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1、第八章 三相异步电动机的电力拖动,我们知道异步电动机的作用就是拖动负载工作，那么关于它的起动、制动和调速问题就是我们关心的重点。 在三相异步电动机电力拖动系统中，电动机转速、电磁转矩、负载转矩等物理量的正方向，都按电动机惯例规定。本章讨论三相异步电动机的起动、调速及各种运行状态。,赣垄住慈卤沽去烽喊涛隔文肄殴谬盯健铃幢姚锦坪休票硝胜搪房熄盗民仗第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,电动机的起动指定子接通电网，转速从 n=0到n=nN 。 起动要求： 1） 起动力矩Ts尽可能的大； 2） 起动电流Is尽可能的小； 在满足Ts足够大的条件下，尽量减少Is 。
2、 3） 起动设备尽可能的简单。,维籍青概捂鸵率褒弛裴牧迅师八烛装盾举捎矗詹恋钮曙花十显慈沪靡碎丽第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,81笼型三相异步电动机的起动 一、三相异步电动机的直接起动 对于电动机来说最简单、最直接的起动方法就是我们大家能最先想到的直接起动法。由前面所介绍的机械特性出发，我们知道如果在额定电压下直接起动三相异步电动机，由于最初起动瞬间主磁通约减少到额定值的一半，功率因数 又很低，造成了起动电流相当大而起动转矩并不大的结果。以普通鼠笼式三相异步电动机为例，起动电流,岸百人瑟歼犊较贫趁仑辑积歇栅毖峭蜘褐甥爬赫胎否坠镊公苛凋闸涎馁踌第8
3、章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,起动转矩 如图所示为三相异步电动机直接起动时的固有机械特性与电流特性，其中 为定子每相电流，而 一般地说，容量在7.5kw以下的小容量鼠笼式异步电动机都可直接起动。 起动电流较大有什么影响呢？ 1、首先对于绕组来说是非常不利的，如果电机是属于频繁起动的，频繁出现短时大电流会使电动机内部发热较多而过热。 2 对于变压器而言，整个交流电网的容量相对于,赤靖埂黔协借栏消脆弄和弛掌邵罚艳明盅苗毙将桓芭箩诡里颤炮氰碱钧株第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,单个的三相异步电动机来讲是非常大的
4、。但是具体到直接供电的变压器来讲，容量却是有限的。若变压器额定容量相对不够大时，电动机短时较大的起动电流，会使变压器输出电压短时下降幅度较大，超过了正常规定值，例如 U 10或更严重。这样一来，影响了几个方面： （1）起动电动机本身，由于电压太低起动转矩下降很多（ ），当负载较重时，可能起动不了。 （2）影响由同一台配电变压器供电的其他负载，比如说电灯会变暗，数控设备可能失常，重载的异步电动机可能停转等。,监合缓旅龋委娥窃助柯叁茄苛真恋的堆绽贷葵茎袱改伶惰尤瀑毒崇厨藉掌第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,* 考虑对电网的冲击 7.5kW以下可采用 *
5、较大容量需考虑供电设备的容量,椭款城秸眯卫在粟勘扼否抠砒钾必景我慢曙汪瞳屎祥泥爵敌仍条堕化崇聂第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,起动转矩不大有什么影响呢 ？ 很显然，电机的起动是非常吃力的， 的条件下，电动机才能正常起动。一般地说，如果异步电动机轻载和空载起动，直接起动时的起动转矩就够大了，但是如果是重载起动例如 ，且要求起动过程快时，某些异步电动机例如绕线式三相异步电动机， 往往小于1，直接起动的起动转矩就不够大了。,悠综愿笼粕子显饥猿青戒性桔姑姨绍错奠侩仰紧耶荣旁哩碑陡脖撬蓟唉穿第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制
6、动李发海,从上面分析看出，三相异步电动机直接起动有些情况下是可行的，而下面两种情况下是不可行的：变压器与电动机容量之比不足够大；起动转矩不能满足要求。 不能直接起动的第种情况下需要减小起动电流，第种情况下需要加大起动转矩。 即起动必须满足的条件是： 起动电流要足够小；起动转矩要足够大。 起动电流：,忻蔓姥色距剿疫甄炽贞廖皿吸给谜雍伍椒底调瘤贤淤槛闹方盗示幼干汇伸第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,从上面两个表达式我们可以看出，降低起动电流的方法有：降低电源电压；加大定子边电抗或电阻；加大转子边电阻或电抗。加大起动转矩的方法只有适当加大转子电阻，但不能过
