三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)課件

3.5三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)性能包括：

起動(dòng)電流倍數(shù)Ist/IN;（起動(dòng)電流小）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tst/TN;（起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大）起動(dòng)時(shí)間起動(dòng)時(shí)消耗的能量起動(dòng)設(shè)備的簡(jiǎn)單和可靠；起動(dòng)的過渡時(shí)間起動(dòng)指電動(dòng)機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程.3.5三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)性能包括：起動(dòng)1起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過熱影響：起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定2可以直接起動(dòng)的條件：起動(dòng)電流倍數(shù)3.5.1直接起動(dòng)缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大；優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)方法最簡(jiǎn)單，操作很方便?？梢灾苯悠饎?dòng)的條件：起動(dòng)電流倍數(shù)3.5.1直接起動(dòng)缺點(diǎn)3定子串電阻或電抗器降壓起動(dòng)；Y－起動(dòng)用自耦變壓器降壓起動(dòng)；3.5.2籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)定子串電阻或電抗器降壓起動(dòng)；3.5.2籠型異步電動(dòng)機(jī)的41、定子串電阻或電抗降壓起動(dòng)對(duì)大中型異步電動(dòng)機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的1、定子串電阻或電抗降壓起動(dòng)對(duì)大中型異步電動(dòng)機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的5適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接線的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)Y接；運(yùn)行時(shí)△接。起動(dòng)電流關(guān)系:Y-△降壓起動(dòng)多用于空載或輕載起動(dòng)2、Y/△降壓起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系:適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接線的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)Y接；6Y－

起動(dòng)：

正常運(yùn)行

起動(dòng)設(shè)：電機(jī)每相阻抗為Y－起動(dòng)：正常運(yùn)行起動(dòng)設(shè)：電機(jī)每相阻抗為73.自耦變壓器降壓起動(dòng)直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：降壓后二次側(cè)起動(dòng)電流：變壓器一次側(cè)電流：電網(wǎng)提供的起動(dòng)電流減小倍數(shù)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小的倍數(shù)：自耦變壓器一般有三個(gè)分接頭可供選用。3.自耦變壓器降壓起動(dòng)直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：降壓后二次側(cè)起動(dòng)83.5.3變頻起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，給三相異步電動(dòng)機(jī)加低壓低頻的交流電，隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐漸提高電源的電壓和頻率，直到額定電壓和頻率。3.5.3變頻起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，給三相異步電動(dòng)93.5.4繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)

在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?既能限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

為了有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、使起動(dòng)過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)對(duì)稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動(dòng)電阻。3.5.4繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)在轉(zhuǎn)子回10電動(dòng)機(jī)由a點(diǎn)開始起動(dòng)，經(jīng)b→c→d→e→f→g→h，完成起動(dòng)過程。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)由a點(diǎn)開始起動(dòng)，經(jīng)b→c→d→e→f→g→h，完成11拓展：轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。起動(dòng)時(shí)，S2斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機(jī)通電開始起動(dòng)。拓展：轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器12例: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=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A例:三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓=380V，三相定子（1）Is13

第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)14

三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)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(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T與15在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時(shí)，運(yùn)輸工具在下坡運(yùn)行時(shí)）使設(shè)備保持一定的運(yùn)行速度。在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速和停止。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)：T與n方向相反。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時(shí)16電氣制動(dòng)的方法能耗制動(dòng)反接制動(dòng)回饋制動(dòng)

制動(dòng)方法

機(jī)械制動(dòng)

利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。

電氣制動(dòng)

使異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n的方向相反。

電氣制動(dòng)的方法制動(dòng)方法17一、能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：制動(dòng)時(shí)，KM1斷開，電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時(shí)KM2閉合，在定子繞組中通入直流勵(lì)磁電流。能耗制動(dòng)基本原理：如圖所示：一、能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：制動(dòng)時(shí)，KM1斷開，電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時(shí)KM181、電源兩相反接的反接制動(dòng)

二、反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：機(jī)械特性由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由A→B→C，n=0,制動(dòng)過程結(jié)束。繞線式電動(dòng)機(jī)在定子兩相電源反接同時(shí),可在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)制動(dòng)電阻來限制制動(dòng)電流和增大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,曲線3。

由于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向改變，理想空載轉(zhuǎn)速變?yōu)?n1，S＞1。處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過程.反接制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序，如圖所示:1、電源兩相反接的反接制動(dòng)二、反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：機(jī)械特性由1變192、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻RB。電機(jī)工作點(diǎn)由A→B→C，n=0，制動(dòng)過程開始，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直到D點(diǎn)。在第四象限才是制動(dòng)狀態(tài)。由于電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，n<0，所以s>1。適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載情況。2、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻20三、回饋制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在外力作用下，使n>n1。

