《機(jī)電傳動(dòng)控制資料》課件

第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)1編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)1編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）

一、基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型基本組成

定子——由定子鐵心和三相繞組構(gòu)成；作用：建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子——由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成；作用：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力矩，并輸出機(jī)械功率?；绢?lèi)型（按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)）籠形轉(zhuǎn)子型和繞線轉(zhuǎn)子型2編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)§4-1交流異步電機(jī)的基本工第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）一、基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型基本組成

定子——由定子鐵心和三相繞組構(gòu)成；作用：建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子——由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成；作用：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力矩，并輸出機(jī)械功率。基本類(lèi)型（按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)）籠形轉(zhuǎn)子型和繞線轉(zhuǎn)子型3編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)§4-1交流異步電機(jī)的基本工第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）一、基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型基本組成

定子——由定子鐵心和三相繞組構(gòu)成；作用：建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子——由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成；作用：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力矩，并輸出機(jī)械功率?；绢?lèi)型（按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)）籠形轉(zhuǎn)子型和繞線轉(zhuǎn)子型4編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)§4-1交流異步電機(jī)的基本工第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）一、基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型基本組成

定子——由定子鐵心和三相繞組構(gòu)成；作用：建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子——由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成；作用：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力矩，并輸出機(jī)械功率?；绢?lèi)型（按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)）籠形轉(zhuǎn)子型和繞線轉(zhuǎn)子型

5編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)§4-1交流異步電機(jī)的基本工第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

二、基本工作原理1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生

3、電磁力F的產(chǎn)生

交流電機(jī)工作原理

BACn1fFn2B

fCfA

fB

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

A

C

I1ACB→φ→E2→F→n2Fn1§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）6編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)二、基本工作原理1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)方向:通電相序A-C-B-A

多磁極電機(jī)B

n1

fC

fA

fB

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

A

C

SSNNAB

C

600600二、基本工作原理§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）7編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)方向:通電相第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程1、電磁力矩方程2、定子線圈的電壓方程及磁場(chǎng)

的大小§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）BCAFFn2n1

8編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

3、轉(zhuǎn)子回路電壓方程及轉(zhuǎn)子電流4、轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程I2s00.519編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)3、轉(zhuǎn)子回路電壓方程及轉(zhuǎn)子電流第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

5、機(jī)械特性方程數(shù)學(xué)物理方程§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程MmMNSnn01SmnN10編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)5、機(jī)械特性方程數(shù)學(xué)物理方程第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

5、機(jī)械特性方程主要特征參數(shù)最大電磁力矩臨界轉(zhuǎn)差率同步轉(zhuǎn)速§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程MmMNSnn01SmnN11編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)5、機(jī)械特性方程主要特征參數(shù)第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

工程應(yīng)用方程（4-1）數(shù)學(xué)物理方程§4-1交流異步電機(jī)的基本工作原理（預(yù)備知識(shí)）三、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程MmMNSnn01SmnN5、機(jī)械特性方程12編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)工程應(yīng)用方程（4-1）數(shù)學(xué)物第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

一、固有特性當(dāng)：U1=UN；f1=fN；M=f(n)——稱(chēng)為固有特性。1、特性方程

數(shù)學(xué)物理方程工程應(yīng)用方程（4-1）MmMNSnn01SmnN§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性13編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)一、固有特性當(dāng)：U1=UN；第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

2、轉(zhuǎn)差率S的物理意義1）速度降落值轉(zhuǎn)差率2）轉(zhuǎn)子回路的頻率3）轉(zhuǎn)子回路電功率損失一、固有特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性MmMNSnn01SmnN14編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)2、轉(zhuǎn)差率S的物理意義1）速第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

4）表示電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)5）反映轉(zhuǎn)子回路電阻的大小當(dāng)0<S<1，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)當(dāng)S<0時(shí)，發(fā)電反饋制動(dòng)狀態(tài)當(dāng)S>1時(shí)，反接制動(dòng)狀態(tài)2、轉(zhuǎn)差率S的物理意義一、固有特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性MmMNSnn01SmnN15編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)4）表示電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)5）反映轉(zhuǎn)第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

3、機(jī)械特性曲線

穩(wěn)定工作段：非穩(wěn)定工作段當(dāng)0<S<Sm的工作區(qū)段當(dāng)Δn>0時(shí)，ΔM<0；當(dāng)Δn<0時(shí)，ΔM>0；當(dāng)Sm<S<1的工作區(qū)段當(dāng)Δn>0時(shí)，ΔM>0；當(dāng)Δn<0時(shí)，ΔM<0；電機(jī)的實(shí)際機(jī)械特性與其轉(zhuǎn)子的實(shí)際結(jié)構(gòu)有關(guān)(如圖4-5)一、固有特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性MmMNSnn11SmnN16編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)3、機(jī)械特性曲線穩(wěn)定工作段：第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

