感应电动机启动、深槽和双笼电动机

1、5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院一、转速特性一、转速特性).P(fnffUU:NN2 时时和和在在定定义义二、转矩特性二、转矩特性).P(fTffUU:NN22 时时和和在在定定义义三、定子电流特性三、定子电流特性四、定子功率因数特性四、定子功率因数特性).P(fcosffUU:NN21 时时和和在在定定义义五、效率特性五、效率特性).P(fffUU:NN2 时时和和在在定定义义工作特性的曲线如工作特性的曲线如图所示：图所示：).P(fIffUU:NN21 时时和和在在定定义义感应电动机的工作特性感应电动机的工作特性5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电

2、动机中原工学院信息商务学院一一台额定功率台额定功率10kW10kW三相四极感应电动机三相四极感应电动机,380V,D,380V,D接接, ,额定线电流额定线电流19.87A,19.87A,运行在运行在1452r/min,1452r/min,测得输入功率测得输入功率11389W,11389W,定子线电流定子线电流19.87A19.87A。已知空载实验测得。已知空载实验测得R R1 1=1.33=1.33，p p=100W=100W，P PFeFe=322W=322W，p p按比按比1%P1%PN N计算。求转差率，电磁转矩，功率因数，效率。计算。求转差率，电磁转矩，功率因数，效率。032. 01

3、50014521500min/1500sssnnnsrnNmPTWPPPPWRIpAIIWPseeFecuecu11.67601500210542105423229 .524113899 .52433. 147.113347.11387.193113891121211111WppPPWpWpWPsPe1000020010204)(1001000001. 01001020410542)032. 01 ()1 (2%8 .871138910000871. 087.193803113893cos121PPUIP5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院1 1、三相异步电动机

4、直接起动特点、三相异步电动机直接起动特点2 2、笼型感应电动机的起动、笼型感应电动机的起动3 3、绕线型感应电动机的起动、绕线型感应电动机的起动4 4、深槽和双笼感应电动机、深槽和双笼感应电动机感应电动机的起动、深槽和双笼感应电动机感应电动机的起动、深槽和双笼感应电动机5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院 三相异步电机三相异步电机起动起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳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定运行状态的过程. .1 1）起动电流大）起动电流大 起动时起动时, , ,转子电动势很大，故转子电动势很大，故转子电流很大，励磁转子电流很

5、大，励磁电流可以忽略，电流可以忽略，根据磁动势平衡关系根据磁动势平衡关系, ,定子电流必然增大定子电流必然增大1, 0sn11221212(5 7)( )()stNUIIRcRxcx1 1、三相异步电动机直接起动特点、三相异步电动机直接起动特点5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院2 2）起动转矩不大）起动转矩不大从下述公式分析从下述公式分析2steTmstTTCI cos 起动时起动时, , ,远大于运行时的远大于运行时的 , ,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. .1 ss22sXsX2cos2I22c

6、os I222222cosstRRxststmTJstICT22cos NT)21( 5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院异步电机直接起动存在的问题：异步电机直接起动存在的问题：1 1、起动电流大，影响：、起动电流大，影响：v 线路压降大，电网电压下降，影响其他负载运行。线路压降大，电网电压下降，影响其他负载运行。v 如频繁起动，发热严重，易损坏电机如频繁起动，发热严重，易损坏电机2 2、起动转矩不够大，影响：、起动转矩不够大，影响：v 无法重载起动无法重载起动v 起动时间长起动时间长5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院 T Ts

7、tst= 1-2T= 1-2TN N I Istst= 5-7I= 5-7IN N, , 优点优点: :方法简单方法简单 缺点缺点: :冲击电流大冲击电流大1 1）直接起动）直接起动2 2、笼型感应电动机的起动、笼型感应电动机的起动5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院 降低电压降低电压, ,以减小电流以减小电流起动转矩同时减小起动转矩同时减小 适用范围适用范围: :起动转矩要求不高的场合起动转矩要求不高的场合 常用降压方法常用降压方法: :星三角变换星三角变换; ;自耦变压器法自耦变压器法2 2）降压起动）降压起动5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中

8、原工学院信息商务学院直接起动直接起动：U1LI1stILstUUII1113 ，Y Y起动：起动：，311LUU 311II 则：则：3311ststIIII 1133ststUUTT，U1LstI 1U 1I v结论：结论：T Tst st 和和 I Ist st 都下降为直接起动的都下降为直接起动的 1/31/3。v优点：优点：Y- Y- 降压起动多用于空载或轻载起动，设备简单降压起动多用于空载或轻载起动，设备简单v缺点：只适用于缺点：只适用于接法电机，电压下降倍数不变。接法电机，电压下降倍数不变。 Y- Y- 降压起动降压起动起动时起动时Y Y接；运行接；运行时时接。接。5.9 感应电动

9、机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院stI 1N1U stI 1U2N1UstIKUU11 KIIstst 流过电机绕组的电流：流过电机绕组的电流：2KIKIIststst 则电网提供电流：则电网提供电流：211ststUUKTTK因，v 原理：设原理：设N N1 1/ /N N2 2 = = K K加在电机绕组上的电压加在电机绕组上的电压: :v 结论：结论：T Tst st 和和 I Ist st 都下降为直接起动的都下降为直接起动的1/1/K K2 2。v 优点：不受电机接线方式的影响优点：不受电机接线方式的影响, ,并可选择不同分接头并可选择不同分接头, , 调节起动电

