项目1 电动机的认识及维护 任务2 三相笼型异步电动机定子绕组首尾端判别及更换

1、1.3.1生产机械的负载转矩特性电力拖动系统的负载大体分为3种类型：1、恒转矩负载：负载转矩TL的大小与转速n无关。 （1）反抗性负载转矩（摩擦转矩）： 方向改变，大小不变 （2）位能性负载：方向大小都不变2、恒功率负载：负载功率PL不随n变化3、通风机类负载：负载转矩与n2成正比nnn 0TRnET2aCCUnEC0令：令：TRUnETE2aCCC即：他励电动机的磁通即：他励电动机的磁通 aI IT TTEERIEUCCaan由以下公式由以下公式UUfIaM+_+_IffR stR转速降:CC2aTRnET理理想想空空载载转转速速:C0UnE式中：式中：nnTRUnETE02aCCCn0nN

2、TN改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线n0T降低电源电压时的机械特性电枢串电阻时的机械特性减弱磁通时的机械特性与异步电动机相比，虽然结与异步电动机相比，虽然结构复杂，价格高，维护也不方便，但在调速性能上构复杂，价格高，维护也不方便，但在调速性能上由其独特的优点。由其独特的优点。 1. 调速均匀平滑，可以无级调速调速均匀平滑，可以无级调速( (注：异步机改注：异步机改 变极对数调速的方法叫有级调速变极对数调速的方法叫有级调速) )。 2. 调速范围大，调速比可达调速范围大，调速比可达200 以上以上( (调速比等调速比等 于最大转速和最小转速

3、之比）于最大转速和最小转速之比）, ,因此机械变速因此机械变速 所用的齿轮箱可大大简化。所用的齿轮箱可大大简化。由转速公式由转速公式:ERIUnCaa可见直流电机调速方法有三种。可见直流电机调速方法有三种。TRUnETE2aCCC 保持电枢电压保持电枢电压U不变，改变励磁电流不变，改变励磁电流If (调调R f)以改变磁通以改变磁通 。由式由式0n 0n0nTnO动画动画TRUnETE2aCCCaaaREUI Rf E I n Ia E T nEECaC ITT(1)调速平滑，可得到无级调速；但只能向上调，受调速平滑，可得到无级调速；但只能向上调，受 机械本身强度所限，机械本身强度所限，n不能

4、太高。不能太高。(2) 调速设备简单，经济，电流小，便于控制。调速设备简单，经济，电流小，便于控制。(3) 机械特性较硬，稳定性较好。机械特性较硬，稳定性较好。(4) 对专门生产的调磁电动机对专门生产的调磁电动机, ,其调速幅度可达其调速幅度可达3 4, 例如例如5302120 r/min及及3101 240 r/min 。(1) (2) n0n0Tcn0nT0KTnTRUnETE02aCCC )(a一一定定和和R(1)工作时电压不允许超过工作时电压不允许超过 ，而，而, 所以调速所以调速 只能向下调只能向下调。(2)机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变

5、，稳 定性好。定性好。(3)均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。(4)调速幅度较大。调速幅度较大。U Ia n E Ia （5）这种调速方法只适用于恒转矩调速）这种调速方法只适用于恒转矩调速 电枢中串入电阻电枢中串入电阻, ,使使 n 、 n0不不变，即电机的特性曲线变，即电机的特性曲线变陡变陡( (斜率变大斜率变大) )，在相同力，在相同力矩下矩下, ,n 。特性曲线如图。特性曲线如图。Rann0TnnTRUnETE02aCCC特点：特点：(1) 设备简单，操作方便。设备简单，操作方便。(2)机械特性软，稳定性差。机械特性软，稳定性差。(3)能量损耗大

6、，只用于小型直流机。能量损耗大，只用于小型直流机。Ra + R 1 1、恒转矩调速：只能用于恒转矩负载调速，若用于、恒转矩调速：只能用于恒转矩负载调速，若用于 恒功率负载，电机得不到充分利用。恒功率负载，电机得不到充分利用。 2 2、恒功率调速：只能用于恒功率负载调速，若用于、恒功率调速：只能用于恒功率负载调速，若用于 恒转矩负载，电机的额定转矩与实恒转矩负载，电机的额定转矩与实 际负载转矩大得多，造成浪费。际负载转矩大得多，造成浪费。1.4 三相异步电动机的电力拖动系统1 1、转子绕组各电磁量、转子绕组各电磁量一、转子电动势的频率 感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度感应电动势的频

