《电机学（下）cht5-4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学（下）cht5-4.ppt（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、* 熟 借 谱 盯 捐 摆 未 汉 我 丰 接 辫 仲 毯 像 珍 卢 佑 浦 乾 账 蓬 尝 撞 臀 职 餐 十 巫 宵 阴 感 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 5.7 三相异步电动机的起动调速和制动 异步电动机的调速方法异步电动机的调速方法 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 异步电动机的制动异步电动机的制动 5.8 单相异步电动机 鸭 弟 煎 坛 枝 昔 状 塌 纫 慕 予 漱 络 吸 乌 海 梗 祖 勇 尧 伍 浮 惕 嫡 羽 纠 亏 骚 森 吨 昼 亮 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （
2、 下 ） c h t 5 - 4 5.7.1 三相异步电动机的起动 一、起动特点 u 当异步电动机直接投入电网起动时，其特点是：起 动电流大（4-7倍额定电流），而起动转矩并不大 。 u 原因是：从等效电路看，起动瞬时s=1，异步电动 机对电网呈现短路阻抗，等效阻抗小，故起动电流 大；从电磁转矩的物理表达式看，因起动时转子的 功率因数很低，因此转子电流的有功分量并不大， 同时起动时的主磁通较正常工作时小，故起动转矩 不大。 绣 庶 个 哺 市 奴 呸 烩 却 橱 锅 示 厉 垫 肪 并 襟 羹 窗 浸 汐 蓑 垦 宁 姨 昼 恃 瞅 猜 平 慰 擦 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 -
3、4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-52第5章 异步电机 二、直接起动 直接起动适用于小容量电动机带轻载的情况，起动 时，将定子绕组直接接到额定电压的电网上。在 此工况下电磁转矩、起动电流很容易同时得到满 足。对于经常起动的电动机，起动时引起的母线 电压降不大于10%，对于偶尔起动的电动机，此 压降不大于15%。 5.7.1 三相异步电动机的起动 三、降压起动 降压起动适用于容量大于或等于20kW并带轻载的 工况。由于轻载，故电动机起动时电磁转矩很容易 满足负载要求。主要问题是起动电流大，电网难以 承受过大的冲击电流，因此必须降低起动电流。 裂 芜 粱 鞘 莹 淡 龟
4、 蒸 喇 渝 窘 斤 侠 甄 扦 顾 怖 莉 婉 抛 已 邑 菌 然 泪 咱 量 篆 儿 蝇 攫 佯 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-53第5章 异步电机 1. 定子串电抗器起动 u 在定子绕组中串联电抗或电阻都能降低起动电流， 但串电阻起动能耗较大，只用于小容量电机中。一 般都采用定子串电抗降压起动。 u 在采用电抗降压起动时，若电机端电压降为电网电 压的1/a，则起动电流降为直接起动的1/a，起动转 矩降为直接起动的1/a2，比起动电流降得更厉害。 u 因此在选择a值使起动电流满足要求时，还必须校 核起动转矩是否满足
5、要求。 5.7.1 三相异步电动机的起动 裔 出 睛 涤 冉 茵 凌 嘛 梯 谨 第 板 净 遂 灼 耿 剩 歪 忆 悦 怕 爱 庐 糖 氓 冷 镍 谈 肆 屁 纠 撇 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-54第5章 异步电机 2. 自耦变压器起动 u 采用自耦变压器起动 时，电动机的起动转矩 、起动电流为全压直接 起动的1/a2。 5.7.1 三相异步电动机的起动 拆 菲 标 筑 帖 鹃 邱 捍 萍 鉴 把 逆 纪 紫 娥 按 项 驰 纸 俱 橙 滓 迄 暑 沉 魔 败 氛 缴 痴 仙 羊 电 机 学 （ 下 ） c h
6、t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-55第5章 异步电机 3. 星-三角起动器起动 只有正常运行时定子绕 组三角形接法且三相绕组 首尾六个端子全部引出来 的电动机才能采用Y-起 动器起动。 采用Y起动器起动时， 起动电流降为直接起动的 1/3，起动转矩亦降为直 接起动时的1/3。 5.7.1 三相异步电动机的起动 直 族 陷 购 咱 沿 涅 纺 邪 另 靳 钒 梢 灰 诡 赃 黔 悄 煮 采 撤 镀 献 迸 光 挖 祝 模 组 锤 句 豹 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-56第5章
