电动机的起动与调速5ppt课件

1、异步电动机的启动异步电动机的启动 启动：从制止不动到加速到义务转速的过程启动：从制止不动到加速到义务转速的过程 要求：要求在启动时有较大的启动转矩倍要求：要求在启动时有较大的启动转矩倍数，较小的启动电流倍数。数，较小的启动电流倍数。启动过渡过启动过渡过程短程短对电网的冲击电流小电动机的启动电流 当感应电动机处在停顿外形时，从电磁的角度看，就象变压器，接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无电的的联络，只需磁的联络，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间，转子因惯性还未转起当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最

2、大的切割速度来，旋转磁场以最大的切割速度-同步转速切割转子绕组，使转子绕同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可以到达的最高的电势，组感应起可以到达的最高的电势，因此，在转子导体中流过很大的电因此，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁通要抵消磁能，就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。一次磁通的作用一样。启动后为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到正常。

3、 定子方面为了维护与该时电定子方面为了维护与该时电源电压相顺应的原有磁通，遂源电压相顺应的原有磁通，遂自动添加电流。由于此时转子自动添加电流。由于此时转子的电流很大，故定子电流也增的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的得很大，甚至高达额定电流的4-7倍，这就是启动电流大的缘倍，这就是启动电流大的缘由。由。电动机直接启动影响 异步电动机直接启动，其启动电流可达额定电流的4-7倍，这样大的启动电流对电动机是有很大影响的。首先，使供电线路产生线路压降，影响电源电压。特别是大功率电动机，电压下降更为明显。 电动机的转矩与电压平方成正比，假设电压下降严重时，不仅该台电动机启动困难，而且将使

4、线路上所带的其他电动机因电压过低而转矩过小，影响电动机的出力，甚至使电动机自行停了下来。 过大的启动电流，将使电动机以及线路产生能量损耗。当然，电动机一经启动后，电流也就随之减小。但在一些特殊情况下，如频繁启动的电动机，因启动电流而引起的发热就需求思索。特别是在一些启动较慢和启动过程较长的情况下，能量损耗较大，发热更为严重。 启动电流过大对电动机及线路都是不利的。为了限制启动电流，提高启动转矩，应根据详细情况采取相应的启动方法。三相异步电动机降压时(0.8UN)的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tst0.64Tmax异步电动机的起动异步电动机的起动

5、 一、起动性能一、起动性能 电动机常用起动电流的倍数电动机常用起动电流的倍数 起动转矩倍数起动转矩倍数 来衡量起动性能。来衡量起动性能。 对普通鼠笼式电动机，起动电流倍数普通对普通鼠笼式电动机，起动电流倍数普通为为47倍，起动转矩倍数普通为倍，起动转矩倍数普通为0.91.3倍。倍。 可见鼠笼电动机起动电流较大，起动转矩可见鼠笼电动机起动电流较大，起动转矩较小，起动性能差。较小，起动性能差。NstIINstMM鼠笼式电动机的起动鼠笼式电动机的起动22012211)()(xxrrUIst1 1、降低异步电动机电源电压、降低异步电动机电源电压U1;U1;2 2、添加异步电动机定子、转子阻抗。、添加异

6、步电动机定子、转子阻抗。对鼠笼式或绕线式电动机，可以采用不同对鼠笼式或绕线式电动机，可以采用不同的方法来改善起动性能。的方法来改善起动性能。 三相鼠笼式异步电动机的起动三相鼠笼式异步电动机的起动1、直接起动、直接起动直接起动，受供电容量的限制，供电容量直接起动，受供电容量的限制，供电容量越大，起动电流在供电回路中引起的电越大，起动电流在供电回路中引起的电压降愈小。普通来说，只需直接起动电压降愈小。普通来说，只需直接起动电流在电力系统中引起的电压降不超越流在电力系统中引起的电压降不超越10%15%UN对于经常起动的电动机对于经常起动的电动机取取10%，就可以采用直接起动。，就可以采用直接起动。2