7、率正比于导体与磁场的相对切割速度, ,故转子电动势的频率为故转子电动势的频率为: :111211160p(n - n)n - npnf = sfnn转子不转时,.ff,s ,n1210 理想空载时,.f,s ,nn0021 二、转子绕组的感应电动势转子旋转时的感应电动势转子旋转时的感应电动势: :02222444wskNf.E 转子不转时的感应电动势转子不转时的感应电动势: :02212444wkNf.E 二者关系为二者关系为: :22sE= sE2 2、功率转换过程和功率平衡方程式、功率转换过程和功率平衡方程式异步电动机的功率和损耗有：异步电动机的功率和损耗有：输入功率输入功率11111co

8、sIUmP 定子铁损定子铁损mFeRImp201 电磁功率电磁功率sRImppPPFecuem222111 定子铜损定子铜损12111RImpcu 转子铜损转子铜损cuRImRImp222122222 输出功率输出功率 P2= =Pm- -（pm+pad）机械功率机械功率 Pm= =Pem- -pcu2功率平衡方程式功率平衡方程式P1=Pem+pcu1+pFePem=P +pcu2P =P2+p +Padmmm两个重要关系式两个重要关系式pcu2= =sPemPm= =（1-s）Pem 可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分变为

9、转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。转差率越大，转变为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。均很小。Pem :pcu2 :Pm=1:s:=1:s:（1-s）3、转矩平衡方程式、转矩平衡方程式3 3）由电机所拖动的负载的反作用转矩）由电机所拖动的负载的反作用转矩T T2 2。当电动机稳定运行时，作用在电动机转子上有三个转矩。当电动机稳定运行时，作用在电动机转子上有三个转矩。1 1）使电动机旋转的电磁转矩）使电动机旋转的电磁转矩TemTem。2 2）由电机的机械损

10、耗和附加损耗引起的空载制动转矩）由电机的机械损耗和附加损耗引起的空载制动转矩T T0 0。显然：显然： Tem = = T0 + T2 电磁转矩从转子方面看，它等于总机械功率除以转电磁转矩从转子方面看，它等于总机械功率除以转子机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以子机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以同步机械角速度。同步机械角速度。4、电磁转矩公式、电磁转矩公式（1）电磁转矩的物理表达式）电磁转矩的物理表达式11T2211111C2m2m112212212121122211pmcosIcosIpm/2cos2WTWememKNCKNTemxxsrrsrfUpmfpmPTIE其

11、中或称为转矩常数，对制造好的电机称为转矩常数，对制造好的电机为一定值。为一定值。常数常数每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的cos（2）电磁转矩的参数表达式）电磁转矩的参数表达式222)(222211111XXsRRfsRpUmTem1.4.2 三相感应电动机的机械特性三相感应电动机的机械特性一、三相异步电动机的机械特性一、三相异步电动机的机械特性21222211123/2epU rsTrfrxxs其中：p为电机极对数； U1为相电压有效值 r1为定子每相绕组的内阻 x1为每相漏阻抗 r2为折算到定子侧的每相电阻 x2为折算到定子侧的漏阻抗机械特性曲线机械特性曲线)(nfT 1

12、1nSn)(SfT nT0感应电机的机械特性mS1nS011n20, 0,1TSnnNNNTTSSnn,NnmmTTSS,stTTSn, 1, 0D理想空载点理想空载点额定运行点额定运行点mTB最大转矩点最大转矩点起起 动动 点点NTCAQT0S=1S=0HPTemPTMTstTNSmnsAn12 2）P PA A部分（转矩由部分（转矩由 T TT Tstst，转差率由转差率由S Sm m1 1）。在这部分随着）。在这部分随着转矩的减小，转速也减小，特性为转矩的减小，转速也减小，特性为一曲线。称为电机的非工作部分。一曲线。称为电机的非工作部分。有几个特殊点需要分析一下。有几个特殊点需要分析一下

13、。（1 1）理想空载点）理想空载点H 此时此时n=nn=n1 1,s=,s=0 0, ,电磁转矩电磁转矩T Temem=0=0，转子电流，转子电流I I2 2=0=0，定，定子电流子电流I I1 1= =I I0 0。（2 2）最大转矩点）最大转矩点P此时此时s=ss=sm m,T,Temem=T=Tm m。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，可令转差率，可令 求得求得: : 0 dsdTem最大转矩与额定转矩之比称为过载能力最大转矩与额定转矩之比称为过载能力: :2 2、 与与 成正比；成正比； 与与 无关。

