chap10三相异步电动机的起动和调速.ppt

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1、第十章　异步电动机的起动和调速异步电动机的起动性能1.起动电流倍数2.起动转矩倍数3.起动时间4.起动时能量消耗与发热5.起动设备的简单性和可靠性6.起动中的过渡过程第一节起动电流和起动转矩异步电动机的起动：从禁止不动到加速到工作转速的过程要求：在起动时有较大的起动转矩（倍数），较小的起动电流（倍数）启动过渡过程短对电网的冲击小1.鼠笼式异步电动机最初起动电流：最初起动转矩由简化等效电路例10-1：Ist=4.92IN，Tst=1.81TN，cos2=0.47要求：有足够的启动转矩，使电动机尽快加速缩短启动过程，避免长时间绕

2、组过若；满足启动转矩时，尽量降低启动电流，减少对电源的影响。原则措施：笼型电动机可降压启动；其它如深槽、双笼转子形式。采用绕线型电机，且可以转子串电阻启动。变频或软启动2．线绕转子异步电动机转子回路中通过集电环串入附加电阻，限制起动电流，提高起动转矩。起动结束后把附加电阻切除，使正常运行有较高效率。线绕转子电机启动性能好二、制约起动的因素供电系统的容量负载的性质起动的频繁程度1.供电系统的变压器容量对起动方式的影响供电容量比异步电动机的容量大得多，起动电流所造成的电压降落不致影响同一电网上的其它电气设备的正常工作，对非频繁起动

3、——允许电动机在额定电压下直接起动。供电变压器的容量与异步电动机容量相差不是很大，则应采取降压措施以限制起动电流。2.负载性质对起动方式的要求1：起动时有大的负载阻力，需较大的起动转矩2：起动时负载阻力小，只需很小的起动转矩3：起动初期负载阻力小，随着转速增加转矩增加——变转矩负载，如流体负载。第二节谐波转矩及其对起动的影响一、异步电机的高次谐波磁场产生的原因1．绕组磁势非正弦分布绕组磁势产生的高次谐波磁势称为绕组谐波磁势定子齿谐波：2mqk±1次谐波与定子齿数有关，与基波绕组因数相同，有较大的谐波磁势。2.定、转子齿槽存在引起

4、磁导齿谐波假设：在计算定子磁导齿谐波时认为转子表面光滑，在计算转子磁导齿谐波时认为定子表面光滑磁导分布波均匀气隙基波磁场气隙磁导齿谐波磁场分解为两个旋转磁场3.电机磁路系统的饱和程度不均匀例如：在磁势波幅值附近的齿高度饱和，而在磁密较小处则不饱和，致使在铁芯中磁阻不一致。二、高次谐波磁场产生的谐波转矩及其对起动的影响在定转子磁场中，如两磁场极对数相同，且以同一转速同方向旋转就有可能产生平均转矩。由高次谐波产生的附加转矩，按性质又可分为异步转矩和同步转矩两类。1．异步附加转矩异步转矩是由定子旋转磁场与由该磁场感应的转子电流所产生的

5、转子磁场相互作用所产生的转矩，其中只有极对数相同的磁场才会产生异步转矩。异步：在转子转速不等于同步速时，才会感应转子电流而形成转矩。v次谐波转差率此两磁场在任何转子转速下都保持同步旋转而相对静止，因而产生平均转矩特性曲线发生畸变，使启动性能变坏异步谷分析定子7次谐波：p7=7p，n7=n1/7，s7=7s-6，转向为正当转子转速n0，对于7次谐波相当于处于电动机状态，T7>0。当转子转速n>n7=n1/7时，s7<0，对于7次谐波相当于处于发电机状态，T7<0。2．同步附加转矩由独立来源的极对数相同的两

6、个磁场以相同转速且同方向旋转（当相对静止时）而产生的转矩。如定子磁场超前转子磁场，产生正向转矩(电动转矩)。如转子磁场超前定子磁场，便产生反向转矩。如果不是同步旋转，其平均转矩等于零。特点：两磁场彼此独立，只在某一特定转速下产生同步转矩定子齿谐波磁场和转子齿谐波磁场部是独立的，且磁场较强，如齿槽配合不当，有可能使齿谐波磁场满足极对数相同条件，在某一特定转速下形成较强的同步转矩。转速n1/19转速-(n1-n)/19+n同步谷产生同步转矩三、削弱和消去附加转矩的措施减小谐波磁场的大小，或削弱其作用1．适当的短距（如削弱5、7次谐波

7、）2．斜槽（削弱齿谐波——与基波绕组系数相同）3．槽配合4．减少气隙磁导的变化（如半闭口槽或闭口槽）5．增大气隙斜槽对谐波磁场，相当于分布绕组的作用槽配合定转子一阶齿谐波为要消除齿谐波同步转矩，定子齿数与转子齿数不应相等，它们之间的差数也不应等于极数。第三节笼型异步电动机的起动笼型异步电动机的起动方法（1）（全压）直接起动（2）降压起动一全压直接起动：利用开关或接触器把电动机的定子绕组直接投入到额定电压的电网上起动直接起动直接起动的应用主要受电网容量的限制。二、降压起动降压起动——起动时，施加低于额定电压的电压。电动机的转速上升

8、到接近额定转速后，再切换到额定电压下运行。作用：限制起动电流起动转矩按电压的平方而下降应用：适用于对起动转矩要求不高的场合，如风机、离心泵电机等。1.自耦变压器降压起动设在额定电压下直接起动时，起动电流为Ist。自耦变压器的变比为ka起动时电压降低到1/ka倍，