三相异步电动机的电力拖动

1、三相异步电动机的机械特性6.1首 页本章重点 第6章 三相异步电动机的电力拖动本章内容三相笼型异步电动机的起动6.2绕线型 三相异步电动机的起动 6.3三相异步电动机的软起动 6.4三相异步电动机的调速 6.5三相异步电动机的制动6.61 内容提要： 本章介绍三相异步电动机机械特性的特点及参数表达式和实用表达式，讨论三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性，阐述三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。返 回21. 机械特性的特点、表达式3. 三相异步电动机的常用起动方法、特点和适用范围 重点：2. 三相异步电动机的人为机械特性返 回4. 三相异步电动机的各种调速方法、原理和应

2、用5. 三相异步电动机的各种制动方法、原理和应用3本次课程内容和教学要求内容： 三相异步电动机固有和人为机械特性。要求： 掌握机械特性各种表达式和适用场合。下 页上 页返 回46.1 三相异步电动机的机械特性机械特性定义在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩T与转速n（或转差率s）之间的函数关系。下 页上 页返 回T=f (n) 或T=f (s)回顾略励磁阻抗56.1.1 机械特性的参数表达式当电源参数（1、f1）、结构参数（r、x、m1、p）一定时， T-s曲线：0ssm ，DB段Tssms1 ，BA段T1/s说明：T-s曲线存在一个拐点最大转矩点B下 页上 页返 回61.最大转矩Tm

3、及其对应的转差率sm sm称为临界转差率下 页上 页返 回Tm是最大转矩TmSm考虑通常7下 页上 页返 回结论。 当f1及参数一定时，最大电磁转矩与外施电源电压平方成正比；临界转差率与外施电源电压无关。频率越高，最大电磁转矩和临界转差率越小； 漏抗越大，最大电磁转矩和临界转差率越小；转子回路电阻越大，临界转差率越大；最大电磁转矩与转子电阻无关。过载倍数异步电动机的主要性能技术指标 注意绝不能让电动机长期工作在最大转矩处，否则电流过大温升超出允许值，将会烧毁电机，同时在最大转矩处运行也不稳定。 一般异步电动机过载倍数m=1.62.2。82.起动转矩Tst起动时n=0，s=1的电磁转矩 起动转矩

4、点ATst当f1及参数一定时，起动转矩与外施电源电压平方成正比；漏电抗越大，起动转矩越小。起动转矩与转子电阻大小有关；当起动转矩为最大，等于最大转矩时，起动转矩倍数电动机起动的条件是起动转矩不小于1.1倍的负载转矩 下 页上 页返 回一般普通异步电动机起动转矩倍数为0.81.2Tst=Tm93.额定转矩TNs=sN时的电磁转矩 额定转矩点CTNSN4.理想空载点n=n1，s=0，电磁转矩T=0 点D问题异步电动机可能运行于理想空载点吗？5.稳定运行区域不可能，在理想空载点电动机无机电能量转换 在0sm区域， T与s近似成正比关系，Sm该区域中稳定运行；在（0sN）区域可长期稳定运行。当负载转矩

5、小于电动机的最大转矩Tm时，电动机就能在 在sm1区域， T与s近似成反比关系，拖动恒转矩负载不能稳定运行；拖动泵类负载时，满足T=TL处可以稳定运行，但不能长期稳定运行。 下 页上 页返 回 略空载转矩10实际应用中，三相异步电动机的参数不易得到，必须通过试验求得，在应用现场难以做到，因此参数表达式使用不便。 问题6.1.2 机械特性的实用表达式如何求得？设已知电机的额定功率、额定转速、过载能力忽略空载转矩，有将Tm和sm代入可求得机械特性方程式下 页上 页返 回略定子绕组电阻r111如果异步电动机所带的负载在额定转矩范围之内，它的转差率满足0s sN或ssm，实用表达式可简化为 机械特性的

