三相感應(yīng)電動機(jī)的電力拖動

三相感應(yīng)電動機(jī)的電力拖動課件第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二反映了感應(yīng)電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙每極磁通和轉(zhuǎn)子電流有功分量的乘積成正比的物理本質(zhì)。電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二2、機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式根據(jù)簡化電路得到的轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子側(cè)功率因數(shù)機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式：電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線，是電動機(jī)的機(jī)械特性。幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：起動點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)額定工作點(diǎn)電動，發(fā)電，制動三種運(yùn)行狀態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式（2）第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二異步電動機(jī)的T-s曲線上有一個(gè)最高點(diǎn)；最大轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)高等數(shù)學(xué)中求極值的方法求得。代入轉(zhuǎn)矩公式，得過載能力：最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比：（1.6~2.2)最大轉(zhuǎn)矩，過載能力第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二最大轉(zhuǎn)矩與電網(wǎng)電壓的平方成正比；最大轉(zhuǎn)矩近似與漏電抗成反比；最大轉(zhuǎn)矩的位置可以由轉(zhuǎn)子電阻的大小來調(diào)整；最大轉(zhuǎn)矩的值與轉(zhuǎn)子電阻值沒有關(guān)系；異步電動機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻時(shí)機(jī)械特性的變化。關(guān)于最大轉(zhuǎn)矩的幾個(gè)重要結(jié)論第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二起動電流指起動瞬間電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電流；從等效電路求出起動電流：起動轉(zhuǎn)矩，即起動瞬間電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩若令Sm=1起動轉(zhuǎn)矩等于最大轉(zhuǎn)矩。對于繞線式轉(zhuǎn)子可通過外串電阻達(dá)到。起動電流、起動轉(zhuǎn)矩第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比；總漏抗越大，起動轉(zhuǎn)矩越?。焕@線式異步電動機(jī)可以在轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮杩梢栽龃笃饎愚D(zhuǎn)矩；起動轉(zhuǎn)矩的幾個(gè)重要結(jié)論

當(dāng)時(shí)，起動轉(zhuǎn)矩最大。第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二通過銘牌數(shù)據(jù)求取電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法。3轉(zhuǎn)矩的實(shí)用計(jì)算公式第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二二、固有機(jī)械特性當(dāng)定子的對稱三相繞組按規(guī)定的接線方式；定子不經(jīng)任何阻抗直接加額定電壓、額定頻率的三相電壓；轉(zhuǎn)子回路不串任何阻抗，直接短路。這種情況下得到的n＝f（T），稱為固有機(jī)械特性。第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二TS固有機(jī)械特性的特殊點(diǎn)固有機(jī)械特性的特殊點(diǎn)：起動點(diǎn)A：該點(diǎn)S＝1；臨界點(diǎn)B：該點(diǎn)S＝Sm；額定點(diǎn)C：該點(diǎn)S＝Sn；同步點(diǎn)D：該點(diǎn)S＝0，又稱理想空載點(diǎn)；S=0S=1T0SnTnSmTm第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二三、人為機(jī)械特性人為地改變電動機(jī)地任一個(gè)參數(shù)（如U1、f1、p、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特性。

降低定子端電壓的人為特性；改變轉(zhuǎn)子回路的電阻的人為特性；改變定轉(zhuǎn)子回路電抗的人為特性；改變極數(shù)后的人為特性；改變輸入頻率的人為特性；第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二起動轉(zhuǎn)矩：最大轉(zhuǎn)矩：臨界轉(zhuǎn)差率：第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二ST改變定子電壓的人為特性TS改變轉(zhuǎn)子電阻的人為特性TS改變定子電抗的人為特性人為特性曲線第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二§5-2三相感應(yīng)電動機(jī)的起動起動性能包括：起動電流倍數(shù)Ist/IN;

起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Mst/MN;

起動時(shí)間起動時(shí)消耗的能量起動設(shè)備的簡單和可靠；起動的過渡時(shí)間第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二異步電動機(jī)直接起動時(shí)的問題：電流大但轉(zhuǎn)矩并不大。

起動時(shí)，S＝1，等效阻抗小，起動電流大；

f2＝f1

，2接近900，cos2很小，轉(zhuǎn)子電流用功分量小。第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二異步電動機(jī)的起動，存在兩種矛盾：電動機(jī)起動電流大，供電網(wǎng)絡(luò)承受沖擊電流能量有效；電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩小，負(fù)載要求有足夠的轉(zhuǎn)矩才起動；異步電動機(jī)起動分四種情況：小容量輕載起動；中、大容量輕載起動；小容量電機(jī)重載起動；中、大容量重載起動；第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二一、小容量電動機(jī)輕載起動－直接起動不僅取決于電機(jī)本身的大小，還與供電電網(wǎng)容量和供電線路長短有關(guān)。（要求母線降落不大于10％）

電動機(jī)容量與供電變壓器的比值；起動是否頻繁；供電線路距離；同一臺變壓器其它用戶的要求；一般7.5KW以下電機(jī)允許直接起動。第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二二、中、大容量電動機(jī)輕載起動－降壓起動此時(shí)主要矛盾時(shí)電流。降低電流的方法，主要靠降低電壓。起動電流：降壓起動時(shí)，起動電流與定子電壓成比例降低。待轉(zhuǎn)速升高到一定值，恢復(fù)全電壓。注意：起動轉(zhuǎn)矩與U2成正比，降壓起動后，比起動電流降低得更厲害。第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二常用的降壓起動方法