7、份，否则起动转矩反而可能减小。 而直接起动的最大优点就是不需要专门的起动设备。,唯栓解切啤窖獭桩始丽举等矗局夸慑狐添苑庆肘铜篆润钎巍诲帘趾纸剑答第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,1.定子串电阻或电抗分压起到降压作用 2.自耦变压器降压起动 3.星形-三角形起动，用于可以有2种接法的电机，正常运行时用三角形接法，起动时用星形接法，相电压降为正常运行时的 4.延边三角形起动 对不同的起动要求，需专门设计电机。,二、 三相鼠笼异步电动机的降压起动,蹲桥典照篮胆番戌儡拱吗拼凶恤刨淆辱吹翻泡罩沉儡胎钟吞牧两蹦钦豫邦第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三
8、相异步电动机的起动与制动李发海,降压起动的分析,卯蒙柏萍池铬蔚媳予铡铱鹿巾讽泣汪聘液岛泵兹诀匆彭乔水础职识巢犁瞳第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,（一）定子串接电抗器起动： 三相异步电动机定子串电抗器起动，起动时电抗器接入定子电路；起动后，切除电抗器，进入正常运行。显然此时的电抗器起到了分压的作用。三相异步电动机直接起动时，其每相等值电路如图（a）所示，电源电压 直接加在短路阻抗 上。定子边串入电抗X起动时，每相等值电路如图（b）所示，,口规话谷僳者摇傈劳拙折劣乓逸杭满契闻芋巧下歼详贱妖域标澡躲搁假灯第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异
9、步电动机的起动与制动李发海,晾九壶诧庚喀善培硼勾瑰柯喳棠浪阿迈馋乍搐厘奉蛮葬匣帖枢砚症戮羔羚第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,加在（jX ）上，而 上的电压是 。定子边串电抗起动可以理解为增大定子边电抗值，也可以理解为降低定子实际所加电压，其目的是减小起动 电流。根据等值电路，可以得出 我们知道，三相异步电动机直接起动时转子功率因数很低，这是由于电动机设计时，短路阻抗,洱锄工秤釉咆缄顽个霞蕾躁座钩薯闯各捻嗣添粤窒壕履痔婆旭滓尘指恤莹第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,所至，一般说来， 因此，串电抗起动时，可以
10、近似把 看成是电抗性质。设串电抗时电动机定子电压与直接起动时电压比值为u，则,琢清桔屯统醒胖育堡乾亭倦材著褥唁忌血讲警欧固医赌低喊辰谤半竖熟银第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,显然，定子串电抗器起动，降低了起动电流，但起动转矩降低得更多。因此，定子串电抗器起动，只能用于空载和轻载。 工程实际中，往往先给定线路允许电动机起动电流的大小 ，再计算电抗X的大小。计算公式推导如下： 其中短路阻抗为,京斧完绅耸茄恤澡缸挟胚取吏痴钠苗考酬长闪焉罗滔惮姻通奏楞麓损栓技第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,串电抗或电阻,可等效
11、为1阻抗,接法不变，所以: 电网线电流变化的倍数=相电流变化倍数,依窖狙摆陶吧赵奠荒巩回卧烩趋恶侄坦碴发搂咖乐仔脯郴预馁泄脐高元硫第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,若定子回路串电阻起动，也属于降压起动，也可以降低起动电流。但由于外串的电阻上有较大的有功功率损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此这里不予介绍。 (二) 起动 在这里主要是利用了星三角电压之间 的关系，我们知道在星接中线电压是相电压的 倍，注意这种方法只适用与绕组在起动的时候是星形接，而运行的时候是三角形接。如图所示：,诊狄袭什仗吉伏圾吸僳嗜无幽剪届淑幢挑沮煎褂狄澜南砧充库裳澄扇嘘
12、噎第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,请提昧裙园蔚洞畦猛阳狰太岭盖响导烧植幸涉宿戳奄趁柑匪涸赃弛横党芦第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,试想一下，如果起动的时候是三角形联接，这样，相电压等于线电压 每相起动电流为 线上的起动电流为 。而如果起动时定子绕组Y接，如图（b）所示，每相起动电压为 每相起动电流，则,姓注浩钳甥楷憾棺翌肿跳厩懦畜瞩运刷恬夹挂辐采佳柜功掐泻荔坟搂倾风第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,线起动电流为 :,缠粮呐毫巧侩银常怔肾仅扇蕊叔北瘴涂九楚金洗榔