10、压调节起动电压. .v 缺点：体积大，价格高，需维护。缺点：体积大，价格高，需维护。自耦变压器起动自耦变压器起动5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院 由于大型电动机容量大，起动电流对电网冲击较由于大型电动机容量大，起动电流对电网冲击较大，又因带重载，负载要求电机提供较大的起动转大，又因带重载，负载要求电机提供较大的起动转矩，显然前述笼型异步电动机起动方法很难同时满矩，显然前述笼型异步电动机起动方法很难同时满足这两个要求。足这两个要求。 而绕线式异步电动机就显示出明显的优势。只要而绕线式异步电动机就显示出明显的优势。只要转子回路串的电阻合适，就可降低起动电流，同时

11、转子回路串的电阻合适，就可降低起动电流，同时增大起动转矩。增大起动转矩。 因而绕线式三相异步电动机可以因而绕线式三相异步电动机可以应用在重载和频应用在重载和频繁起动繁起动的生产机械上。的生产机械上。3 3、绕线型感应电动机的起动、绕线型感应电动机的起动5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院1 1）转子串电阻分级起动）转子串电阻分级起动2 2）转子串频敏变阻器起动）转子串频敏变阻器起动 绕线型感应电动机的起动方法：绕线型感应电动机的起动方法： 绕线型异步电动机一般用在重载和频繁启动的绕线型异步电动机一般用在重载和频繁启动的生产机械。生产机械。5.9 感应电动机的起动

12、，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院（一）转子串联电阻起动（一）转子串联电阻起动 电动机起动时，变阻器应调在最大电阻位置，然后将定子接通电动机起动时，变阻器应调在最大电阻位置，然后将定子接通电源，电动机开始转动。随着电动机转速的增加，均匀地减小电阻，电源，电动机开始转动。随着电动机转速的增加，均匀地减小电阻，直到将电阻完全切除。待转速稳定后，将集电环短接，同时举起电直到将电阻完全切除。待转速稳定后，将集电环短接，同时举起电刷刷 。211222112122stm pU RTf( RR )( XX ) 1221212( )()stUIRcRxcx5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动

13、机中原工学院信息商务学院 电动机由电动机由a a点点开始起动，经开始起动，经bcdebcdef ghf gh，完，完成起动过程。成起动过程。起动过程起动过程正常运行时，所串电阻直接短接正常运行时，所串电阻直接短接5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院 若起动时需最大转矩，可在转若起动时需最大转矩，可在转子回路串入适当电阻子回路串入适当电阻, ,使使s sm m=1.=1.5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院（二）转子串联频敏变阻器起动（二）转子串联频敏变阻器起动 mR 当电动机起动时，转子频率较高，频敏变阻器内的与频率平方当电动机起

14、动时，转子频率较高，频敏变阻器内的与频率平方成正比的涡流损耗较大，成正比的涡流损耗较大， 值也因之较大，起限制起动电流及增值也因之较大，起限制起动电流及增大起动转矩的作用。随着转速的上升，转子频率不断下降，频敏变大起动转矩的作用。随着转速的上升，转子频率不断下降，频敏变阻器铁心的涡流损耗及阻器铁心的涡流损耗及 值跟着下降，使电动机起动平滑。值跟着下降，使电动机起动平滑。 mR5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院Nm ).(.n)R(RITsststst1232607502473013405230

15、360232225.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院从结构上改善三相笼型异步电动机起动性能的方法从结构上改善三相笼型异步电动机起动性能的方法4 4、深槽和双笼感应电动机、深槽和双笼感应电动机5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院（一）深槽感应电动机（一）深槽感应电动机 转子频率愈高，槽高愈大，转子频率愈高，槽高愈大，集肤效应集肤效应愈强。愈强。n槽漏磁动势分布槽漏磁动势分布n下部漏抗大下部漏抗大n上部漏抗小上部漏抗小n起动时，转子电流频率高，漏抗起动时，转子电流频率高，漏抗较大，且远大于电阻较大，且远大于电阻. .产生集肤效产生集肤

16、效应应, ,上部电流密度大上部电流密度大, , 相当于导条相当于导条有效截面积减小有效截面积减小, ,电阻增大电阻增大. .n正常运行时，转子电流频率很低正常运行时，转子电流频率很低, ,漏抗与电阻差值不大漏抗与电阻差值不大. .电流均匀分电流均匀分布布, ,集肤效应消失集肤效应消失. .电阻恢复正常。电阻恢复正常。特点：转子槽深而窄特点：转子槽深而窄5.9 感应电动机的起动，深槽和双笼感应电动机中原工学院信息商务学院（二）双笼型感应电动机（二）双笼型感应电动机双笼异步电双笼异步电动机的机械动机的机械特性特性双笼型转双笼型转子的结构子的结构与漏磁通与漏磁通这种异步电动机的转子上有两套导条，如图这种异步电动机的转子上有两套导条，如图所示的上笼与下笼，两笼间由狭长的缝隙隔所示的上笼与下笼，两笼间由狭长的缝隙隔开。上笼通常用电