三相異步電動機(jī)起動調(diào)速和制動

《三相異步電動機(jī)起動調(diào)速和制動》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《三相異步電動機(jī)起動調(diào)速和制動（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 三 相 異 步 電 動 機(jī) 的 起 動 、 調(diào) 速 和 制 動當(dāng) 定 子 的 對 稱 三 相 繞 組按 規(guī) 定 的 接 線 方 式 ；定 子 不 經(jīng) 任 何 阻 抗 直 接 加 額 定 電 壓 、 額 定 頻 率的 三 相 電 壓 ；轉(zhuǎn) 子 回 路 不 串 任 何 阻 抗 ， 直 接 短 路 。這 種 情 況 下 得 到 的 n f（ T） ， 稱 為 固 有 機(jī) 械 特 性 。 TS固 有 機(jī) 械 特 性 的 特 殊 點(diǎn)固 有 機(jī) 械 特 性 的 特 殊 點(diǎn) ：1. 起 動 點(diǎn) A： 該 點(diǎn) S 1；2. 臨 界 點(diǎn) B： 該 點(diǎn) S Sm；3. 額 定 點(diǎn) C： 該 點(diǎn) S Sn；4.

2、同 步 點(diǎn) D： 該 點(diǎn) S 0， 又 稱 理 想 空 載 點(diǎn) ； S=0S=1 TstSn TnSm Tm 三 、 人 為 機(jī) 械 特 性人 為 地 改 變 電 動 機(jī) 的 任 一 個 參 數(shù) （ 如 U1、 f1、 P、 定 子 回 路電 阻 或 電 抗 、 轉(zhuǎn) 子 回 路 電 阻 或 電 抗 ） 的 機(jī) 械 特 性 稱 為 人 為機(jī) 械 特 性 。1. 降 低 定 子 端 電 壓 的 人 為 特 性 ；2. 改 變 轉(zhuǎn) 子 回 路 的 電 阻 的 人 為 特 性 ；3. 改 變 定 轉(zhuǎn) 子 回 路 電 抗 的 人 為 特 性 ；4. 改 變 極 數(shù) 后 的 人 為 特 性 ；5. 改 變

3、 輸 入 頻 率 的 人 為 特 性 ； 221221 22111 )()(1 XXRR RUmTst 起 動 轉(zhuǎn) 矩 ： 221211 2111max 21 XXRR UmT最 大 轉(zhuǎn) 矩 ： 22121 2 )( XXR RSm 臨 界 轉(zhuǎn) 差 率 ： S T 改 變 定 子 電 壓 的 人 為 特 性TS 改 變 轉(zhuǎn) 子 電 阻 的 人 為 特 性 TS改 變 定 子 電 抗 的 人 為 特 性 人 為 特 性 曲 線 三 相 感 應(yīng) 電 動 機(jī) 的 起 動起 動 性 能 包 括 ： 起 動 電 流 倍 數(shù) Ist/IN; 起 動 轉(zhuǎn) 矩 倍 數(shù) Tst/TN; 起 動 時 間 起 動

4、時 消 耗 的 能 量 起 動 設(shè) 備 的 簡 單 和 可 靠 ； 起 動 的 過 渡 時 間 異 步 電 動 機(jī) 直 接 起 動 時 的 問 題 ： 電 流 大 但 轉(zhuǎn) 矩 并 不 大 。2 21221 11 22 )()( cos XXSRR UI ICT mMem 起 動 時 ， S 1， 等 效 阻 抗 小 ， 起 動 電 流 大 ； f2 f1 ， 2接 近 900， cos 2很 小 ， 轉(zhuǎn) 子 電 流 有 功 分 量 小 。 異 步 電 動 機(jī) 的 起 動 ， 存 在 兩 種 矛 盾 ：1. 電 動 機(jī) 起 動 電 流 大 ， 供 電 網(wǎng) 絡(luò) 承 受 沖 擊 電 流 能 力 有