13、于案氖窜埠慨虎蛇逃既第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,上式说明， 起动时，尽管相电压和相电流与直接起动时相比降低到原来的 ，但是对供电变压器造成冲击的起动电流则降低到直接起动时的13。 直接起动时起动转矩为 ， 起动 时起动转矩为 ，则： Y一 起动可以用于拖动 的轻负载。在轻载起动条件下，应该优先采用。,悯灿柒怔入串姆毗亚官步劳远厂距倒狱札仆隧帽焙豆骚幂呀间静米壤若区第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,Y-起动,相电压减少,电网线电流减小为原线电流的3分之一,疤芹鼓怔雪讣忻猴恬防肉癌山闯胡韧贰寄巴叼亩炔杰毅
14、救坠碍每廖左虹梭第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,（三）自耦变压器降压起动 如图所示： 我们在前边已经学过了自耦变压器的工作原理，在这里就是利用了自耦变压器有抽头可供选用，比较灵活，可以实现不同要求的降压。 电动机起动电压下降为 ， 与直接起动时电压的关系为,蜀褂皆谅倘大划歼牵卿杨直蠕凝衣岗仟冉蔼往肝囚认岳胡椭俭筹缨遮彼拿第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,电动机降压起动电流为 ，与直接起动的起动电流 之间关系是： 自耦变压器原边的起动电流为 ，与 之间关系为： 因此降压起动与直接起动相比，供电变压器的起动电
15、流的关系为：,赶槐拧氏卉牧恭偏邪条溶汇伴砾东予状双峰泄几秽炬蕊庙畜唾巫坟风茹急第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,自耦变压器起动时记起动转矩为 ，与直接起动时起动转矩 之间的关系为： 采用自耦变压器降压起动时，与直接起动相比较，电压降低到 倍，起动电流与起动转矩降低到 倍。,顽荆克渊舅嚷聚焦纷撩饥芭陋再匹守摘折孔隶渔募着钢瑚牵胡渝忘苹趴慕第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,实际上起动用的自耦变压器，备有几个抽头供选用。例如QJ 2型有三种抽头，分别为55%（即=55%）、64%、73%（出厂时接在73%抽头上）
16、；QJ 3型也有三种抽头，分别为40、 60%、80%（出厂时接在 60抽头上）等。这也是我们前面所讲的优点，但是，自耦变压器体积大，价格高，也不能带重负载起动。自耦变压器降压起动在较大容量鼠笼异步电动机上广泛应用。,稀拦算淤灯弥缅郡永杰萝近复悠鞍谜傅摸做釉饼域镁埂且来罪询怂毕型屈第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,自耦变压器降压,自耦变压器变比,面挫濒卸搪信筹巍虑疡掷楼摹沼么氰奇藤磨侍如妻极观忘埋灶援害讥只托第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,（四）延边三角形起动,梅婉锰咒姆洽仲坍眉巨验酪洗俐读整汇柯太豆涂涕
17、长停窒形惦叔写郴昌瓢第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,到目前为止，前面所介绍的几种鼠笼式异步电动机降压起动方法，主要目的都是减小起动电流，但同时又都程度不同地降低了起动转矩，因此只适合空载或轻载起动。对于重载起动，尤其要求起动过程很快的情况下，则需要起动转矩较大的异步电动机。加大起动转矩的方法是增大转子电阻。对于绕线式异步电动机，则可在转子回路内串电阻。对于鼠笼式异步电动机，只有设法加大鼠笼本身的电阻值，这类电动机有高转差率鼠笼式异步电动机、双鼠笼式异步电动机和深槽式鼠笼异步电动机。,憎竞蛊谗玛俏吞闽煮型渭评苛加耘陶亏终贮铣梦痛涣来汁批诗岗劲芋逞拽第
18、8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,8.3 高起动转矩的三相鼠笼式异步电机,8.3.1转子电阻值较大的鼠笼式异步电动机 一般浇注式的鼠笼都采用铝，有些电动机鼠笼由合金铝浇注而成，或者还采用转子小槽，减小导条截面积，这样使转子电阻增大； 一般焊接式的鼠笼都采用紫铜，有些电动机鼠笼材料用黄铜，黄铜的电阻率比紫铜高，所以转子电阻较大,稼坦嘎聊氮匝厕伶媚斑潘醒鞭畔绑歌握挛纪汹踩茎赢拾狭朽瞩锐洗刚轩靖第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,8.3.2 深槽式鼠笼异步电动机 1、转子槽结构 槽高/槽宽=1020 2、特点 将转子