14、无关。2R2RmsmaxT1 1、 与与 成正比；成正比； 与与 无关。无关。mT21UmS1U3 3、 和和 都近似与漏抗成反比都近似与漏抗成反比mTms22222)(4)(22111111211XXRRfpUmTXXRRmsmNmTT一般电机的一般电机的为为:1.6:1.62.22.2，它反映了电机，它反映了电机短时过载短时过载的极限。的极限。（3）起动点）起动点 A0S=1S=0HPTemTMTstTNSmnsAn1P此时，此时，n=0,s=1,n=0,s=1,电磁转电磁转矩矩T Tm m=T=Tstst。222)()21(2221111XXRRfRpUmTst公式为：公式为：结论：当其

15、它参数一定时结论：当其它参数一定时1 1、起动转矩、起动转矩Tst与电源电压与电源电压U U1 12 2平方成正比；平方成正比；2 2、频率、频率f1f1越高，起动转矩越高，起动转矩Tst越小；漏抗越大，起动转矩越小；越小；漏抗越大，起动转矩越小；3 3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。4 4、起动转矩倍数、起动转矩倍数ststNTKT 二、人为机械特性二、人为机械特性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是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。械特性。（一）降低定子电压时的人为机械特性

16、（一）降低定子电压时的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不变不变, , 和和 减少。减少。1UmTstTmsstkT1U 如果电机在定额负载下运如果电机在定额负载下运行行, 下降后下降后, 下降下降, 增大增大, 转子电流因转子电流因 增大而增增大而增大大,导致电机过载。长期欠压过导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使载运行将使电机过热，减少使用寿命。用寿命。ns22sEsE 降低电网电压对电动机的影响降低电网电压对电动机的影响过载能力下降;负载电流上升（二）转子回路中串接

17、对称电阻时的人为机械特性（二）转子回路中串接对称电阻时的人为机械特性串电阻后串电阻后, , 、 不变，不变， 增大。增大。nmTms在一定范围内增加电阻，可以在一定范围内增加电阻，可以增加增加 。当。当 时时 ，若，若再增加电阻，再增加电阻， 减小。减小。stT1ms stmTT stT串电阻后，机械特性线性段斜串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。率变大，特性变软。 转子电路串联对称电阻用途转子电路串联对称电阻用途(1)绕线转子异步电动机的起动(2)调速1 0TstTmTems n0n1smR2TstsmR2+Rs22222)(4)(22111111211XXRRfpUmmTXXRRm

18、s定子回路串联对称电抗定子回路串联对称电抗 定子回路串联对称电抗用于笼型异步电动机定子回路串联对称电抗用于笼型异步电动机降压起动，以限制电动机启动电流降压起动，以限制电动机启动电流。（三）定子回路中串接对称电阻时的人为机械特性（三）定子回路中串接对称电阻时的人为机械特性 R1增大时，增大时，n0不变，不变，Tm 、sm、Tst随随R1的增大而减小，与定子的增大而减小，与定子回路串对称电抗相似。回路串对称电抗相似。定子回路串联对称电阻定子回路串联对称电阻 X1增大时，增大时，n0不变，不变，Tm 、sm、Tst随随X1的增大而减小。的增大而减小。 (1)向上调整 f1 fN ,U1=U1N U1

19、需保持不变，所以需保持不变，所以m要降低，要降低，n增大，增大，Tmax降低，降低，sm降低降低（2）向下调整，）向下调整， f1 fN , 若要维持若要维持m 为常数，则为常数，则U1必须必须随频率的变化成正比变化，随频率的变化成正比变化， 即即 Tmax不变不变 mwkNfEU1111144.4常数1111ffUU（四）改变定子频率时的人为机械特性（四）改变定子频率时的人为机械特性11160pfn 由同步磁场转速公式11fsm2max1fT基准频率f1=fN=50HZ，电动势nT0S11nQTNf1n1f 1n 1fmT 1nNff 1ZT改变频率时机械特性硬度不变，即变频改变频率时机械特

20、性硬度不变，即变频时人为机械特性曲线与固有机械特性曲时人为机械特性曲线与固有机械特性曲线是一组平行线。线是一组平行线。三、机械特性的实用表达式三、机械特性的实用表达式2memmmTTssss 工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来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：求出实用表达式。方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn 21mNTTss () 将将T Tm m和和s sm m代入即可得到机械特性方程式代入即可得到机械特性方程式。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