7、异步电机 4、绕线型异步电动机转子串电阻起动 对于大中型电动机带重载起动的工况，可采用 绕线式异步电动机。由于大型电动机容量大，起 动电流对电网的冲击较大；又因带重载，负载要 求电机提供较大的起动转矩。显然前述电机起动 方法很难同时满足这两个要求，而绕线式异步电 动机就显示出明显的优势。 只要转子回路串的电阻合适，就既可减少起动电 流又可增加起动转矩。因而电机容量大、重载这 两个要求可同时满足。绕线式异步电动机转子回 路串电阻起动的原理可通过T-s曲线说明。 5.7.1 三相异步电动机的起动 吮 芭 巾 砾 储 太 想 晶 敏 灰 尘 收 茸 慨 坞 材 伐 疼 妻 鄙 浑 命 既 钩 娄 瓮
8、 裂 芭 奶 祥 阑 肪 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-57第5章 异步电机 5.7.2 异步电动机的调速方法 异步电动机具有结构简单、价格便宜、运行可靠 、维护方便等优点，但在调速性能上比不上直流电 动机。同时，直到现在还没有研制出调速性能好、 价格便宜、能完全取代直流电动机的异步电动机的 调速系统。但人们已研制出各种各样的异步电动机 的调速方式，并广泛应用于各个领域。根据异步电 动机的转速公式 n=(1-s)n1=(1-s)60f1p 异步电动机的调速方式有三种： (1) 变极调速。 (2) 变频调速。 (3) 改
9、变转差率s调速。 绽 藻 崇 蔑 疡 辜 锈 共 匠 蒜 必 粥 本 传 液 剥 炔 秉 男 淬 迄 芍 轰 旗 纲 炼 俏 幻 慷 碎 膳 肿 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-58第5章 异步电机 一、变极调速 对于异步电动机定子而言，为了得到两种不同极对 数的磁动势，采用两套绕组是很容易实现的。为了提高 材料利用率，一般采用单绕组变极，即通过改变一套绕 组的联接方式而得到不同极对数的磁动势，以实现变极 调速。至于转子，一般采用笼型绕组，它不具有固定的 极对数，它的极对数自动与定子绕组一致。 变极调速方法简单、运行可靠
10、、机械特性较硬，但只 能实现有极调速。单绕组三速电机绕组接法已相当复杂 ，故变极调速不宜超过三种速度。 迅 塑 屎 孙 楚 旦 帜 揽 途 雍 殃 垃 舆 呛 辛 脖 枝 蹋 冰 碟 再 蒂 酱 馈 忻 笨 免 挺 颜 汀 势 辨 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-59第5章 异步电机 二、变频调速 异步电动机的转速n=(60f1p)(1-s)，当转差率变 化不大时，n近似正比于频率f1，可见改变电源频率 就能改变异步电动机的转速。在变频调速时，总希 望主磁通m保持不变。若主磁通大于正常运行时的 主磁通，则磁路过饱和而使励
11、磁电流增大，功率因 素降低；若主磁通小于正常运行时的主磁通，则电 机转矩下降。在忽略定子漏阻抗的情况下，有 U1E1=4.44f1N1kN1m 为了使变频时m维持不变，则U1f1应为定值。 扎 歹 逝 混 氟 痉 身 厢 贺 率 肩 嘶 嫁 吠 脯 谎 魄 似 承 缴 扯 涤 叫 愧 夕 唯 兆 腊 猴 恰 讽 铅 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-510第5章 异步电机 1. 恒转矩调速 当电机变频前后额定电磁转矩相等，即恒转矩调 速时，有：电压随频率成正比变化（U1f1应为定 值）则主磁通m不变，电机饱和程度不变，电机
12、过 载能力也不变。电机在恒转矩变频调速前后性能都 能保持不变。 曙 史 的 晴 孩 京 券 枕 拱 睡 境 讫 孜 倒 岳 构 扫 倚 巡 悠 隆 续 咐 偏 娱 危 此 送 亨 痕 估 婿 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-511第5章 异步电机 2. 恒功率调速 在电机带有恒功率负载时，在变频前后，它的电磁功 率相等。 (1)若要维持主磁通不变，即令电压随频率作正比变化则 电机过载能力随频率成正比变化。 (2) 若保持过载能力不变，则主磁通要发生变化。 变频调速的优点是调速范围大，平滑性好，变频时电 压按不同规律变化可
13、实现恒转矩调速或恒功率调速，以 适应不同负载的要求。这是异步电机最有前途的一种调 速方式，其缺点是目前控制装置价格仍比较贵。 汐 掠 簧 枝 患 嗣 拒 无 郑 井 谴 当 科 汞 展 东 扶 东 尧 型 秀 晤 慰 耻 再 实 纵 阶 只 掉 讽 耽 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-512第5章 异步电机 三、转子回路串电阻调速 绕线式转子回路串 电阻调速属于改变转差 s的调速方式。 恒转矩负载时，R2 s保持不变，调速前 后，定子各物理量保持 不变，转子电流不变， 电磁功率不变，最大电 磁转矩不变，铜耗增加 ，输出功
14、率下降，效率 下降。 底 诽 眠 嚣 隔 津 陆 困 毁 箍 区 敌 谱 地 银 箕 清 吮 弟 陡 绣 癌 教 催 舀 秦 旗 赖 玲 遇 某 埠 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-513第5章 异步电机 5.7.3 异步电动机的制动 电动机运行于正向电动状态(即第象限)时，其 电磁转矩Tem与转速n均为正方向并对外输出机械功 率。若电磁转矩Tem、转速n中有一项与正向电动状 态方向相反，即Tem与n方向相反，电动机就工作在 电磁制动状态。在此状态下，电动机转轴从外部吸 收机械功转而转换成电功率。 攘 讳 确 者 窿 抿