5、限 ；2. 電 動 機(jī) 起 動 轉(zhuǎn) 矩 小 ， 負(fù) 載 要 求 有 足 夠 的 轉(zhuǎn) 矩 才 起 動 ；異 步 電 動 機(jī) 起 動 分 四 種 情 況 ：1. 小 容 量 輕 載 起 動 ；2. 中 、 大 容 量 輕 載 起 動 ；3. 小 容 量 電 機(jī) 重 載 起 動 ；4. 中 、 大 容 量 重 載 起 動 ； 一 、 小 容 量 電 動 機(jī) 輕 載 起 動 直 接 起 動不 僅 取 決 于 電 機(jī) 本 身 的 大 小 ， 還 與 供 電 電 網(wǎng) 容 量 和 供 電線 路 長 短 有 關(guān) 。 （ 要 求 母 線 降 落 不 大 于 10 ） 電 動 機(jī) 容 量 與 供 電 變 壓 器

6、的 比 值 ； 起 動 是 否 頻 繁 ； 供 電 線 路 距 離 ； 同 一 臺 變 壓 器 其 它 用 戶 的 要 求 ；一 般 7.5KW以 下 電 機(jī) 允 許 直 接 起 動 。 按 電 網(wǎng) 容 量 允 許 直 接 啟 動 的 籠 形 電 動 機(jī) 功 率電 網(wǎng) 允 許 直 接 啟 動 的 籠 形 電 動 機(jī) 功 率小 容 量 發(fā) 電 廠 每 1KW發(fā) 電 機(jī) 容 量 為 0.10.12kW變 電 所 經(jīng) 常 啟 動 ， 不 大 于 變 壓 器 容 量 的 20 ；不 經(jīng) 常 啟 動 ， 不 大 于 變 壓 器 容 量 的 30%高 壓 線 路 不 超 過 電 動 機(jī) 連 接 線 路 上

7、 的 短 路 容 量 的 3 變 壓 器 電 動 機(jī) 組 電 機(jī) 功 率 不 大 于 變 壓 器 容 量 的 80 二 、 中 、 大 容 量 電 動 機(jī) 輕 載 起 動 降 壓 起 動此 時 主 要 矛 盾 是 電 流 。 降 低 電 流 的 方 法 ， 主 要 靠 降 低 電 壓 。221221 1 )()( XXRR UIQ 起 動 電 流 ：降 壓 起 動 時 ， 起 動 電 流 與 定 子 電 壓 成 比 例 降 低 。 待 轉(zhuǎn) 速升 高 到 一 定 值 ， 恢 復(fù) 全 電 壓 。 注 意 ： 起 動 轉(zhuǎn) 矩 與 U 2成 正 比 ， 降 壓 起 動 后 ， 起 動 轉(zhuǎn) 矩 比 起

8、動 電 流 降 低 得 更 厲 害 。 常 用 的 降 壓 起 動 方 法 定 子 串 電 阻 或 電 抗 降 壓 起 動 ； 用 自 耦 變 壓 器 降 壓 起 動 ； Y 起 動 延 邊 三 角 形 起 動 1 stststN IIUUa 222 1aIIUUTT ststNststst 定 子 串 電 阻 或 電 抗 降 壓 起 動 用 自 耦 變 壓 器 降 壓 起 動stststL IkIkI 211 設(shè) 自 耦 變 壓 器 的 電 壓 變 比 為 kNUk1 222 11 kkUUTT Nststst Y 起 動 3133 K NKNstst ZUZUIIY接 法 起 動 時 的

9、起 動 轉(zhuǎn) 矩 也 減 小 到 213 三 、 小 容 量 電 動 機(jī) 重 載 起 動主 要 矛 盾 是 起 動 轉(zhuǎn) 矩 不 足 。解 決 的 方 法 ： 容 量 大 一 號 的 電 機(jī) ； 高 起 動 轉(zhuǎn) 矩 的 電 動 機(jī) 特 殊 電 機(jī)特 殊 電 機(jī) 獲 得 高 起 動 轉(zhuǎn) 矩 的 原 因 ， 主 要 是 轉(zhuǎn) 子 電 阻 的 影 響 。轉(zhuǎn) 子 參 數(shù) 自 動 隨 轉(zhuǎn) 速 的 變 化 而 變 化 。 如 雙 鼠 籠 電 機(jī) 和 深 槽 電 機(jī) 。 集 膚 效 應(yīng)將 導(dǎo) 體 看 成 許 多 單 元 導(dǎo) 體 的 并 聯(lián) ； 越 接 近 槽 口 的 導(dǎo) 體 所 交 鏈 的 漏 磁 通 越 少 ，

