电机学 教学课件 作者 曾成碧 赵莉华 ch9.ppt

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1、第九章三相异步电动机的起动、调速和制动1第一节异步电动机的起动将异步电动机定子绕组接入三相交流电源，如果电动机的电磁转矩能够克服其轴上的阻力转矩，电动机将从静止状态加速到某一个转速稳定运行，这个过程称为起动。对电动机起动过程有如下要求：起动电流小，起动转矩大，且起动过程中电动机转速平稳上升；起动时间短，设备简单，投资少；起动时能量损耗小。异步电动机起动时存在两个问题：一是起动电流大，导致母线电压降大，因而影响同一供电电网上的其它用电设备正常运行；二是起动转矩不大，如带较重负载时，起动较困难，即使能起动，起

2、动时间长，对电机不利。因此，必须根据拖动系统对起动性能的具体要求，确定电动机的起动方法。2、三相笼型异步电动机的起动三相笼型异步电动机有全压起动和降压起动两种起动方法。一、全压起动全压起动是通过开关和接触器把异步电动机直接接到额定电压的交流电网上进行起动，又叫直接起动。全压起动时，起动电流大，对电动机本身及其所接电力系统都有可能产生不利影响。笼型异步电动机起动时间不长，一般不会烧坏电动机，此时，主要考虑过大的起动电流产生的电压降对同一电网上其它设备的影响。也就是说，全压起动方法的使用受供电变压器容量的限制

3、。供电变压器容量越大，起动电流在供电回路引起的电压降越小。一般来说，只要全压起动电流在电网中引起的电压降不超过（10％～15％）额定电压（频繁起动时取10％），可以采取全压起动。全压起动方式的优点是操作简单，起动设备的投资和维修费用小，所以可能的情况下应优先采用。在发电厂中，由于供电容量大，一般采用全压起动。如果供电变压器容量不够大，则应采用降压起动方式。32、降压起动降压起动是使电动机起动时定子绕组上所加的电压低于额定电压，从而减小起动电流。降压起动在减小起动电流的同时，起动转矩也会减小，因此降压起动适

4、用于对起动转矩要求不高的场合，如空载或轻载起动。下面介绍三种常用的降压起动方法。（1）定子回路串电抗器降压起动三相异步电动机起动时，在定子回路中串入电抗器，电抗器对电源电压起分压作用，电动机定子绕组上所加的电压降低，所以起动电流减小。待起动完毕，切除电抗器，电动机投入正常运行。采用这种方法起动时，虽然起动电流减小，但起动转矩按电压平方关系下降，下降更多，起动特性不是很好，所以生产中很少使用。4（2）星－三角降压起动这是用改变电动机定子绕组接法来实现降压起动的方法。起动时，将定子三相绕组联结成星形接到额定电

5、压的电源上，起动后再将其改接为三角形联结正常运行，称为星－三角起动（又叫Y－起动）。显然，这种方法只能适用于正常运行时定子绕组为三角形接法的电动机。结论：利用星－三角接法起动时，起动电流减小为全压起动的1/3。但是，起动转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也减小为全压起动的1/3。5（3）自耦变压器降压起动从电网供给电动机的起动电流只有直接起动时起动电流的倍，而电动机本身的起动电流为直接起动时的倍。由于起动转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也下降为直接起动时的倍。显然，在相同起动转矩下，自耦变压器降压起

6、动时的起动电流要小。6二、绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的特点是，转子绕组的端头接到滑环上经电刷引出，可接入外加电阻或变频电源。从上一章的讨论知道，转子回路串附加电阻，一方面可以增加起动转矩，另一方面可以减小起动电流。当转子回路中串入电阻后，最大转矩不变，但最大转矩所对应的转差率随串入电阻的增加而增大。因此，串入适当电阻，使，则起动转矩达到最大。所以绕线式异步电动机转子回路串电阻起动是一种起动性能较好的起动方法。71.转子串电阻起动82.转子串频敏变阻器起动9三、三相异步电动机的软起动近年来，由于

7、电力电子技术的不断发展，工业中开始采用软起动技术来取代传统的起动方法。常用的软起动是把三对反并联的晶闸管串接在异步电动机定子三相电路中，通过改变晶闸管的导通角来调节定子绕组电压，使其按照设定的规律变化，来实现软起动。软起动器是一种采用数字控制的无触点降压起动控制装置，可以根据负载情况和生产要求灵活地设定电动机软起动方式及起动电流曲线，从而有效地控制起动电流和起动转矩，使电动机起动平稳，且对电网冲击小，起动功耗小。它较传统降压起动有更好的起动控制性能，因此在无调速要求的电力传动系统中应用逐渐增多。另外，软起

8、动器还能实现电动机的软停车、软制动及断相、过载和欠压等多种保护功能，可实现电动机轻载节能运行。其缺点是在工作中产生谐波，对电网和电动机产生不利影响。10第二节异步电动机的调速异步电动机的调速有以下几种方式：改变转差率s调速，称为变转差率调速；改变磁极对数P调速，称为变极调速；改变电动机供电电源频率调速，称为变频调速。、改变转差率调速改变转差率调速方法有很多，这里介绍两种常用的方法，即调压调速和转子串电阻调速。11调压调速当电源