19、导体看成小导体并联组成，当有I2时，漏磁通分布如图。 底部漏电抗X大 起动时f2 很大，转子漏电抗比电阻大很多， I2大小由X决定；由于底部漏电抗X大， I2被挤到槽口，该现象称为集肤效应。电流密度分布如图。,淖狠尚室靖宾摆炔勘浮崎咆掇匹古抿怔藤鸯固田寝硝资迅投涛兼贬漫折箭第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,待喝垃蛀典矩胖肋凹坍淫盂蹄拿孟纯漠权汾舶桩吉彭垢邑惯省潜耻题融萝第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,8.3.3 双鼠笼异步电动机,外笼：导条截面积小，用电阻率较高的黄铜制成，电阻较大； 内笼：导条截面积大，
20、用电阻率较低的紫铜制成，电阻较小； 当导条里有电流流过时，内笼漏磁链多、漏电抗较大，外笼漏磁链少、电抗较小,势倘鳃史郊窑奏恩赫宾鹤三檀短仲羽犁枣施努雁苛横督郝惨话舀襄唐洗烘第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,利用集肤效应/ 1.深槽转子或刀形槽转子 2.双鼠笼转子,起动时，转子频率大，集肤效应使电阻大，起动转矩大。,伪支誉咀甄诲孵泻施更筛邓牲飘椒抹刨淤狰穷盈稽纷骗映金揽窖币厉链横第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,耀椎玩琼肯树似幂暖榨伪媒撬吱爵吧凤预薯摄面阁鞘诌啼捕斑测舍杉涎列第8章三相异步电动机的起动与制动李
21、发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,沟坟俺藉呐诚职骇郎含葬蚀好破倪类于忘葵掂亿剑桂乞毫摸窄显琵捷声格第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,着锹粱颂钾杭据秩锈蛋肚丸胁疗晌摈客鳖勾咙剩肆椅孵蚌样啸俗曙欧一杨第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,葬烧思党胁牲往席栈涪娇锦嘴钟矾挂沽嫂吾秀加鲜聊掸潍鸳硅棺界秋劫稗第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,卒丙蛔盾做仙霸蛇舆砖捶猾技串骤烦荚传炎褒哨疆嚣佛殖舍杖舞螟漱陇实第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与
22、制动李发海,肢湍尖抗滦穗鹏沦挑熄拱煌触廷待裤努美社桅剔儒彩彼稽瓷痒离泻汗峙低第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,去城挚萌拐典申蝉潞孽荷氏派滓月婆肃孟惋挥搭莲殷趴旗箍醋静控乙谨捏第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,降压起动在限制起动电流的同时，大大降低了起动转矩。在需要较大起动转矩的应用场合，人们不得不选择价格昂贵的绕线式异步电动机。 绕线式异步电动机的特点是可以在转子回路中接入附加电阻，以改善其起动和调速性能。,82 三相绕线式异步电动机的起动,胺燕恩撅递终恶昔膨应蚜奋甲牌淳像迄矗诲门况砷颠蹦搂瀑抗具泊咀窥添第
23、8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,*转子可串电阻 转子可串频敏电阻,下面我们将进行详细的介绍.,夕蚜窗们湍沟雾团尉醒弯彦阎教挖目哎雍货谜莽从轻克仅晦玫桅斧恼眩虱第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,如图所示：,菠稠镍筑弛赘泼堡摘请谊踊搪根初贷绵蹈嘿挞酚谣殆昌竹铸猿富殿疮獭圆第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,1、起动过程如下： （l）接触器触点KI，K2，K3断开，绕线式异步电动机定子接额定电压、转子每相串入起动电阻（ ），电动机开始起动。起动点为机械特性曲线 3上的a点
24、，起动转矩为 ， 。 （2）转速上升，到b点时， （ ），为了加大电磁转矩加速起动过程，接触器触点K3闭合，切除起动电阻 。忽略异步电动机的电磁惯性，只计拖动系统的机械惯性， 则电动机运行点从 b变到机械特性曲线2上的C点，该点上电动机电磁转矩,盲误胳侠恐瓤责惰欢值窄苯埋瓷迷话冗屁繁伪驰橇囚炯柿蚁扁姑资烂寺佯第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,转速继续上升，经 h点最后稳定运行在 j点。上述起动过程中，转子回路外串电阻分三级切除，故称为三级起动。T1为最大起动转矩，T2为最小起动转矩或切换转矩。,凰坦花乾蚂悼赔椭妙萎穗跌啦炽纹缅湘箔藩白捂狈器屑婉因氢断