21、式：1.4.2 三相感应电动机的机械特性三相感应电动机的机械特性一、三相异步电动机的机械特性一、三相异步电动机的机械特性21222211123/2epU rsTrfrxxs其中：p为电机极对数； U1为相电压有效值 r1为定子每相绕组的内阻 x1为每相漏阻抗 r2为折算到定子侧的每相电阻 x2为折算到定子侧的漏阻抗机械特性曲线机械特性曲线)(nfT 11nSn)(SfT nT0感应电机的机械特性mS1nS011n20, 0,1TSnnNNNTTSSnn,NnmmTTSS,QTTSn, 1, 0D理想空载点理想空载点额定运行点额定运行点mTB最大转矩点最大转矩点起起 动动 点点NTCAQT（1

22、1）理想空载点）理想空载点H 此时此时n=nn=n1 1,s=,s=0 0, ,电磁转矩电磁转矩T Temem=0=0，转子电流，转子电流I I2 2=0=0，定，定子电流子电流I I1 1= =I I0 0。（2 2）最大转矩点）最大转矩点P此时此时s=ss=sm m,T,Temem=T=Tm m。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，可令转差率，可令 求得求得: : 0 dsdTem最大转矩与额定转矩之比称为过载能力最大转矩与额定转矩之比称为过载能力: :2 2、 与与 成正比；成正比； 与与 无关。无关。2

23、R2RmsmaxT1 1、 与与 成正比；成正比； 与与 无关。无关。mT21UmS1U3 3、 和和 都近似与漏抗成反比都近似与漏抗成反比mTms22222)(4)(22111111211XXRRfpUmTXXRRmsmNmTT一般电机的一般电机的为为:1.6:1.62.22.2，它反映了电机，它反映了电机短时过载短时过载的极限。的极限。（三）起动点（三）起动点 A此时，此时，n=0,s=1,n=0,s=1,电磁转矩电磁转矩T Tm m=T=Tstst。222)()21(2221111XXRRfRpUmTst公式为：公式为：结论：当其它参数一定时结论：当其它参数一定时1 1、起动转矩、起动转

24、矩Tst与电源电压与电源电压U U1 12 2平方成正比；平方成正比；2 2、频率、频率f1f1越高，起动转矩越高，起动转矩Tst越小；漏抗越大，起动转矩越小；越小；漏抗越大，起动转矩越小；3 3、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。、绕线式电动机，转子回路电阻越大，起动转矩先增后减。4 4、起动转矩倍数、起动转矩倍数ststNTKT 二、人为机械特性二、人为机械特性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是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。械特性。（1 1）降低定子电压时的人为机械特性）降低定子电压时的人为机械特性snsm10TLUN0T

25、stTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不变不变, , 和和 减少。减少。1UmTstTmsstkT1U 如果电机在定额负载下运如果电机在定额负载下运行行, 下降后下降后, 下降下降, 增大增大, 转子电流因转子电流因 增大而增增大而增大大,导致电机过载。长期欠压过导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使载运行将使电机过热，减少使用寿命。用寿命。ns22sEsE 降低电网电压对电动机的影响降低电网电压对电动机的影响过载能力下降;负载电流上升（2 2）转子回路中串接对称电阻时的人为机械特性）转子回路中串接对称电阻时的人

26、为机械特性串电阻后串电阻后, , 、 不变，不变， 增大。增大。nmTms在一定范围内增加电阻，可以在一定范围内增加电阻，可以增加增加 。当。当 时时 ，若，若再增加电阻，再增加电阻， 减小。减小。stT1ms stmTT stT串电阻后，机械特性线性段斜串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。率变大，特性变软。 转子电路串联对称电阻用途转子电路串联对称电阻用途(1)绕线转子异步电动机的起动(2)调速1 0TstTmTems n0n1smR2TstsmR2+Rs22222)(4)(22111111211XXRRfpUmmTXXRRms定子回路串联对称电抗定子回路串联对称电抗 定子回路串联对

