòng)

帶反抗性負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)將進(jìn)入第四象限。調(diào)換相序，n1反向1

n

n

n

n

n

n

s

1

1

1

>

+

=

-

-

-

=

E2、sE2、I2及Tem都與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，即電機(jī)轉(zhuǎn)矩變負(fù)，產(chǎn)生制動(dòng)作用。轉(zhuǎn)速降至0后，若不切除電源，電機(jī)將反向起動(dòng)運(yùn)行于第三象限。第63頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）定子兩相反接的反接制動(dòng)

兩相反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：

制動(dòng)效果好

缺點(diǎn)：能耗大，制動(dòng)準(zhǔn)確度差

要停車時(shí)，還須及時(shí)切除電源

這種制動(dòng)適用于要求迅速停車或迅速反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。第64頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二三、回饋制動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)由軸上輸入(即吸收)機(jī)械功率。為了避免因轉(zhuǎn)速高而損壞電機(jī)，在回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路中不串電阻

。常用于高速且要求勻速下放重物的場(chǎng)合。

第65頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二1.單相異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：接單相交流電源運(yùn)行其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉功率從幾瓦到幾百瓦效率和功率因數(shù)比三相異步電動(dòng)機(jī)稍低

應(yīng)用

：廣泛應(yīng)用于家用電器、電動(dòng)工具、醫(yī)療器械等方面，第66頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理（一）運(yùn)行繞組單獨(dú)通電時(shí)的機(jī)械特性脈振磁勢(shì)

第67頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二脈振磁動(dòng)勢(shì)F可以分解為兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速相同、幅值相等的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F+和F-t1時(shí)第68頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（一）運(yùn)行繞組單獨(dú)通電時(shí)的機(jī)械特性脈振磁動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩Tem為F+和F-對(duì)應(yīng)的T+和T-的疊加。

F+對(duì)應(yīng)的T+F_對(duì)應(yīng)的T_合成轉(zhuǎn)矩T一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第69頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（一）運(yùn)行繞組單獨(dú)通電時(shí)的機(jī)械特性特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)時(shí)，正負(fù)轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，合成轉(zhuǎn)矩為零。即單相異步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)在S=1的兩邊，合成轉(zhuǎn)矩是對(duì)稱于原點(diǎn)的曲線，因此單相異步電動(dòng)機(jī)沒有固定的轉(zhuǎn)向，用某一啟動(dòng)措施，使啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子得到某一方向的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子即按該方向旋轉(zhuǎn)。單相異步電動(dòng)機(jī)如果只有運(yùn)行繞組，可以運(yùn)行但不能自行起動(dòng)。

一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第70頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）

兩相繞組通電時(shí)的機(jī)械特性在電機(jī)內(nèi)部布置兩套繞組稱之為主繞組和副繞組，這兩套繞組在空間相差90°電角度；流過的電流相差90°相位。對(duì)其產(chǎn)生的磁勢(shì)進(jìn)行分析：主繞組磁勢(shì)FA軸線方向

輔繞組磁勢(shì)FB軸線方向tiFB

FA

t1

t2

t3

t4

FA-

FA+

FB+FB-

F合成

FA-FA+FB+FB-F合成

FA-

FA+

FB+FB-

F合成

FA-

FA+

FB-

FB+F合成

t1時(shí)刻t2時(shí)刻t3時(shí)刻t4時(shí)刻第71頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二結(jié)論：

合成磁勢(shì)幅值不變，其位置隨時(shí)間按角度而變。即為一圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于

0旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是從電流超前相轉(zhuǎn)向滯后相；轉(zhuǎn)子也從電流超前相轉(zhuǎn)向滯后

相。調(diào)換主繞組或輔繞組的頭

尾磁場(chǎng)特點(diǎn)：電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向：改變電機(jī)轉(zhuǎn)向：第72頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

橢圓旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)時(shí)的機(jī)械特性

如果兩套繞組流過的電流相位相差不為900,則其磁勢(shì)亦可分解為兩個(gè)方向，只是兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)大小不同，S=1時(shí)其合成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不等