第5章异步电机拖动.ppt

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1、5.1三相异步电动机的机械特性5.2三相异步电动机的起动5.3三相异步电动机的制动5.4三相异步电动机的调速思考题与习题本章首先讨论三相异步电动机的机械特性，然后以机械特性为理论基础，分析研究三相异步电动机的起动、制动和调速等问题。5.1三相异步电动机的机械特性一、物理表达式5.1.1三相异步电动机机械特性的三种表达式二、参数表达式三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以异步电动机的机械特性通常用表示。表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通与转子电流的有功分量相互作用产生的。说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ1、f1）、

2、结构参数（R、X、m、p）和运行参数（s）有关。三相异步电动机的机械特性曲线在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令求得:最大转矩与额定转矩之比称为过载能力:2、越大，越大；与无关。1、与成正比；与无关。3、和都近似与漏抗成反比在特性曲线上还有一个起动转矩，即时的转矩:结论：当其它参数一定时1、起动转矩与电源电压平方成正比；2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。4、起动转矩倍数三、实用表达式工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。方法是：将Tm和sm代入即可得到机械

3、特性方程式。利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式：5.1.2三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性一、固有机械特性固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。sn0nNsNnmsm10TNTstTmTem几个特殊点：ABCD1.起动点A:2.最大转矩点B:3.额定运行点C4.同步运行点D二、人为机械特性人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。1.降压时的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm下降后,和均下降,但不变,和减少。如果电机在定额负

4、载下运行,下降后,下降,增大,转子电流因增大而增大,导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使用寿命。2.转子回路串对称电阻时的人为机械特性串电阻后,、不变，增大。在一定范围内增加电阻，可以增加。当时，若再增加电阻，减小。串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。除了上述特性外，还有改变电源频率、极对数等人为机械特性。10TstTmTemsn0n1smR2TstsmR2+Rs5.2三相异步电动机的起动起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的过程.对电动机的起动性能要求二：起动电流小,起动转矩不大。1.起动电流大的原因起动时,,转子感应电动势大,使转子电流大,根据

5、磁动势平衡关系,定子电流必然增大.2.起动转矩不大的原因从下述公式分析起动时,,远大于运行时的,转子漏抗很大,很低,尽管很大,但并不大.由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,对应的气隙磁通减小.由上述两个原因使得起动转矩不大.5.2.1三相笼型异步电动机的起动一、直接起动可以直接起动的条件：起动电流倍数二、降压起动适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时Y接；运行时△接。起动电流关系:Y-△降压起动多用于空载或轻载起动1.Y-△降压起动起动转矩关系:2.自耦变压器降压起动直接起动时的起动电流：降压后二次侧起动电流：变压器一次侧电流：电网提供的起动电流减小

6、倍数：起动转矩减小的倍数：自耦变压器一般有三个分接头可供选用。5.2.2三相绕线型异步电动机的起动一、转子回路串电阻起动在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，又能增大起动转矩。为了有较大的起动转矩、使起动过程平滑，应在转子回路中串入多级对称电阻，并随着转速的升高，逐渐切除起动电阻。电动机由a点开始起动，经b→c→d→e→f→g→h，完成起动过程。起动过程二、转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。起动时，S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。起动时,,频敏变阻器铁损大,反映铁损耗的等效电阻大,相当于转子回路串入一个较大电阻。随着上升,减小,

7、铁损减少,等效电阻减小,相当于逐渐切除,起动结束,S2闭合，切除频敏变阻器，转子电路直接短路。5.3三相异步电动机的制动5.3.1能耗制动实现：制动时，S1断开,电机脱离电网，同时S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁电流。直流励磁电流产生一个恒定的磁场，因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场，导体中感应电动势和电流。感应电流与磁场作用产生的电磁转矩为制动性质，转速迅速下降，当转速为零时，感应电动势和电流为零，制动过程结束。制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子