6、直线表达式注意直线表达式的使用条件下 页上 页返 回12一台三相六极鼠笼式异步电动机，额定功率PN=7.5kW，额定电压UN=380V，额定频率f1=50Hz，额定转速nN=950r/min，过载能力m=2。试求：电动机在s=0.03时的电磁转矩T。如不采用其它措施，能否带动TL=60Nm的负载转矩？ 例：解：根据额定转速nN的大小可以判断出同步转速n1=1000 r/min，因此额定运行时，则有 Tm=2TN=275.4=150.8 下 页上 页返 回13当s=0.03采用实用表达式时 如用直线表达式计算，则 sm=2sN=220.05=0.2 由于TN=75.4Nm，TL=60Nm，如不采

7、用其它措施，也能带动负载。 =45.2 =47.2 一台三相六极鼠笼式异步电动机，额定功率PN=7.5kW，额定电压UN=380V，额定频率f1=50Hz，额定转速nN=950r/min，过载能力m=2。试求：电动机在s=0.03时的电磁转矩T。如不采用其它措施，能否带动TL=60Nm的负载转矩？ 例：解：下 页上 页返 回14一台三相绕线式异步电动机，额定功率PN=150kW，额定电压UN=380V，额定频率f1=50Hz，额定转速nN=1460r/min，过载能力m=2.3。试求：电动机在s=0.02时的电磁转矩T。如拖动恒转矩负载860Nm，电动机的转速为多少？ 思考：解：根据额定转速n

8、N的大小可以判断出同步转速n1=1500 r/min，因此额定运行时，则有 Tm=2.3TN=2.3981.2=2256.7下 页上 页返 回15当s=0.02采用实用表达式时 =743.5 T=860Nm下 页上 页返 回166.1.3 三相异步电动机的固有机械特性1.定义三相异步电动机在电压、频率均为额定值不变，定子绕组按规定方式连接，定、转子回路不外接任何电路元件条件下的机械特性称为固有机械特性 nm作特性曲线n=f(T)下 页上 页返 回17当电源相序改变，可得反向固有机械特性nm虚线示-n12.特点在0 s1范围内，0 nn1，特性在第象限，电动机处于电动状态。 在s n1，特性在第

9、象限，电动机处于发电状态，电磁量方向图(a) 。在s 1范围内，n1 ，会使起动转矩减小。Sm=1Sm1下 页上 页返 回转子串入对称三相电阻的方法应用于绕线式异步电动机的起动和调速。23课后复习要点1.异步电动机机械特性表达式2.固有机械特性3.人为特性机械特性思考题：P213 6.3、6.5作业:P215 6.29、6.31下 页上 页返 回24 三相异步电动机在实际运行过程中，由于生产上的需要而起动和停止。在选用电动机时，必须要求电动机能带动生产机械并很快地转到额定转速。6.2 三相笼型异步电动机的起动起动定义 起动指电动机接通电源后由静止状态（转速为0）加速到稳定运行状态（转速为额定转

10、速或对应负载下的稳定转速）的过程。 鼠笼式异步电动机的起动方法有两种：直接起动（全压起动）和降压起动。 下 页上 页返 回25起动性能指标 起动转矩倍数Tst/TN；起动电流倍数Ist/IN;起动时间;起动设备。起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；起动转矩尽量大，使电动机很快地转动起来 ；起动设备简单，可靠；起动时间短。起动性能要求下 页上 页返 回26起动电流与起动转矩起动电流：电动机起动瞬间（n=0,s=1）的电流。起动电流大的原因 起动时, ,转子感应电动势大,使转子电流大,根据磁动势平衡关系,定子电流必然增大。起动电流大的后果使线路产生很大电压降，导致电网电压波动，从而影响到接在电网上

11、其他用电设备正常工作；特别是容量较大的电动机起动时，此问题更突出。电压降低，电动机转速下降，严重时使电动机停转，甚至可能烧坏电动机；另一方面，电动机绕组电流增加，铜损耗过大，使电动机发热、绝缘老化；特别是对需要频繁起动的电动机影响较大。电动机绕组端部受电磁力冲击，甚至发生形变。 一般普通笼型异步电动机下 页上 页返 回27起动转矩：起动转矩不大的原因 起动时, ,远大于运行时的 ,转子漏抗 很大, 很低,尽管 很大,但 并不大. 由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,对应的气隙磁通减小.由上述两个原因使得起动转矩不大.从下述公式分析起动时必须满足Tst1.1TL条件，电动机才