27、称电抗用于笼型异步电动机定子回路串联对称电抗用于笼型异步电动机降压起动，以限制电动机启动电流降压起动，以限制电动机启动电流。（3 3）定子回路中串接对称电阻时的人为机械特性）定子回路中串接对称电阻时的人为机械特性 R1增大时，增大时，n0不变，不变，Tm 、sm、Tst随随X1的增大而减小，与定子的增大而减小，与定子回路串对称电抗相似。回路串对称电抗相似。定子回路串联对称电阻定子回路串联对称电阻 X1增大时，增大时，n0不变，不变，Tm 、sm、Tst随随X1的增大而减小。的增大而减小。 (1)向上调整 f1 fN ,U1=U1N U1需保持不变，所以需保持不变，所以m要降低，要降低，n增大，

28、增大，Tmax降低，降低，sm降低降低（2）向下调整，）向下调整， f1 fN , 若要维持若要维持m 为常数，则为常数，则U1必须必须随频率的变化成正比变化，随频率的变化成正比变化， 即即 Tmax不变不变 mwkNfEU1111144.4常数1111ffUU（4 4）改变定子频率时的人为机械特性）改变定子频率时的人为机械特性11160pfn 由同步磁场转速公式11fsm2max1fT基准频率f1=fN=50HZ，电动势nT0S11nQTNf1n1f 1n 1fmT 1nNff 1ZT改变频率时机械特性硬度不变，即变频改变频率时机械特性硬度不变，即变频时人为机械特性曲线与固有机械特性曲时人为

29、机械特性曲线与固有机械特性曲线是一组平行线。线是一组平行线。三、机械特性的实用表达式三、机械特性的实用表达式2memmmTTssss 工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来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：求出实用表达式。方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn 21mNTTss () 将将T Tm m和和s sm m代入即可得到机械特性方程式代入即可得到机械特性方程式。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：1.4.3 三相感应电动机的起动三相感应电动机的起动

30、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过程. .对电动机的起动性能要求：起动电流小对电动机的起动性能要求：起动电流小, ,起动转矩大。起动转矩大。1. 1.起动电流大的原因起动电流大的原因 起动时起动时, , ,转子感应电动势大转子感应电动势大, ,使转子电流大使转子电流大, ,根据磁根据磁动势平衡关系动势平衡关系, ,定子电流必然增大定子电流必然增大. .1, 0sn2. 2.起动转矩不大的原因起动转矩不大的原因从下述公式分析从下述公式分析022stemTTTCI cos 起动时起动时, , ,远大于运行时的远大于运行时的

31、 , ,转子漏抗转子漏抗 很大很大, , 很低很低, ,尽管尽管 很大很大, ,但但 并不大并不大. .1ss22sXXs2cos2I22cosI 由于起动电流大由于起动电流大, ,定子漏阻抗压降大定子漏阻抗压降大, ,使定子感应电动势减小使定子感应电动势减小, ,对应的气隙磁通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由上述两个原因使得起动转矩不大. .直接起动就是启动时电压是电动机工作电压。在电网电压直接起动就是启动时电压是电动机工作电压。在电网电压等于电动机工作电压时，可以直接连接，这种方法即简单等于电动机工作电压时，可以直接连接，这种方法即简单又经济，不需要专用得着起动

32、设备，起动时间短，起动方又经济，不需要专用得着起动设备，起动时间短，起动方式可靠。在电网容量允许的条件下，起动不太频繁的电动式可靠。在电网容量允许的条件下，起动不太频繁的电动机通常都用这种方法。机通常都用这种方法。十千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。十千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。(3) 转子串电阻起动转子串电阻起动星形星形-三角形三角形(Y ) 换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动定子串电阻或电抗定子串电阻或电抗（一）直接起动（一）直接起动可以直接起动的条件：起动电流倍数可以直接起动的条件：起动电流倍数 )kW()kVAkI电电动动机机容容量量电电源源容容量量（341 直接起

33、动也叫全压起动，启动时，电机定子绕组承受额定电直接起动也叫全压起动，启动时，电机定子绕组承受额定电压。这种起动方法最简单，也不需要复杂的起动设备，但起动电压。这种起动方法最简单，也不需要复杂的起动设备，但起动电流大一般可达到额定电流的流大一般可达到额定电流的4747倍，对电机的稳定运行不利。一倍，对电机的稳定运行不利。一般只允许在小功率电机中（般只允许在小功率电机中（P PN N7.5KW1），起），起动电流减为原先的动电流减为原先的 起动转矩为全压时起动转矩为全压时的的 。K12K1K1这种起动方法能耗较多，这种起动方法能耗较多，已被其他方法取代。已被其他方法取代。2 2、Y Y 起动起动适