10、 即 漏 抗 小 ； 接 近槽 底 的 單 元 ， 漏 抗 大 ； 導(dǎo) 體 電 流 密 度 分 布 不 均 ， 產(chǎn) 生 把 電 流 向 槽 口 排 擠 的 “ 趨 表效 應(yīng) ” ； 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 越 低 ， 轉(zhuǎn) 子 電 流 頻 率 越 高 ， 趨 表 效 應(yīng) 越 突 出 ； 導(dǎo) 體 的 導(dǎo) 電 高 度 縮 小 ， 轉(zhuǎn) 子 電 阻 增 加 ； 電 流高 度 深 槽 式 ： 高 度 是 寬 度 的 10 12倍 ， 堵 轉(zhuǎn) 時 ， 電 阻 達(dá) 額定 運(yùn) 行 的 3倍 ， 隨 著 轉(zhuǎn) 速 升 高 ， 頻 率 降 低 ， 電 流 分 布趨 向 均 勻 ， 轉(zhuǎn) 子 電 阻 自 動 減 小 。 雙 鼠

11、籠 式 ： 兩 套 繞 組 ， 材 料 不 同 ， 截 面 也 不 同 。 外 籠 ： 起 動 籠 ， 截 面 小 ， 材料 選 用 電 阻 系 數(shù) 大 ； 內(nèi) 籠 ： 工 作 籠 ， 截 面 大 ， 電阻 系 數(shù) 小 。 外 籠內(nèi) 籠 四 、 中 、 大 容 量 電 動 機(jī) 重 載 起 動兩 種 矛 盾 同 時 起 作 用 。 采 用 繞 線 式 電 機(jī) ， 轉(zhuǎn) 子 串 電 阻 。 既 增 大 起 動 轉(zhuǎn) 矩 ， 又 減 小 起 動 電 流 。 常 用 的 方 法 ： 轉(zhuǎn) 子 串 電 阻 或 轉(zhuǎn) 子 串 頻 敏 變 阻 器 。 轉(zhuǎn) 子 串 電 阻 串 頻 敏 變 阻 器 頻 敏 變 阻 器

12、特 點(diǎn) ： 磁 路 較 飽 和 ， 電抗 較 小 ， 鐵 耗 隨 頻 率 變 化隨 著 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 的 逐 漸 上 升轉(zhuǎn) 子 繞 組 中 的 電 流 頻 率 逐 漸 降 低頻 敏 變 阻 器 鐵 心 中 的 損 耗 逐 漸 減 小 ，反 映 鐵 耗 的 電 阻 跟 著 減 小 。當(dāng) 轉(zhuǎn) 速 接 近 額 定 轉(zhuǎn) 速 時 ， 頻 率 極 低 ，Rm和 Xm很 小 ， 相 當(dāng) 于 將 起 動 電 阻 全部 切 除 。 三 相 感 應(yīng) 電 動 機(jī) 的 調(diào) 速 要 求 電 動 機(jī) 具 有 幾 種 轉(zhuǎn) 速 ； 在 一 定 的 范 圍 內(nèi) 可 以 連 續(xù) 調(diào) 速 ；調(diào) 速 的 方 法 ： )1()1(