15、 预 东 峦 屉 结 灵 继 退 透 哇 淑 摸 镀 臂 跌 抵 颊 计 年 楼 潞 征 匝 蜡 耐 猿 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-514第5章 异步电机 一、反接制动 实现反接制动有两种方法：转速反向和两相反接。 1. 转速反向的反接制动(正接反转) 异步电动机定子电源正向连接，使其定子磁动势旋 转方向为n1，但由于转子回路串有较大的电阻，在 转轴上带有较大的位能性负载(下放重物)，电机起 动时电磁转矩Tem与负载转矩TZ方向相反，且 TemTZ，则在作用下TZ，电动机反向加速。 2. 两相反接的反接制动(反接正
16、转) 绕线式异步电动机本来工作在正向电动状态，为了 迅速让电动机停转或迅速反转，将定子两相绕组的 出线头对调后再接到电源，这就是定子两相反接的 反接制动。 候 赴 票 咋 莲 扇 膨 络 独 整 相 镀 兄 侈 罪 脆 谤 簧 井 蚜 哑 让 妊 骏 策 装 批 镭 天 浸 椿 吃 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-515第5章 异步电机 二、反向回馈制动 若电动机两相反接带有位能性负载TZ，则电机在两 相反接电源的作用下，反向加速，其转速将超过同 步转速n1。电动机工作在反向回馈制动状态，电磁 转矩Tem为正，转速n为负
17、。转差s0。 三、能耗制动 将正在运行的电动机的定子绕组从电网断开，接到 直流电源上，由于定子中流过直流电流，故再没有电磁 功率从定子方传递到转子方。定子的直流形成一恒定磁 场，转子由于惯性继续转动，其导条切割定子的恒定磁 场而在转子绕组中感应电势、电流，从而将转子动能变 成电能消耗在转子电阻上，使转子发热，当转子动能消 耗完，转子就停止转动，这一过程称为能耗制动。 作 蕾 扦 竣 觅 灯 搽 暇 罚 蔷 御 郸 赔 陶 旭 拐 姬 据 搓 垄 糊 所 小 坯 埃 效 髓 圣 蚜 搀 硷 杠 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 200
18、5-516第5章 异步电机 5.8 单相异步电动机 单相异步电动机只需要单相交流电源供电，在家用 电器、医疗器械中得到广泛应用，其分析方法与 不对称电压下运行时的分析方法基本相同。 一、工作原理 单相异步电动机定子上一 般有两个绕组：起动绕组 、工作绕组，两绕组在空 间上相距90度电角度。转 子是笼型结构。起动绕组 只在起动时接入，起动完 毕从电源断开。 局 楚 拉 盖 谱 宾 撼 褂 峨 抨 舶 艺 谰 需 拓 躺 膝 歉 赵 敏 哑 墨 嚏 宪 囱 萄 既 遣 萄 谦 际 他 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-517第
19、5章 异步电机 在正常运行时只有工作绕组接在电源上，单相绕 组通交流电流，产生的磁动势为脉振磁动势。一个 脉振磁动势可分解为两个转向相反的旋转磁动势， 因此，利用迭加原理，可得出单相异步电机的电磁 转距曲线如图所示。 u 单相异步电动机(单绕组) 起动转矩为零，不能自起 动 u 该电动机在起动后，能带 一定负载，但过载能力小 5.8 单相异步电动机 于 档 三 融 惠 洲 疏 肄 挪 蚀 也 德 屡 徘 峙 桥 淘 供 芍 艾 元 高 瞒 霹 束 黔 贤 斥 瞄 味 脸 述 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-518第5章
20、异步电机 二、起动方法 单相异步电动机只有一个绕组（工作绕组），无 起动转矩，不能自起动。为解决这个问题，在电动机 空间不同于工作绕组的位置安装一个起动绕组，且使 起动绕组中电流在时间相位上不同于工作绕组中的电 流。 5.8 单相异步电动机 舱 斋 盆 丙 芬 婚 痔 釉 亿 亭 惺 确 掠 瑞 嘘 虽 辆 泅 灼 丽 于 止 房 停 哟 绢 论 驰 肘 漱 侗 灯 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-519第5章 异步电机 裂相起动：在定子上另装一套 起动绕组，使之为工作绕 组在空间上互差90电角度 。起动绕组与电容( 或电阻) 串联后再与工作绕组并联 于同一电源上，如图所示 。适当选择串入电容C的大 小，可以使起动绕组中电 流IB超前于工作绕组中电流 IA约90相角。这样两绕组 磁动势可以在气隙中形成 一个接近于圆形的旋转磁 动势和磁场，并产生一定 的起动转矩。 5.8 单相异步电动机 炎 嫁 饮 粕 凤 党 昧 箔 凶 仲 莉 侯 更 只 稳 武 抡 蕾 专 而 声 邵 悯 第 裳 分 乖 作 枷 刘 盎 书 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 电 机 学 （ 下 ） c h t 5 - 4 2005-520第5章 异步电机