34、用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时起动时 Y Y接；运行时接；运行时接。接。若起动电压降为原先的若起动电压降为原先的 ，起动电流减为原先的，起动电流减为原先的 起动转矩为全压时的起动转矩为全压时的 。这种起动操作方便，设备。这种起动操作方便，设备简单，应用广泛。简单，应用广泛。3131313 3、自耦补偿起动、自耦补偿起动自耦补偿起动利用自耦变压自耦补偿起动利用自耦变压器来降低定子电压以实现减器来降低定子电压以实现减小启动电流的目的。小启动电流的目的。自耦补偿起动适用于中小容自耦补偿起动适用于中小容量电机。量电机。若起动电压降为原先

35、的若起动电压降为原先的 ，起动电流减为原先的起动电流减为原先的 起动起动转矩为全压时的转矩为全压时的 。2K1K12K1二、三相绕线型感应电动机的起动二、三相绕线型感应电动机的起动（1）转子回路串电阻起动）转子回路串电阻起动 在转子回路中串联适当的电阻在转子回路中串联适当的电阻, ,既能既能限制起动电流，又能增大起动转矩。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，逐渐对称电阻，并随着转速的升高，逐渐切除起动电阻。切除起动电阻。起动电阻起动电阻 RstRst

36、Rst（2）转子串接频敏变阻器起动）转子串接频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。 起动时，起动时，S2S2断开，转子串入频敏断开，转子串入频敏变阻器变阻器,S1,S1闭合，电机通电开始起动。闭合，电机通电开始起动。起动时起动时, , ,频敏变阻器铁损大频敏变阻器铁损大, ,反反映铁损耗的等效电阻映铁损耗的等效电阻 大大, ,相当于转相当于转子回路串入一个较大电阻。随着子回路串入一个较大电阻。随着 上升上升, , 减小减小, ,铁损减少铁损减少, ,等效电阻等效电阻 减小减小, ,相当于逐渐切除相当于逐渐切除 , ,起动结起动结束束,S2,S2闭

37、合，切除频敏变阻器，转子闭合，切除频敏变阻器，转子电路直接短路。电路直接短路。 21ff n2fmRmR1.4.4 感应电动机的电磁制动感应电动机的电磁制动一、能耗制动一、能耗制动实现实现：制动时，：制动时，S1S1断开断开, ,电机脱离电网，电机脱离电网，同时同时S2S2闭合闭合, ,在定子绕组中通入直流励磁在定子绕组中通入直流励磁电流。电流。 直流励磁电流产生一个恒定的磁场，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，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，磁场作用产生的电

38、磁转矩为制动性质，转速迅速下降，当转速为零时，感应电转速迅速下降，当转速为零时，感应电动势和电流为零，制动过程结束。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回路电阻制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上上能耗制动。能耗制动。nTemA0n1C1B23 对笼型异步电动机对笼型异步电动机, ,可以可以增大直流励磁电流来增大初始增大直流励磁电流来增大初始制动转矩制动转矩 。 对绕线型异步电动机对绕线型异步电动机, ,可可以增大转子回路电阻来增大以增大转子回路电阻来增大初始制动转矩初始制动转矩 。. 101s，n所以能耗制动时由于制动电阻大小：制动电阻大

39、小：2220 20 43NBNER( . . )RI 其中，曲线其中，曲线1 1、2 2是转子电阻相同，是转子电阻相同，曲线曲线2 2的直流励磁大于曲线的直流励磁大于曲线1 1。曲线。曲线1 1、3 3是直流励磁相同，曲线是直流励磁相同，曲线3 3的转子电阻大的转子电阻大于曲线于曲线1 1。二、反接制动二、反接制动 反接制动过程反接制动过程: : 处于处于正向电动运行的三相绕线式正向电动运行的三相绕线式异步电动机，当改变三相电异步电动机，当改变三相电源的相序时，电动机便进入源的相序时，电动机便进入了反接制动过程。了反接制动过程。 反接制反接制动过程中，电动机电源相序动过程中，电动机电源相序为负