13、1601 SnSn Pf （ 1） 改 變 定 子 繞 組 的 極 對 數(shù) P；（ 2） 改 變 電 源 的 頻 率 f1；（ 3） 改 變 電 動 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 差 率 ； 改 變 定 子 繞 組 的 端 電 壓 ； 改 變 定 子 繞 組 的 外 加 電 阻 或 電 抗 ； 轉(zhuǎn) 子 回 路 加 電 阻 或 電 抗 ； 轉(zhuǎn) 子 回 路 引 進(jìn) f sf的 外 加 電 勢 一 、 變 極 調(diào) 速單 繞 組 雙 速 電 機(jī) ： 一 套 定 子 繞 組 具 備 兩 種 極 對 數(shù) 而 得 到 兩個 不 同 同 步 轉(zhuǎn) 速 ；三 速 或 四 速 電 機(jī) ： 定 子 內(nèi) 放 兩 套 獨(dú) 立 的 繞 組

14、；A 1X1A2X2 A1 X1 A2 X2 A1 X1 A2 X2單 繞 組 雙 速 電 機(jī) 原 理 ： A1X1和 A2X2串 聯(lián) 形 成 四 極 磁 場 ； A1X1和 A2X2串 聯(lián) ， A2X2反 向 ， 形 成 兩 極 磁 場 ； 變 極 調(diào) 速 的 注 意 點(diǎn) ：（ 1） 為 獲 得 恒 定 的 平 均 轉(zhuǎn) 矩 ， 定 、 轉(zhuǎn) 子 繞 組 的 極 對 數(shù) 必須 保 持 一 致 。 因 此 一 般 只 適 用 于 鼠 籠 式 異 步 機(jī) 。 （ 2） 在 改 變 繞 組 接 法 時 ， 要 保 證 變 極 后 三 相 繞 組 的 對 稱以 及 基 波 磁 勢 的 轉(zhuǎn) 向 不 變 。

15、（ 3） 變 極 調(diào) 速 是 一 個 有 級 調(diào) 速 。 極 數(shù) 變 換 后 ， 節(jié) 距 、 相帶 、 氣 隙 磁 密 都 要 變 化 ， 電 機(jī) 的 額 定 轉(zhuǎn) 矩 和 額 定 容 量 都要 變 化 。 二 、 變 頻 調(diào) 速如 果 電 源 頻 率 可 以 連 續(xù) 調(diào) 節(jié) ， 則 電 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 可 以 連 續(xù) 、 平滑 調(diào) 節(jié) 。要 求 ： 氣 隙 磁 通 量 保 持 基 本 不 變 ； 磁 路 的 飽 和 程 度 不 變 ； 激 磁 電 流 和 電 動 機(jī) 的 功 率 因 數(shù) 可 以 保 持 基 本 不 變 。 電 動 機(jī) 的 最 大 轉(zhuǎn) 矩 保 持 不 變 ； 1. 由 基 頻 向

16、 下 的 調(diào) 速 mwkNfEU 11111 44.4電 壓 方 程 ：降 低 電 源 頻 率 ， 必 須 同 時 減 小 電 源 電 壓 。（ 1） 保 持 E1/f1不 變 ， 降 頻 調(diào) 速E1/f1不 變 ， m等 于 常 數(shù) 。 恒 磁 通 的 控 制 方 式 。 2222 2121111 )()(2 XSR RSffEPmPemTem 221 211221212 30 8 ;2 LPRnSn fELPmTLfRS m mm 改 變 頻 率 ， 電 機(jī) 的 Tm以 及 此 時 的 轉(zhuǎn) 速 變 化 與 f1無 關(guān) 。用 于 恒 轉(zhuǎn) 矩 負(fù) 載 ：電 磁 轉(zhuǎn) 矩 不 變 ， 屬 于 恒

17、轉(zhuǎn) 矩 調(diào) 速 方 法 。 用 于 恒 功 率 負(fù) 載 ： 11 NNem TTP 1111 ffEE mm 過 載 能 力 下 降 T S f1f2f3 f1f2f3 保 持 E1/f1不 變 ， 降 頻 調(diào) 速 優(yōu) 點(diǎn) ： 機(jī) 械 特 性 硬 ， 調(diào) 速 范 圍 寬 ； 低 速 運(yùn) 行 穩(wěn) 定 性 好 ； 無 級 調(diào) 速 平 滑 性 好 ； 正 常 負(fù) 載 時 ， 轉(zhuǎn) 差 率 小 ， 轉(zhuǎn) 子 銅 耗 少 ， 效 率 高 ； 磁 通 近 似 等 于 常 數(shù) ， 屬 于 近似 的 恒 轉(zhuǎn) 矩 調(diào) 速 方 式 。 在 低 頻 運(yùn) 行 時 ， Tm下 降 較 多 ， 可 能 帶 不 動 負(fù) 載 。