回饋制動(dòng)狀態(tài)實(shí)際上就是將軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能并回饋到電網(wǎng)的異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)。1、反向回饋制動(dòng)（適用于將重物高速放下）

首先將定子兩相反接,定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點(diǎn)由A到B。經(jīng)過反接制動(dòng)過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負(fù)載作用下反向加速并超過同步速，直到D點(diǎn)保持穩(wěn)定運(yùn)行。電機(jī)機(jī)械特性為曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。三、回饋制動(dòng)實(shí)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在外力作用下，使n>n1。21回饋制動(dòng)2、正向回饋制動(dòng)（變極或變頻調(diào)速過程中出現(xiàn)）電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。電機(jī)工作點(diǎn)由A變到B，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，，電機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)采用變極（增加極數(shù)）或變頻（降低頻率）進(jìn)行調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)?。回饋制?dòng)2、正向回饋制動(dòng)（變極或變頻調(diào)速過程中出現(xiàn)）電機(jī)機(jī)械22第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速23異步電動(dòng)機(jī)的速度公式:

異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：(1)變極調(diào)速(2)變頻調(diào)速(3)變轉(zhuǎn)差調(diào)速。(1)(2)適合于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，(3)用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的速度公式:異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：(1)變極調(diào)速24變極調(diào)速1、變極原理變極調(diào)速1、變極原理251、Y-YY變極調(diào)速

低速倍極數(shù)Y接法，高速少極數(shù)YY接法變極調(diào)速1、Y-YY變極調(diào)速低速倍極數(shù)Y接法，高速少極數(shù)YY接法變26低速Y接法時(shí)（2P）不考慮cosj和h的變化時(shí)：這種接法極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，功率增加一倍，接近恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適宜帶起重電葫蘆、運(yùn)輸傳送帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。高速YY接法時(shí)（P）變極調(diào)速低速Y接法時(shí)（2P）不考慮cosj和h的變化時(shí)：這種接法極數(shù)272、D-YY變極調(diào)速變極調(diào)速2、D-YY變極調(diào)速變極調(diào)速28這種接法極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩減小了近一半，而功率僅變化了15%，接近恒功率調(diào)速，應(yīng)用于各種機(jī)床的粗加工和精加工。

低速D接法時(shí)（2p）：高速YY接法時(shí)（p）：不考慮cosj和h的變化時(shí)：變極調(diào)速這種接法極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩減小了近一半，而功率29變頻調(diào)速變頻調(diào)速：

改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時(shí)，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。變頻調(diào)速變頻調(diào)速：30變頻調(diào)速因此：當(dāng)變頻調(diào)速時(shí)，f1下降，若電壓U1不變，則使φ1增加，使磁路過度飽和，I0增大，導(dǎo)致功率因數(shù)降低、損耗增加、效率降低，從而使電機(jī)的負(fù)載能力變小。1.從基頻向下變頻調(diào)速我們知道，忽略定子漏阻抗壓降，三相異步電動(dòng)機(jī)每相電壓：降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)降低電源電壓。這種方法是恒磁通控制方式變頻調(diào)速因此：當(dāng)變頻調(diào)速時(shí)，f1下降，若電壓U1不變，則使φ312.從基頻向上變頻調(diào)速：升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時(shí)，只能保持電壓為U1不變，頻率越高，磁通Φ1越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速情況。

變頻調(diào)速2.從基頻向上變頻調(diào)速：變頻調(diào)速32f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調(diào)速f1增大，U1不變，φ1減弱。變頻調(diào)速33變頻調(diào)速的特點(diǎn)：1、從基頻向下調(diào)時(shí)，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)時(shí)，為近似恒功率調(diào)速方式。2、調(diào)速范圍大。3、調(diào)速穩(wěn)定性好。4、頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速。此種調(diào)速方法調(diào)速性能較好，發(fā)展很快。其主要環(huán)節(jié)是變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）價(jià)格較高。變頻調(diào)速變頻調(diào)速的特點(diǎn)：1、從基頻向下調(diào)時(shí)，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻34

變轉(zhuǎn)差調(diào)速1、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入對(duì)稱三相調(diào)節(jié)電阻，其機(jī)械特性曲線ｎ=f(Ｔ)形狀將發(fā)生變化。最大轉(zhuǎn)矩的位置隨所串電阻的增大而下移。

變轉(zhuǎn)差調(diào)速1、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子35轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的特點(diǎn)：1、調(diào)速方法簡(jiǎn)單，初投資少；2、低速時(shí)機(jī)械特性軟，調(diào)速的平