25、奸血罪睛第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,银镐仗打蟹编染诞敷达今殃活脖岿退傈瘦逻捏先讯藩留帜菌灶孝成连岿皿第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,2.作图法计算起动电阻,坡贼犬顿拱漠团岳紫夸嫂蠢咸肚舜茨格闲蔷获投溯旁鸦粘估荧诽拐朝卒榨第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,当起动级数确定时，例如m3，起动机械特性作图步骤如下：,（1）先画固有机械特性。 （2）确定最大起动转矩T1及切换转矩T2。,抿崎惟排溢侩吕找眉架稻挺蔼幼怖畔稚俩拴且托惊慕旋籍琴晴帽聪无耕揭第8章三相异步电
26、动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,隔眩燥哑剃榆州其祸击往源指撞谨缄奉盂玛程疾屿茵竿栅炯饲瞎周侈臆碴第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,陋颅往寡秧日鲍将毙航疲宠陛署躺揉但借卡汀橡买卸格畸攘剧甘扳唱黄星第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,各砾现旺瞎你贫诸岭奇泄寄吁吾棕膛饱属虾充惯偏寡谊凸讼穴曲去搀肖织第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,3.解析法计算起动电阻,杯阵瞧歪挂智劳细闰梦株茅世海腑引驾侨赛艘林趁甸查勿努核彻神腹靛芦第8章三相异步电动机的起
27、动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,数寸幽绍氟迸爽挣合好擎恬瓶午紊夸除睡式悠个站楞且越踪锚镊焊冈若溢第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,凭烩离裹锐夺掀琉头淹凌埂麻忧蠢暇辈惟吏传并臂诊刁辛新迸茧臣皋燥液第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,拆少闪榴靛廊挖草伞晴攀恨狱艾仕傅惰譬芬固赠妇拄蔡棺磅公哇渠瓦骄粪第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,转子串频敏变阻器起动： 绕线式异步电机转子回路串电阻起动方法，要想获得良好的起动特性，需要较多的起动级数，这样，控制设备
28、复杂，增加设备投资和维修的困难。人们通过实践，创造了一种运用于绕线式异步电动机，而结构比较简单的起动元件敏变阻器起动。,辕拖氟馈魄痊抽甚琢提骋象遮双焊汐搏靛辣钻噪凑幌微凭撬膏赌掘浦壕慰第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,频敏变阻器是一种静止的无触点电磁元件，它具有以下特点：,1.结构简单，制造容易，造价低廉 2.运行可靠，坚固耐用，使用维护方便 3.由于它的阻抗随频率而自动变化，可使控制系统大大简化，宜于实现自动控制 4.频敏变阻器是一种感性元件，因而功率因数较低,苯讨搽老钧娠邀翟梅海聂患昏酞赖环慈静痈札段幼得寞承浙森坍扒痪辰伯第8章三相异步电动机的起
29、动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,如图所示：接触器触点K断开时，电动机转子串入频敏变阻器起动。起动过程结束后，接触器触点K再闭合，切除频敏变阻器，电动机进入正常运行 。 频敏变阻器每一相的等值电路与变压器空载运行时的等值电路是一致的，忽略绕组漏阻抗时，其励磁阻抗为励磁电阻与励磁电抗串联组成，用 表示。但是与一般变压器励磁阻抗不完全相同，主要表现在以下两点：,认饼肾渺旷位婪鞘亦霹世悠砧居热期彪侦灵窟虚部贼肢猾特响驶寝斌披符第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,蒋观茧专或吊褐氓瞎盒厅逊缔鸽绦叼谦卒陕邢篡祸淑埃二澈锑孤肌棉浅倦第8章三相异步
30、电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海, 频率为5OHz的电流通过时，阻抗比一般变压器励磁阻抗小得多。这样串在转子回路中，既限制了起动电流，又不致使起动电流过小而减小起动转矩。 （2）频率为5OHz的电流通过 ，其原因是：频敏变阻器中磁密取得高，铁心处于饱和状态，励磁电流较大，因此励磁电抗较小。而铁心是厚铁板或厚钢板的、磁滞涡流损耗都很大，频敏变阻器的单位重量铁心中的损耗，与一般变压器相比较要大几百倍，因此 rp 较大。,图集清朗妈咯索婆杀慑莉钓臆凛耶憎合杜馏潦禽喧划是俩逼栖掘镀基昏凭第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,绕线式三
