電工電子技術（第3版） 課件 3.8 三相異步電動機控制

三相異步電機控制田玉主講老師：電工電子技術

知識目標01

1.認識三相異步電機的啟動問題和啟動方法2.認識三相異步電機的制動方法3.認識三相異步電機的調速方法能力目標021.會根據(jù)要求選擇合適的啟動、制動和調速方法

素質目標03訓練運用知識分析問題解決問題的能力學習目標K知識引入高鐵動車組是怎么剎車的？

我國高速列車作為高速鐵路新技術的核心，其技術進展日新月異，在350km/h速度級高速列車中，最難解決的核心技術之一是制動系統(tǒng)的研制。為抵消前進時巨大的慣性力，常用制動情況下，高速列車使用復合制動，即多種制動方式同時采用，制動力分別來自空氣制動、電制動和非黏著制動。高速列車制動時，采用電氣信號傳送制動指令，由計算機進行數(shù)據(jù)處理和控制，根據(jù)檢測到的列車速度設定制動力的大小。一、三相異步電動機的啟動2．降壓起動起動時降低定子繞組電壓，以減小啟動電流，正常運行時再恢復正常電壓稱為降壓起動。

1）定子繞組串聯(lián)電阻

缺點是電阻消耗能量，目前這種方法已很少使用

2）Y—△變換

起動時將三相定子繞組接成Y型，正常運行時換成△型。設備簡單，價格低，但只能用于正常運行時為三角形接法的電機，且由于起動轉矩低，不能用于重載起動。1．直接起動定子繞組直接與電源連接起動稱為直接起動。其優(yōu)點是起動簡單，可靠，成本低，起動快。但啟動電流大，所以只能用于小容量電機，一般用于容量低于7.5KW小型電機。

三相異步電機的起動問題：起動電流很大，一般為額定電流的4~7倍。過大的啟動電流一方面使負載端電壓下降，影響其他負載的正常工作；另一方面如電機頻繁啟動，繞組發(fā)熱，損壞絕緣，甚至燒毀。啟動問題提示

電機剛起動時，轉速為0，轉差率最大，據(jù)前面分析轉子電流，定子電流最大。三相異步電機起動方法一、三相異步電動機的啟動

起動電流很大，一般為額定電流的4~7倍。因為電機剛起動時，轉速為0，轉差率最大，據(jù)前面分析轉子電流，定子電流最大。一方面使負載端電壓下降，影響其他負載的正常工作；另一方面如電機頻繁，繞組發(fā)熱，損壞絕緣，甚至燒毀。啟動問題QS1L3V2L2L1QS2FUV1U1U2W1W2V1U1W1W2U2V2三相異步電動機Y-Δ起動器閉合電源開關，為電機通電做好準備提示

電機剛起動時，轉速為0，轉差率最大，據(jù)前面分析轉子電流，定子電流最大。一、三相異步電動機的啟動3）自耦降壓起動

1.利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達到減小起動電流的目的。2.自耦變壓器備有40％、60％、80％等多種抽頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉矩的要求具體選擇

起動電流很大，一般為額定電流的4~7倍。因為電機剛起動時，轉速為0，轉差率最大，據(jù)前面分析轉子電流，定子電流最大。一方面使負載端電壓下降，影響其他負載的正常工作；另一方面如電機頻繁，繞組發(fā)熱，損壞絕緣，甚至燒毀。啟動問題三相異步電機起動方法運行時上打與電機直通起動時下打通過自耦變壓器降壓QS1L3V1L2L1QS2FUU1W1V1U1W1L2L1L3三相自耦變壓器閉合電源開關，為電機通電做好準備3.具有不同的抽頭，可以根據(jù)起動轉矩的要求，比較方便的得到不同的電壓；但設備體積大、成本高；適用于容量較大的電動機或不能用Y-Δ降壓起動的鼠籠式三相異步電動機二、三相異步電動機的調速1．改變磁極對數(shù)p調速

定子繞組每相通常有多個繞組，采取改變各繞組連接方式的方法，可改變旋轉磁場的磁極對數(shù)。這種操作方式?jīng)Q定了只能進行有級調速，級數(shù)少，一般只有2~4個同步轉速，且只能用于籠型電機。但這種調速設備簡單。

調速是指當負載不變時，人為改變電機轉速的過程調速三相異步電機調速方法注意！

電機調速與自動轉速變化的區(qū)別。電機負載變化時，轉速會自動變化以適應負載變化，但這不是調速。

電機轉速表示式為

由上式可看出可以通過改變磁極對數(shù)p、轉差率s和電源頻率f進行調速2．改變轉差率s調速這種調速方法只能用于繞線型電機。據(jù)式，改變轉子回路電阻，臨界轉差率變化。機械特性曲線變化，對同一負載轉速不同，實現(xiàn)調速。這種調速方法設備也比較簡單，且操作方便可實現(xiàn)平滑調速，缺點是電阻耗能大，機械特性變軟。

3．變頻調速隨著變頻技術的發(fā)展，可以應用專門的變頻設備—變頻器進行調速。這種方法調速性能優(yōu)于上面兩種，調速范圍寬，平滑性好，機械特性硬等，目前已得到廣泛應用。三、三相異步電動機的反轉和制動

任意交換定子繞組兩相繞組與電源連接位置，可改變旋轉磁場旋轉方向，從而改變電機轉向反轉

電機被切斷電源后，由于慣性會持續(xù)運轉一段時間，然后逐漸停止。為使電機快速停止需采取相應的方法。

制動1．反接制動

當需要電機停止時，將定子繞組改成反轉接法，旋轉磁場反向旋轉，轉子受到反方向作用力快速停止。使用這種方法要注意當轉速接近0時，及時切斷電源，以免電機反向起動。M~3ABC三、三相異步電動機的反轉和制動2．能耗制動

如圖當切斷交流電源后給任意兩相繞組接入一直流電源，直流電流產(chǎn)生一個恒定磁場，由于轉子仍在慣性旋轉，切割磁場產(chǎn)生感應電流，該電流使轉子導體受到相反磁力矩作用，電機快速停轉。這種方法轉子消耗直流電能，故稱能耗制動。

任意交換定子繞組兩相繞組與電源連接位置，可改變旋轉磁場旋轉方向，從而改變電機轉向反轉

電機被切斷電源后，由于慣性會持續(xù)運轉一段時間，然后逐漸停止。為使電機快速停止需采取相應的方法。

制動n0=0M~3R＋－NS×·FFn三、三相異步電動機的反轉和制動3．再生發(fā)電制動

起重機快速下放重物，使重物拖動轉子出現(xiàn)n>n0情況時，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，此時在轉子導體中感應