18、 TS f1f2f3f4f1f2f3f4（ 2） 保 持 U1/f1不 變 ， 降 頻 調(diào) 速)( 30 )(8 ;)(2 21 21 211212 1211 2 LLp RnSn fELL pmTLLf RS m mm 2. 由 基 頻 向 上 調(diào) 速U1為 額 定 值 不 變 ， 隨 著 f1升 高 ， 氣 隙 磁 通 減 小 。 211 11 1 21 ;1 ;1 ;1 CTP fT CnSn fSfT ememem mm mm 是 恒 功 率 的 調(diào) 速 方 法 。 f1 f2f3f4f1f2f30, T0 B點(diǎn) （ 制 動 狀 態(tài) ）n0足 夠 大 的 電 阻 TS AB 轉(zhuǎn) 差 率

19、 ： 1)( 1111 n nnn nnS性 質(zhì) ： 等 效 電 阻 ： 0)(1 2 RRS S 吸 收 機(jī) 械 功 率 ；0)(1 22 RRSSI 0)( 2221 SRRImPem 電 能 從 定 子 傳 向 轉(zhuǎn) 子 ； PPp emcu 2 全 部 消 耗 在 電 阻 上 ； 2、 兩 相 對 調(diào)電 機(jī) 原 運(yùn) 行 于 電 動 狀 態(tài) ， 兩 相 對 調(diào) 后 ， 氣 隙 磁 密 立 即 反 向 ， 以 n1轉(zhuǎn) 速 旋 轉(zhuǎn) ； 電 機(jī) 機(jī) 械 特 性 從 1到 2； SSSS TT n nnn nnS mm m 2 11111反 接 的 過 程 ， 從 反 接 開 始 到 轉(zhuǎn) 子 速

20、度 為 零 的 過 程 。 AB TS 12 兩 種 反 接 制 動 ， 均 有 S1, 機(jī) 械 功 率 為 輸 入 。區(qū) 別 ： 前 者 由 負(fù) 載 提 供 機(jī) 械 功 率 后 者 由 整 個 轉(zhuǎn) 動 部 分 提 供 儲 能 。 二 、 異 步 機(jī) 的 回 饋 制 動把 轉(zhuǎn) 軸 上 輸 入 的 機(jī) 械 功 率 ， 經(jīng) 異 步 機(jī) 轉(zhuǎn) 化 為 電 功 率 送 到 電 網(wǎng) 。軸 上 外 施 驅(qū) 動 轉(zhuǎn) 矩 ， 電 機(jī) 以 同 步 方 向 旋 轉(zhuǎn) 0202212 111 18090 ),(tan ,0 , RSX n-nnSnn能 量 流 向 ： emememem PSPPSP SRImP IUm

21、P )1( 00cos 2221 11111 T與 n方 向 相 反 ， 處 于 制 動 狀 態(tài) 回 饋 制 動 的 實(shí) 現(xiàn)（ 1） 同 步 轉(zhuǎn) 向 反 向 的 回 饋 制 動 （ 反 接 正 轉(zhuǎn) ）定 子 兩 相 對 調(diào) 后 ， 位 能 性 負(fù) 載 最 后 穩(wěn) 定 于 第 四 象限 ， 重 物 以 高 于 同 步 速 的 速 度 下 放 。（ 2） 同 步 轉(zhuǎn) 向 不 變 的 回 饋 制 動 電 車 下 坡 ； 變 極 或 變 頻 調(diào) 速 過 程 ； 三 、 異 步 電 動 機(jī) 的 能 耗 制 動制 動 時 ， 三 相 繞 組 脫 離 三 相 電 源 ， 由 直 流 電 流 過 定 子 繞