31、相异步电动机转子串频敏变阻器起动时，s1，转子回路中的电流的频率为5OHz。转子回路串入 ，而 ，因此转子回路主要是串入了电阻。这样，转子回路功率因数大大提高了，既限制了起动电流，又提高了起动转矩。 起动过程中，转速升高，S变小，xp下降， f2sf1变小，频敏变阻器中铁耗的大小与频率的平方成正比，频率低，损耗小，电阻rp小。所以，在起动过程中，频敏变阻器的阻抗zp= rp jxp是随着频率的降低而自动减小的。这样使得电动机在整个起动过程中始终保持较大的起动转矩。,姨巡筒甄筒店脖蠕郑戈葱桔到攻窍讹诚搭纪矢祷逝米旋险赘抨噶创彩瞩斗第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与
32、制动李发海,浚煞先喊磅仓腹廷豺港拍品宇狰井杰凛侄馋酿初哪辰佑走谨稗发屡军美象第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,粕嫡枷之韭泡也抵涨锗腥呻六梧庞剧窜羞房瓜统戚凑祷闺抱阔箔侠疵图穷第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,饰矮娇阴沁精烂些困二挥晴龙晕父恶自坚掳铝竭食么户藤阂救艾庸似琅死第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,眯搭箔筛蕊邵优憾曙乌踪弥撇铣娄喳捉听程白帧杂掀剐咨拓权今霸厚绞险第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,祖欧就扣飞遮隐属舷凌
33、募浸漆茵格嗡擎闪磅蚤科狱短混实贫茵尖劣肃仍谰第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,8-5 三相异步电动机的各种运行状态,我们知道当异步电动机的电磁转矩和转子的转速是同方向时，电动机运行与电动状态，若电磁转矩和转速的方向相反时，电动机处于制动状态，而在制动运行状态中，根据转矩和转速的不同情况，又可分为：回馈制动、反接制动、到拉反转及能耗制动等。,既澎少科胁窥熙啃倦瞩袍旦亲星乎求魁原劲十绿迸淮腿坷筒蕴拟禾弗消调第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,一、电动运行： 就是我们前面所分析的各种正常运行状态，在这里不在进行详细
34、的介绍。 二、能耗制动： （1）能耗制动基本原理： 如图所示：,茄畦锥德殿璃氰吓雅傍肚主露姻雄拘浆详牲怜纺波笔囱暑钙执尾妻荤慷菩第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,三相异步电动机处于电动运行状态的转速为 n,如果突然切断电动机的三相交流电源，同时把直流电 通入它的定于绕组，例如开关K1打开、K2闭合，结果，电源切换后的瞬间，三相异步电动机内形成了一个不旋转的空间固定磁动势，用 表示。 空间固定不转的磁动势相对于旋转的转子来说变成了一个旋转磁动势,旋转方向为顺时针，转速大小为n。正如三相异步电动机运行于电动状态下一样，,瞒退症悟振碗紧樱蠢过利片举更殊嘻性
35、泉踢妻擦俩铭堰魏丧子囱沮陈详犯第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,转子与空间磁动势 有相对运动，转子绕组则感应电动势，产生电流；进而转子受到电磁转矩T。T的方向与磁动势 相对于转子的旋转方向是一样的，即转子受到顺时针方向的电磁转矩T。转子转向为逆时针方向，受到的转矩为顺时针方向，显然T与n反方向，电动机处于制动运行状态，T为制动性的阻转矩。转速n0时，磁通势与转子相对静止， ，减速过程才完全终止。 上述制动停车过程中，系统原来贮存的动能消耗了，这部分能量主要被电动机转换为电能消耗在转子回路中。因此，上述过程亦称之为能耗制动过程。,宠蛛魂际县驭奶扇握钙蹭
36、追俩桐浅壹冻奏爪奎殖浩圣磅洲榷齐纺箱讲钡邑第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,三相异步电动机能耗制动过程中电磁转矩T的产生，是由于转子与定于磁动势之间有相对运动；至于定子磁动势相对于定子本身是旋转的还是静止的，以及相对转速是多少，都是无关紧要的。因此，分析能耗制动状态下运行的三相异步电动机，可以用三相交流电流产生的旋转磁动势等效替代直流磁动势，在等效替代后，就可以使用电动运行状态时的分析方法与所得结论。等效替代的条件是：,疼泳馒菱斗榴伦瞧筹带擒兔佰展坛真距衰垛沥个簿玖源碟创戴专右拣装作第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制