40、序。为负序。如右图所示如右图所示: :（一）定子两相反接制动（一）定子两相反接制动 由曲线我们注意到反接制动由曲线我们注意到反接制动结束后一定要立即切断电源，否结束后一定要立即切断电源，否则电机会反向起动。则电机会反向起动。绕线式电动机绕线式电动机在定子两反接同时在定子两反接同时, ,可在转子回路串联制动电阻来限可在转子回路串联制动电阻来限制制动电流和增大制动转矩制制动电流和增大制动转矩 , ,如如曲线曲线3 3所示。所示。反接制动时，理想空载转速反接制动时，理想空载转速n1 1变为变为- -n1。1111nnnnnns1特点：特点：其机械特性曲线为：其机械特性曲线为：（二）倒拉反转的反接制动

41、（二）倒拉反转的反接制动条件条件: 适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。实现实现：在转子回路串联适当大电阻：在转子回路串联适当大电阻R RB B。电机工作点由电机工作点由AB CAB C，n=0n=0，制动过程开始，电，制动过程开始，电动机反转，直到电动机稳动机反转，直到电动机稳定工作在定工作在D D点。在第四象点。在第四象限才是制动状态。限才是制动状态。由于电机反向旋转，由于电机反向旋转，n0n1s1。此时电磁转矩方向与电动此时电磁转矩方向与电动工作状态时相同，而转向工作状态时相同，而转向与电动工作状态时相反，与电动工作状态时相反，电动机处于制动工

42、作状态。电动机处于制动工作状态。三、回馈制动三、回馈制动 若感应电动机在电动机工作状态时，若感应电动机在电动机工作状态时，由于某种原因，在转向不变的情况下，由于某种原因，在转向不变的情况下，使转速使转速n大于大于n1 1，电动机便处于回馈制动电动机便处于回馈制动状态。状态。机械特性：机械特性：此制动过程中，转子电路串入电阻越大，稳定转速就越高，所以此制动过程中，转子电路串入电阻越大，稳定转速就越高，所以回馈制动时，转子电路中不宜串入过大的电阻。回馈制动时，转子电路中不宜串入过大的电阻。Tnn1AA回馈制动时的电动机的机回馈制动时的电动机的机械特性是电动工作状态的械特性是电动工作状态的机械特性在

43、第二象限的延机械特性在第二象限的延长部分。长部分。其中虚线表示绕线转子其中虚线表示绕线转子感应电动机转子串电阻感应电动机转子串电阻后回馈制动的机械特性。后回馈制动的机械特性。第四节第四节 感应电动机的调速感应电动机的调速由异步电动机的转速公式由异步电动机的转速公式116011fnn (s)(s)p 可知，异步电动机有下列三种基本可知，异步电动机有下列三种基本调速方法调速方法：（1 1）改变定子极对数）改变定子极对数 调速。调速。p（2 2）改变电源频率）改变电源频率 调速。调速。1f（3 3）改变转差率）改变转差率 调速。调速。s称为变极调速称为变极调速称为变频调速称为变频调速转子串电阻调速和

44、串极调速转子串电阻调速和串极调速一、变极调速一、变极调速以以4 4极变极变2 2极为例：极为例：U U相两个线圈，相两个线圈，顺向串联顺向串联，定子绕组产生定子绕组产生4 4极磁场：极磁场：反向串联反向串联和和反向并联反向并联，定子绕组，定子绕组产生产生2 2极磁场：极磁场： 要改变电机的极数，当然可以在定子槽内嵌放两套不同极数要改变电机的极数，当然可以在定子槽内嵌放两套不同极数的定子三相绕组，从制造的角度看，这种方法很不经济。通常是的定子三相绕组，从制造的角度看，这种方法很不经济。通常是利用改变定子绕组的接法来改变极数，这种电动机就被称为多速利用改变定子绕组的接法来改变极数，这种电动机就被称

45、为多速电动机。多速电动机均采用笼型转子，因为这时转子的极数能自电动机。多速电动机均采用笼型转子，因为这时转子的极数能自动地与定子极数相适应。动地与定子极数相适应。异步电动机的变极调速A1X1X2A2AXAXAXAXA1X1X2A2AX多速电机定子绕组的接线方式很多，其中有两种常用。多速电机定子绕组的接线方式很多，其中有两种常用。（1 1）/YY/YY联结方式联结方式T6T1T5T3T4T2低速时低速时T1T1、T2T2、T3T3输入，输入，T4T4、T5T5、T6T6开路开路高速时高速时T4T4、T5T5、T6T6输入，输入，T1T1、T2T2、T3T3连在一起连在一起-YY-YY后后, ,极数减少一半极数减少一半, ,转速增大一倍转速增大一倍, ,即即 ，保