12、能起动起来；在空载情况下可以满足该要求，而当重载起动时可能满足不了该要求。下 页上 页返 回28异步电动机起动应主要考虑：限制起动电流；足够的起动转矩，满足Tst1.1TL条件；结论下 页上 页返 回29将定子三相绕组直接接在三相额定电压的电源上起动。下 页上 页返 回注意6.2.1 直接起动适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。优点：设备简单，操作方便；缺点：起动电流大，须足够大的电源；说明：起动电流大，在电网的变压器容量与异步电动机起动容量相比不足够大时，直接起动会使变压器输出电压下降，当电压降U10%时，将使接在变压器上的其他电器及电动机正常工作受影响。异步电动机能否采用直接起动主要取

13、决于供电电网的容量大小。303. 容量在7.5以下的三相异步电动机一般均可采用直接起动，如果变压器容量足够大，直接起动的容量还可相应增大。允许直接起动的电动机容量通常有如下规定：1.电动机由专用变压器供电，且电动机频繁起动时电动机容量不应超过变压器容量的20；电动机不经常起动时，其容量不超过30。2.若无专用变压器，照明与动力共用一台变压器时，允许直接起动的电动机的最大容量应以起动时造成的电压降落不超过额定电压的510的原则确定。通常可用下面经验公式来确定电动机是否可以采用直接起动电动机的起动电流倍数电源允许的起动电流倍数下 页上 页返 回31例： 一台20kW电动机，起动电流与额定电流之比为

14、6.5，其电源变压器容量为560kVA，能否直接起动？另有一台75kW电动机，其起动电流与额定电流之比为7，能否直接起动？ 解： 对20kW的电动机根据经验公式 该机的直接起动电流倍数小于电源允许的起动电流倍数，所以允许直接起动。 对75kW的电动机根据经验公式 该机的直接起动电流倍数大于电源允许的起动电流倍数，所以不允许直接起动。 下 页上 页返 回32采用某种方法在起动时将加在电动机定子绕组上的电源电压降低，起动结束后恢复其额定电压运行的起动方式 下 页上 页返 回降压起动方法6.2.2 降压起动说明：当电源容量不够大，电动机直接起动的线路电压降超过10时，应采用降压起动。降压起动以降低起

15、动电流为目的，但由于电动机的转矩与电压的平方成正比，因此降压起动时，虽然起动电流减小，起动转矩也大大减小，此法一般只适用于电动机空载或轻载起动。 定子串入三相对称电阻或电抗降压起动Y- 降压起动自耦变压器降压起动延边三角形降压起动331、定子串入三相对称电阻或电抗降压起动起动时：接通KM1、断开KM2， 接入电抗器降压。起动后：接通KM1、接通KM2， 切除电抗器。选用合适的电抗值，可以得到允许的起动电流值下 页上 页返 回34等值电路分析从上图的等值电路中可见，定子串电阻或电抗起动，电压从U1降至U1，即加到定子绕组上的电压在起动时为U1，这样就减小了起动电流。定子串电抗起动时的等值电路 下

16、 页上 页返 回35起动电流及起动转矩设串电抗时电动机定子电压与直接起动时电压比值为u（u1），并略rk (zkXk)电压、电流由相值换成线值 说明电流降低了u倍，转矩降低了u2倍下 页上 页返 回u为串电抗或电阻后的起动电流与直接起动时的起动电流之比36结论 定子回路串电阻或电抗的降压起动方法虽然能降低起动电流，但使起动转矩显著减小，只适用于空载或轻载起动。电抗降压起动通常用于高压电动机，电阻降压起动一般用在低压电动机。降压起动除了限制起动电流，有时以减小起动转矩为主要目的，以减轻对机构的冲击并保证平稳加速。下 页上 页返 回37起动电抗的计算 计算X后，还应校验Tst是否满足起动时的负载转