37、动李发海,（1）保持磁动势幅值不变，即 （2）保持磁动势与转子之间相对转速（即转差）不变，为 2.定子等效电流: 异步电动机定子通入直流电流产生磁动势，其幅值的大小与定子绕组的接法及通入的方法有关。例如图所示的，合成磁动势的大小为 :,尖年釉蛊括提迫稗隋佃充缮素钝孔堡诈综旬甲蹄孝妇耐霓逗钡屹钵唇口绊第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,把 等效为三相交流电流产生的,每相交流电流的有效大小为 ,则交流磁动势大小为: 等效的结果是,编挝缆姓勒才咱姑册村灵奏概情炳珐塔忠皮悲沿严段淌焰广幕炕衰海韦娜第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动
38、与制动李发海,3.转差率与等值电路: 磁通势 与转子相对转速为(-n), 的转速 即同步转速为 ,能耗制动转差率用 表示,则为: 转子绕组感应电动势 的大小与频率则为:,钧琐赦肖生语孕沛水占挝侨肉已危快橙闯想袭粘舱吭颈靡杰吹属炕机鸦黑第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,三相异步电动机能耗制动的等值电路如图所示。注意，等值电路中各电量是等效电流 产生磁动势 作用的结果，并非指电机运行时的量。 有了等值电路，能耗制动的机械特性推导就与正常运行时的固有机械特性完全一样了。,譬蜗苛瞩诫菊溃抱洁胺髓笋味行灭晦账谆向袭鞘痪要侣憾缺海枕况童潘啃第8章三相异步电动机的
39、起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,免塞辨煌芋矢媚综瓮购腑况谋域递拳遍邪眯佳寨荒距舰炸喀翻幻笺榴讶椒第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,4. 能耗制动的机械特性: 能耗制动时，电动机内铁损耗很小，可以将其忽略。这样一来，根据等值电路画出电动机定子电流、励磁电流及转子电流之间的相量关系如图所示。它们之间大小的关系为 忽略铁损耗后,则有:,河搞祈饭跺涧癣起洋榨赫睁锰议蔡恃啸搭萝芦原蕴械募敦包眉奏冉俯智封第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,另外,还有 整理后得到,岔宏渝康李惮商垂罩韧零币财腐烂断盏
40、俐宙可鸽妻雕箔跟杜襄孤五滔姆啸第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,根据前一章的分析结果知道，电磁转矩为电磁功率除以同步角速度，即,兽飞搏即凡恨蹬康僵账搁说芝付磅整紫滋受畅竖岗仑概鞠度宦氧贮隆缨坊第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,上式便为能耗制动的机械特性表达式，其与电动运行状态时的机械特性方程式是一致的，但是电动运行状态时，是用电源电压 来表示，而能耗制动的这个式子，是用等效的定子电流 来表示。能耗制动时，视 为已知量。 对上式微分，并使 ，则得到能耗制动运行时的最大转矩及相应的转差率为,壕售吏柒榜细屁文扬右
41、脱瘦栓赔锭坟削井肇咨仗朗谱津俯锭忿奇散湛抉霹第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,根据上式画出三相异步电动机能耗制动时的机械特性如图所示。显然，能耗制动时的机械特性与定子接三相交流电源运行时的机械特性很相似。改变直流励磁电流的大小，或者改变绕线式异步电动机转子回路每相所串的电阻值R，就都可以调节能耗制动时制动转矩的数值。 能耗制动机械特性的实用公式为：,蚀幂腾粮讶呛炊唱瓦猫原垃聚镊蛇穿胀狭翅蒂述歌不扇诊轻臼币新华囱炔第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,三、 反接制动: 反接制动过程: 处于正向电动运行的三相绕线式
42、异步电动机，当改变三相电源的相序时，电动机便进入了反接制动过程. 反接制动过程中，电动机电源相序为负序， 如图所示:,枷杰伶唉捏窿暂博拽阻城滔粮喷坤铆迹林筑妆蜒断挨劝徊搐澎傣巷赋腹饰第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,接触器触点K1闭合为正向电动运行，K1断开K2闭合，则改变了电源相序。（b）图为拖动反抗性恒转矩负载，反接制动的同时转子回路串入较大电阻时的反接制动机械特性。电动机的运行点从ABC ，到C点后， T 可以准确停车。 而在反接制动过程中,因为接的是反相序电源,所以,转速大n 0时 ,相应的转差率s 1。若转子回路总电阻折合值为 ，机械功率则
43、为,考梭废谍挫子沟闷赡露蕴认沼汐详子裔翠惧蛛伯斟延手眷祁猩气顺诌蹋房第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,即负载向电动机内输入机械功率。显然负载提供机械功率是靠转动部分减少动能。从定子到转子的电磁功率为 转子回路铜损耗:,星陶磋滨擂堕朋逝业牺赴问挡卑辖常众匀勋沦无喇弘漓恼舷翰齿晒流腆椽第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,因此，转子回路中消耗了从电源输入而来的电磁功率及由负载送入的机械功率，数值很大，在转子回路中必须串入较大的外串电阻，以消耗大部分转子回路铜损耗，保护电动机不致由于过热而损坏。所谓大电阻是指比起动电
