电机学之异步电机2..ppt

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1、电机学ElectricMachinery西安交通大学电气工程学院苏少平2011.8（异步电动机起动与调速）14－1异步电动机起动问题一、异步电动机起动电流为什么较大？>最大最大大大大约为额定电流的4～8倍。二、起动电流大而起动转矩为什么不大？起动转矩不大的原因：（1）启动电流大，阻抗压降大，感应电势小，磁通F1也小；（2）启动时cosj2很小。以上二原因导致Tst=(1～2)TN大大小小小不大14－2鼠笼异步电动机的起动方法一、直接起动KM3二、降压起动供电变压器的容量不够大时，采取降压启动。由于转矩随电压平方下降，这种方法适合于对转矩要求不高的场合。降压起

2、动方法主要有:(1)定子串电阻/电抗(2)Y/D起动(3)自耦变压器降压1.定子串电阻/电抗器起动K1M3K2RUNK1M3K2XUN2.星-三角（Y/D）起动D接法的起动电流Y接法的启动电流K1UNK2abc3.自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动M314-3绕线式异步电动机的起动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，改善起动和调速性能。一、串入起动变阻器起动3M二、串频敏变阻器起动频敏变阻器实质上是一台只有初级绕组而且铁心

3、损耗较大的三相变压器。铁耗大就相当于Rm大。而铁耗即Rm对转子频率f2=sf1敏感。起动刚开始时，s较大，f2较大，Rm也较大；随着起动过程的进行，s逐渐变小，f2变小，Rm也逐渐变小。启动完毕后，将转子回路短路。频敏变阻器相当于一种无触点变阻器，结构简单，成本低，所以应用较为广泛。14-4深槽式和双笼式异步电动机增大转子电阻可以提高起动转矩，但同时增大了正常运行的成本。利用集肤效应原理可以设计出起动时转子电阻较大而正常运转时转子电阻不大的三相笼型异步电动机。集肤效应对转子频率敏感，集肤效应在起动刚开始时最强，转子电阻最大；随着起动过程的进行，集肤效应减弱乃至消

4、失，转子电阻逐渐变小至正常运行值。一、深槽式异步电动机起动时，转子频率高，电流被挤到上笼，相当于增大了转子电阻，起到了限流和增矩的作用。随着起动过程的进行，转子频率越来越低，集肤效应减弱，电流分布趋于均匀，相当于导体电阻逐渐减小。起动结束后，集肤效应基本消失，电机正常运转。上笼又称起动笼，下笼又称工作笼。二、双笼式异步电动机异步电动机简单、坚固、维修方便、制造容易，大量用于拖动转速基本不变的机械。在实际应用中，许多机械需要调速，如车床、电力机车、风机、水泵等。常用闸阀控制。为了节能，则要求设法从电机本身出发进行电气调速。异步电动机过去被认为调速性能不好。随着电力

5、电子技术的发展，其调速问题已经基本解决，甚至可以做到优于直流电动机。剩余的问题是降低成本、实际应用。异步电动机有哪些调速方法？异步电动机调速方法有：(1)变极调速；(2)变频调速；(3)变转差调速。(1)(2)适合于鼠笼式异步电动机，(3)用于绕线式异步电动机。14-5异步电动机的调速方法14-6异步电动机的变极调速一、变极的概念通过改变定子绕组的极数，达到改变电动机转速的调速方法称为变极调速。改变定子绕组极对数的方法有：（1）定子上安放极对数不同的两套独立绕组。（2）定子上安放一套定子绕组可变极的绕组。(单绕组变极)（3）在定子上安放两套独立的可变极绕组。

6、变极调速优点：设备简单，运行可靠，机械特性较硬。缺点是调速不连续。二、单绕组变极原理异步电动机的极数就是电气旋转磁场的极数，电气旋转磁场的极数是由电流沿气隙圆周的分布决定的，只要改变电流分布，就可以改变极数。少极时相序为A、B、C，即B滞后A120°电角度。倍极后，电角度加倍，B滞后A240°电角度。相当于相序变为A、C、B了。为了保持转向不变，在变极时必须改变相序。改变定子绕组的接线方式，使其中1/2绕组中的电流反向，就可以使得极对数发生改变，这种通过改变绕组连接来实现变极的方法称为反向变极法，它使一套绕组能产生两种同步转速。三相异步电动机的定子绕组一般采用单

7、星(Y)、双星(YY)和角形(△)连接方法。从多级到少极可以有Y-YY、△-YY、顺串Y-反串Y连接方法。三、Y-YY连接方式Y-YY变极调速时，输出转矩保持不变，说明这种调速方式属于恒转矩调速，适合于恒转矩负载。三、△-YY连接方式△-YY变极调速时，输出功率近似不变，说明这种调速方式属于近似恒功率调速，适合于恒功率负载。14-7变频调速一、从基频下调时应满足什么条件，调速特点是什么？降低电源频率f1时，如果电源电压U1不变，则磁通量F会增大，使得电机过饱和，导致电流急剧增大。因此在降低频率f1时，必须同时降低电压U1，以保持磁通F基本不变。实际控制方法有两种

8、，即（1）保持E1/f1