4、機(jī)械特性的工程計(jì)算根據(jù)電機(jī)銘牌參數(shù)計(jì)算機(jī)械特性計(jì)算依據(jù)：

額定功率：PN——kW額定轉(zhuǎn)速：nN——r/min過(guò)載倍數(shù)：λ=Mm/MN

定子極對(duì)數(shù)：p計(jì)算參數(shù)：Mmax、Sm一、固有特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性17編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)4、機(jī)械特性的工程計(jì)算根據(jù)電第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

計(jì)算步驟：

1）額定力矩：2）最大力矩：3）額定轉(zhuǎn)差率：4）臨界轉(zhuǎn)差率：5）機(jī)械特性計(jì)算：機(jī)械特性工程應(yīng)用方程（4-1）式4、機(jī)械特性的工程計(jì)算一、固有特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性18編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)計(jì)算步驟：1）額定力矩：2）第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

二、人工特性人工特性——以人為方式改變電機(jī)的工作參數(shù)，所得到的機(jī)械特性。

基本依據(jù)：

機(jī)械特性的數(shù)學(xué)物理方程基本類(lèi)型：定子電源：U1、f1轉(zhuǎn)子阻抗：r、x20；（繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)子電源：U2、f2；（繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)---串級(jí)調(diào)速）§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性19編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)二、人工特性人工特性——以人第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

1、改變定子繞組電壓U1基本依據(jù)：基本特點(diǎn)—改變—不變Sn0Sm1MmM二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性20編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)1、改變定子繞組電壓U1基本Sn0Sm1MmM第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

基本方法：

1）經(jīng)變壓器或改變繞組接法(Y/Δ變換)2）定子回路串入電阻r1或電抗器x1降壓3）采用可控扼流圈（飽和電抗）或晶閘管交流調(diào)壓器供電基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1、改變定子繞組電壓U121編輯pptSn0Sm1MmM第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)基第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性基本方法：

1）經(jīng)變壓器或改變繞組接法(Y/Δ變換)2）定子回路串入電阻r1或電抗器x1降壓3）采用可控扼流圈（飽和電抗）或晶閘管交流調(diào)壓器供電1、改變定子繞組電壓U122編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)基本依據(jù)：二、人工特性§4第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

2、改變定子供電頻率f1基本特點(diǎn)：—改變；Sn0Sm1MmM—改變；—改變；基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性23編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)2、改變定子供電頻率f1基本第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

基本方法：Sn0Sm1MmM1）U1=UN、f1↑——n0↑、Sm↑、Mm↓2）U1/f1=常數(shù)、f1↓——n0↓、Sm↓

、Mm≈常數(shù)；恒功率——特性恒力矩——特性基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2、改變定子供電頻率f124編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)基本方法：Sn0Sm1第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

3、改變轉(zhuǎn)子回路阻抗基本方法：1）轉(zhuǎn)子回路串入電阻R2——改變r(jià)2；Sm↑,Mm不變,圖4-3c2）轉(zhuǎn)子回路串入電抗器X2——改變X20；Sm↓,Mm↓,圖4-3d3）轉(zhuǎn)子回路串入阻抗器R2+X2；圖4-3e應(yīng)用：只適用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)Sn0Sm1MmM基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性25編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)3、改變轉(zhuǎn)子回路阻抗基本方法第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

4、改變轉(zhuǎn)子回路的電壓和頻率--串級(jí)調(diào)速

基本方法：定子——由恒定電壓U1和頻率f1的電源供電；轉(zhuǎn)子——由可變頻、變電壓的可控電源供電U2；機(jī)械特性——與定子變頻特性相同;Sn0Sm1MmMR2iU2應(yīng)用：只適用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)基本依據(jù)：二、人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性26編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)4、改變轉(zhuǎn)子回路的電壓和頻率-第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

三、人工特性的計(jì)算以轉(zhuǎn)子串電阻人工特性為例說(shuō)明的計(jì)算方法:1、計(jì)算依據(jù)(已知條件)1)固定電阻為:r22)附加電阻為:Ri

Sn0Sm1MmM3)固有特性：求:轉(zhuǎn)子串電阻Ri的人工特性§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性27編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)三、人工特性的計(jì)算第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

2、求轉(zhuǎn)子串電阻人工特性Sn0Sm1MmM串入附加電阻Ri后：Mm不變，Smi+1↓<Smi

三、人工特性的計(jì)算§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性28編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)2、求轉(zhuǎn)子串電阻人工特性Sn0第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

Sn0Sm1MmM3、分析Sm與Smi的關(guān)系設(shè):在相同力矩Ma處，兩特性的轉(zhuǎn)差率為：Sa和Sai力矩Ma:得到：結(jié)論：在同一轉(zhuǎn)矩下，任意兩條特性，其轉(zhuǎn)差率之比等于電阻之比；Ma三、人工特性的計(jì)算§4-2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性SaSai（4-6）29編輯ppt第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)Sn0Sm1MmM3第四章交流異步電機(jī)的起動(dòng)

4、固定電阻r2的計(jì)算：Sn0Sm1MmMMN按電機(jī)的額定參