7、、 降压起动降压起动鼠笼式异步电动机定鼠笼式异步电动机定子串电阻降压子串电阻降压鼠笼式异步电动机定子串电鼠笼式异步电动机定子串电抗抗降压起动原理图降压起动原理图(1)定子串电阻或电抗降压起动定子串电阻或电抗降压起动异步电动机用自耦变压器降压起动原理图自耦变压器的一相绕组(2)自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动图6.12 Y形和形接法时的电压和电流 (a)接(运转)；(b) Y接(降压起动)异步电动机星，三角起动原理图(3)(3)星星- -三角三角(Y-(Y-) )起动起动正常情况下，正常情况下，KM2合上，合上，电动机接成三角形电动机接成三角形启动时接成星形，启动时接成星形，绕线式异步电动机

8、转子串接电阻起动绕线式异步电动机转子串接电阻起动转子串频敏变阻器起动图频敏变阻器的构造表示图图6.19 频敏变阻器的构造表示图图6.20 转子串频敏变阻器时的等效电路绕线式电动机启动性能绕线式电动机启动性能 电动机起动时为了增大起动转矩，减小起动电流，要求转子电阻大一些，运转时为了减小转子铜耗以提高电机效率，要求转子电阻小一些。对绕线式电动机，由于可以在起动时串入电阻，而在运转时把它切除，因此很好地满足了上述要求。 但绕线式异步电动机构造复杂，本钱较高，维护不便，使其运用遭到一定限制。大容量鼠笼式电动机改善启动性能大容量鼠笼式电动机改善启动性能l促使人们从鼠笼式异步电动机的转子槽形促使人们从鼠

9、笼式异步电动机的转子槽形着手，设法利用着手，设法利用“集肤效应也称挤流效集肤效应也称挤流效应来到达起动时转子电阻较大而正常运应来到达起动时转子电阻较大而正常运转时转子电阻自动变小的要求。转时转子电阻自动变小的要求。l具有这种起动性能的鼠笼式异步电动机就具有这种起动性能的鼠笼式异步电动机就是深槽式异步电动机和双鼠笼异步电动机。是深槽式异步电动机和双鼠笼异步电动机。 趋肤效应趋肤效应 亦称为亦称为“集肤效应。交变电流经过导体集肤效应。交变电流经过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体外表电流密度越大。这种景象均匀，愈近导体外表电流密度越大

10、。这种景象称称“趋肤效应。趋肤效应使导体的有效电阻添趋肤效应。趋肤效应使导体的有效电阻添加。加。 频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流经过导线时，可以以为电流只在导线外表电流经过导线时，可以以为电流只在导线外表上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流经过，就可以把这中心部分除去以节约资电流经过，就可以把这中心部分除去以节约资料。料。 因此，在高频电路中可以采用空心导线替代因此，在高频电路中可以采用空心导线替代实心导线。此外，为了

11、减弱趋肤效应，在高频实心导线。此外，为了减弱趋肤效应，在高频电路中也往往运用多股相互绝缘细导线编织成电路中也往往运用多股相互绝缘细导线编织成束来替代同样截面积的粗导线，这种多股线束束来替代同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业运用方面，利用趋肤效应可称为辫线。在工业运用方面，利用趋肤效应可以对金属进展外表淬火。以对金属进展外表淬火。 图6.14 深槽转子导条中沿槽高方向电流的分布(a)转子槽漏磁；(b)电流密度的分布；(c) 导条的有效截面深槽式异步电动机深槽式异步电动机高起动性能的三相鼠笼式异步电动机高起动性能的三相鼠笼式异步电动机(1)深槽式异步电动机深槽式异步电动机(2)双鼠笼式异步电动机双鼠笼式异步电动机漏磁强，感应电动漏磁强，感应电动势越大，感应电流势越大，感应电流越大，感应电流总越大，感应电流总是对原电流起抵消是对原电流起抵消作用。作用。图图6.15 双鼠笼转子的构造与漏磁通双鼠笼转子的构造与漏磁通(a)双鼠笼转子的构造；双鼠笼转子的构造；(b)双鼠笼转子的漏磁通双鼠笼转子的漏磁通双鼠笼深槽式电动机双鼠笼深槽式电动机 双鼠笼深槽式转子，在起动时，由于集肤效应，使起动电流集中于上部，相当于有效截面小，有效电阻大，功率因数增大，结果是电机的起动电流减小，起动转矩增大。 正常义务时，由于转子回路频率低，集肤效应极小，双鼠笼都发扬作用，相当于