定子串電阻或電抗降壓起動；用自耦變壓器降壓起動；

Y－起動延邊三角形起動第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二三、小容量電動機(jī)重載起動主要矛盾是起動轉(zhuǎn)矩不足。解決的方法：容量大一號的電動機(jī)； 高起動轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)特殊電機(jī)獲得高起動轉(zhuǎn)矩的原因，主要是轉(zhuǎn)子電阻的影響。轉(zhuǎn)子參數(shù)自動隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。如雙鼠籠電機(jī)和深槽電機(jī)。第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二集膚效應(yīng)

漏磁通只穿過槽一次，由槽底鐵心形成閉合回路?？梢钥闯稍S多單元導(dǎo)體的并聯(lián)；越接近槽口的導(dǎo)體所交鏈的漏磁通越少，即漏抗??；接近槽底底單元，漏抗大，使導(dǎo)體電流密度分布不均，產(chǎn)生把電流向槽口排擠的“趨表效應(yīng)”；電機(jī)轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)子電流頻率越高，趨表效應(yīng)越突出；導(dǎo)體的導(dǎo)電高度縮小，轉(zhuǎn)子電阻增加；第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二深槽式：高度是寬度的10～12倍，堵轉(zhuǎn)時(shí)，電阻達(dá)額定運(yùn)行的3倍，隨著轉(zhuǎn)速升高，頻率降低，電流分布趨向均勻，轉(zhuǎn)子電阻自動減小。雙鼠籠式：兩套繞組，材料不同，截面也不同。外籠：起動籠，截面小，材料選用電阻系數(shù)大；內(nèi)籠：工作籠，截面大，電阻系數(shù)小。

外籠內(nèi)籠第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二四、中、大容量電動機(jī)重載起動兩種矛盾同時(shí)起作用。采用繞線式電機(jī)，轉(zhuǎn)子串電阻。既增大起動轉(zhuǎn)矩，又減小起動電流。常用的方法：轉(zhuǎn)子串電阻或轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器。第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二§5-3三相感應(yīng)電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的電動狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n同方向，電機(jī)從電源吸收電功率，扣除自身損耗外，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功率送至負(fù)載；三相異步電動機(jī)的制動狀態(tài)：T與n方向相反；制動狀態(tài)方式：反接制動；回饋制動；能耗制動；第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二一、反接制動1.轉(zhuǎn)向反向的反接制動（正接反轉(zhuǎn)）重物下放的例子：TZ與轉(zhuǎn)速n方向一致。穩(wěn)態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T＝TZ，方向與n相反。從機(jī)械特性分析：A點(diǎn)（電動狀態(tài)）n>0,T>0B點(diǎn)（制動狀態(tài)）n<0,T>0足夠大的電阻ABTS第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二

轉(zhuǎn)差率：性質(zhì)：等效電阻：機(jī)械功率吸收機(jī)械功率；電能從定子傳向轉(zhuǎn)子；全部消耗在電阻上；第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二2、兩相對調(diào)ABTS電機(jī)原運(yùn)行于電動狀態(tài)，兩相對調(diào)后，氣隙磁密立即反向，以－n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；電機(jī)機(jī)械特性從1到2；反接的過程，從反接開始到轉(zhuǎn)子為零的過程。第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二兩種反接制動，均有S>1,機(jī)械功率為輸入。區(qū)別：前者由負(fù)載提供機(jī)械功率后者由整個(gè)轉(zhuǎn)動部分提供儲能。第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二二、異步機(jī)的回饋制動把轉(zhuǎn)軸上輸入的機(jī)械功率，經(jīng)異步機(jī)轉(zhuǎn)化為電功率送到電網(wǎng)。軸上外施驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，電機(jī)以同步方向旋轉(zhuǎn)能量流向：T與n方向相反，處于制動狀態(tài)第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二回饋制動的實(shí)現(xiàn)（1）同步轉(zhuǎn)向反向的回饋制動（反接正轉(zhuǎn)）定子兩相對調(diào)后，位能性負(fù)載最后穩(wěn)定于第四象限，重物以高于同步速的速度下放。（2）同步轉(zhuǎn)向不變的回饋制動電車下坡；變極或變頻調(diào)速過程；第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二三、異步電動機(jī)的能耗制動~制動時(shí)，三相繞組脫離三相電源，由直流電流過定子繞組，在氣隙中形成恒定磁場。過程分析：由于慣性，轉(zhuǎn)子仍以n速度旋轉(zhuǎn)切割磁力線感應(yīng)電勢感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁力制動轉(zhuǎn)矩在制動轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩共同作用下，轉(zhuǎn)子減速至n＝0。能耗制動可使反抗性負(fù)載準(zhǔn)確停機(jī)，使位能性負(fù)載勻速下放。注意：恒定磁場獲得，需通過定子繞組的改接第三十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二§5-4三相感應(yīng)電動機(jī)的調(diào)速

要求電動機(jī)具有幾種轉(zhuǎn)速；在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)調(diào)速；調(diào)速的方法：（1）改變定子繞組的極對數(shù)p；（2）改變電源的頻率f1；（3）改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率；

改變定子繞組的端電壓；改變定子繞組的外加電阻或電抗；轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗；轉(zhuǎn)子回路引進(jìn)f＝sf的外加電勢第三十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二一、變極調(diào)速單繞組雙速電機(jī)：一套定子繞組具備兩種極對數(shù)而得到兩個(gè)不同同步轉(zhuǎn)速；三