22、組 ， 在 氣 隙 中形 成 恒 定 磁 場 。 過 程 分 析 ：由 于 慣 性 ， 轉(zhuǎn) 子 仍 以 n速 度 旋 轉(zhuǎn)切 割 磁 力 線 感 應(yīng) 電 勢 感 應(yīng) 電 流 產(chǎn) 生 電 磁 力 制 動 轉(zhuǎn) 矩在 制 動 轉(zhuǎn) 矩 和 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 矩 共 同 作 用 下 ， 轉(zhuǎn) 子 減 速 至 n 0。能 耗 制 動 可 使 反 抗 性 負(fù) 載 準(zhǔn) 確 停 機(jī) ， 使 位 能 性 負(fù) 載 勻 速 下放 。 注 意 ： 恒 定 磁 場 獲 得 ， 需 通 過 定 子 繞 組 的 改 接n NS 風(fēng) 扇 電 機(jī)罩 極 式 排 氣 扇 電 機(jī)冰 箱 電 機(jī)電 動 縫 紉 機(jī) 電 機(jī)電 容 分 相 電 機(jī)

23、單 相 異 步 電 動 機(jī)單 相 異 步 電 動 機(jī) 由 單 相 電 源 供 電 ， 使 用 方 便 ， 廣 泛應(yīng) 用 于 家 電 、 電 動 工 具 、 醫(yī) 療 器 械 中 。 單 相 異 步 電 動 機(jī)與 同 容 量 的 三 相 異 步 電 動 機(jī) 比 較 ， 單 相 異 步 電 動 機(jī) 的體 積 大 、 運(yùn) 行 性 能 較 差 ， 單 相 電 機(jī) 只 做 成 小 容 量 的 。 單 相 異 步 電 動 機(jī) 通 常 在 定 子 上 有 2相 繞 組 ， 轉(zhuǎn) 子 是 普通 的 鼠 籠 轉(zhuǎn) 子 。單 相 異 步 電 動 機(jī) 類 型 ： (1)單 相 電 阻 分 相 起 動 異 步 電 動 機(jī)

24、； (2)單 相 電 容 分 相 起 動 異 步 電 動 機(jī) ； (3)單 相 電 容 運(yùn) 轉(zhuǎn) 異 步 電 動 機(jī) ； (4)單 相 電 容 起 動 與 運(yùn) 轉(zhuǎn) 異 步 電 動 機(jī) ； (5)單 相 罩 極 式 異 步 電 動 機(jī) 。 單 相 電 機(jī) 機(jī) 械 特 性一 相 定 子 繞 組 通 電 時 的 機(jī) 械 特 性 ：一 相 定 子 繞 組 通 電 時 電 機(jī) 中 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 為 兩 個 旋 轉(zhuǎn) 磁 勢 產(chǎn) 生的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 的 疊 加 。 合 成 T=f(s)具 有 如 下 特 點(diǎn) ：(1) n=0無 起 動 轉(zhuǎn) 矩 ；(2) 在 n0區(qū) 域 有 正 向 轉(zhuǎn) 矩 ，在 n0,電 動 機(jī) 具 有 正向 起 動 轉(zhuǎn) 矩 ，起 動 后 ， n0,T0， 電 動 機(jī) 可以 繼 續(xù) 運(yùn) 行 。 橢 圓 形 旋 轉(zhuǎn) 磁 場 時 的 機(jī) 械 特 性 單 相 電 阻 起 動單 相 電 阻 起 動 示 意 圖電 阻 分 相 起 動 電 流以 及 機(jī) 械 特 性 單 相 電 容 起 動單 相 電 容 起 動 示 意 圖電 容 分 相 起 動 電 流以 及 機(jī) 械 特 性 單 相 電 容 起 動 及 運(yùn) 行單 相 電 容 起 動 與 運(yùn) 轉(zhuǎn) 結(jié) 構(gòu)示 意 圖 罩 極 式 單 相 電 動 機(jī) 示 意 圖 1 2 3k EkIkk