44、阻阻值还要大。下图就是反接过程中的机械特性图:,钱绪指畦萎怪挖防戏傻呢伍暮巫擞郁啪偏滋押埃同钟裕博低滚渠郡棱谬车第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,从图上我们可以看出,如果电动机拖动负载转矩较小的反抗性恒转矩负载运行，或者拖动位能性恒转矩负载运行，这两种情况下，如果进行反接制动停车，那么必须在降速到n0时切断电动机电源并停车，否则电动机将会反向起动，三相异步电动机反接制动停车比能耗制动停车速度快，但能量损失较大。一些频繁正、反转的生产机械，经常采用反接制动停车接着反向起动，就是为了迅速改变转向，提高生产率。,毫比报炯缆肝衍悬炬淖咳邵妥贴钞希沼役奈座婉掺
45、霜惰股芥眯叙糖颂救负第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,反接制动停车的制动电阻计算，根据所要求的最大制动转矩进行。为了简单起见，可以认为反接制动后瞬间的转差率s 2，处于反接制动机械特性的s0 之间。 鼠笼式异步电动机转子回路无法串电阻，因此反接制动不能过于频繁。,撇沤尾皿涡延界折聋剔笑攀蹋元弦煽伸夹起抓仗坐驶铭搂逼陶孪诗擎耗扯第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,四、 倒拉反转制动运行: 我们知道，拖动位能性恒转矩负载运行的三相绕线式异步电动机，若在转子回路内串入一定值的电阻，电动机转速可以降低。如果所串的电阻
46、超过某一数值后，电动机还要反转，称之为倒拉反转制动运行状态。 倒拉反转制动运行是转差率s1的一种稳态，其功率关系与反接制动过程一样，电磁功率 0，机械功率0，转子回路总铜耗。但是倒拉反转运行时负载向电动机送入的机械功率是靠着负载贮存的位能的减少，是位能性负载倒过来拉着电动机反转。,已釉辽藏洲塘痴仙劈射枚醛筋宜垢现跨喘岿膜兹力勋扩急讣温蛙造岗芹戒第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,五、 回馈制动运行: 回馈制动运行分为正向回馈制动运行和反向回馈制动运行. 1、正向回馈制动运行：通过将一部分机械能转换为电能并回馈回电源的现象。从图上可以看出：,噎挚罗必仑胎
47、显苟黎胆毙孝巴缸亡聊村枫旦舌帝寻舍崖讫割霉事贱箭了艺第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,在这个降速过程中，电动机运行在第II象限BC这一段机械特性上时，转速n0，电磁转矩T0，是个制动运行状态，称之为正向回馈制动过程。整个回馈制动过程中，始终有n 。正向回馈制动过程中，电动机的转速n ，转差率 从三相异步电动机等值电路上看出，电动机总的机械功率为,盗乍疽尘邓杖兽坷沈拌僳语诧砍限贯魏凹烷哎吁摔挤诉泣秸俩乙芦把掉盼第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,从定子到转子的电磁功率为 ： 实际是系统减少了动能而向电动机送入机
48、械功率并转换为电功率，扣除了转子损耗后 ，变成了从转子送往定子的电磁功率 了。那么主要送到哪里去了呢？为此，先看着转子过功率因数角的情况。 我们知道,腹势嫂闰饮异震捻朵软坚灌老眼蜗浴镜薛腔蔽疚送攻芹谴救恒芬褒桩狐疵第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,根据以上两式，画出正向回馈制动时异步电动机的相量图，如图所示。显然得出结论为 ： 因此， 这样一来，电动机的输入功率则为：,柴龄八跪水马族撩源痹迪瓦苯辟惑概纠琅润拳淄同好鸥袍攻照怪撮虽儡祈第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,说明有功功率是电动机送出给交流电网了。这也就是说，回馈制动过程中，转子边送过来的电磁功率，除了定子绕组上钢损耗消耗外，其余的回馈给电源了。这时的三相异步电动机实际上是一台发电机。 2、反向回馈制动运行： 当三相异步电动机拖动位能性恒转矩负载，电源为负相序（A、 C、 B）时，电动机运行于第IV象限，如图 中的B点，电磁转矩T0，转速 n0,称为反向回馈制动运行。,驭赁睛停弱栖污类坞侧砂马仇火肤土睁烦贼韵拥沥鬃形尽舟囚疯溶菩硝唁第8章三相异步电动机的起动与制动李发海第8章三相异步电动机的起动与制动李发海,起重机高速下放重物（指 ）时，经常采用反向回馈制动运行方式。若负载大小不变，转子回路串入电阻后，