17、矩要求。工程实际中，往往先给定允许电动机起动电流的大小下 页上 页返 回38zk的估算根据铭牌数据可知 当定子Y接时： 当定子接时：KI为起动电流倍数Ist/IN下 页上 页返 回39例： 一台笼式三相异步电动机的额定数据为：PN=60kW， UN=380V，IN=136A，起动电流倍数KI=6.5，起动转矩倍数Kst=1.1，定子绕组Y接，供电变压器限制该电动机最大起动电流为500A。若空载起动，定子串电抗器起动，求每相串入的电抗最小应是多大？若拖动TL=0.3TN恒转矩负载，可不可以采用定子串电抗器方法起动？若可以，计算每相串入的电抗值的范围是多少？（要求起动时电动机的最小起动转矩为负载转

18、矩的1.1倍） 解： 空载起动每相串入电抗值计算直接起动的起动电流Ist=KIIN=6.5136=884A 串电抗（最小值）时的起动电流与Ist的比值 下 页上 页返 回40短路阻抗 每相串入电抗最小值为 拖动TL=0.3TN恒转矩负载起动的计算 串电抗起动时最小起动转矩为 该起动转矩与直接起动转矩之比值 串电抗器起动电流与直接起动电流比值 下 页上 页返 回41起动电流 因此可以串电抗起动，每相串入的电抗最大值为 每相串入的电抗最小值为X=0.190时，起动转矩因此电抗值的范围为（0.1900.205）。 下 页上 页返 回422.Y- 降压起动起动时：开关SA合到下边，电动机定子绕组Y接降

19、压，电动机开始起动。起动后：当转速升高到一定程度后，开关SA从下边断开合向上边，定子绕组接，电动机进入正常运行。 开关QS闭合接通电源Y- 降压起动适用于运行时定子绕组接成形并有六个出线端子的三相鼠笼式异步电动机。 注意下 页上 页返 回43起动电流及起动转矩（a） 直接起动（b）Y起动图（a）直接起动：图（b）Y降压起动：下 页上 页返 回44 起动电流及起动转矩降低同样的倍数，即都为直接起动时的三分之一。起动电流起动转矩结论Y- 降压起动只适用于空载或轻载起动。Y- 降压起动只限于正常运行时定子绕组为三角形接线的电机。 Y- 降压起动限于在500V以下的低压电机(因高压电机定子出6个端头有

20、困难)。Y- 降压起动的优点 设备简单，价格便宜，故在轻载起动时应优先采用。缺点是应用时要受一定条件的限制。下 页上 页返 回453.定子绕组串入自耦变压器降压起动 定子串电阻或电抗的降压起动虽然在起动时限制了起动电流但起动转矩减小过多，只用于空载或轻载。如果负载较重时，应采用自耦变压器降压起动。起动运行当转速升高接近额定转速时，开关Q投向运行边，切除自耦变压器，定子绕组直接接在电源上，起动结束，电动机进入正常运行。 起动时开关Q投向起动一边，自耦变压器原边加上额定电压，由绕组抽头决定的副边电压加到定子绕组上，电机在低电压下起动。下 页上 页返 回46起动电流及起动转矩电动机起动电压下降为 ，

21、全压直接起动时电压为UN Ist全压直接起动时的起动电流； 电动机的起动电流(T的副边电流) 降压时电源提供的起动电流(即T的原边电流)；采用自耦变压器降压起动，与直接起动相比较，起动电流降低了(W2/W1)2倍。 起动转矩Tst U2，起动转矩也降低了(W2/W1)2倍。下 页上 页返 回47 起动电流和起动转矩降低的比值相同，与定子串电阻或电抗的起动方式相比较，在获得同样起动转矩的条件下，这种方法的限流效果好。反之，若在相同的起动电流条件下，可获得比较大起动转矩故用自耦变压器降压起动的方法能带动较大的负载起动。 国产自耦变压器为满足不同的负载要求，其副边一般有三个抽头，可根据允许的起动电流

22、和所需的起动转矩任意选择。结论自耦变压器降压起动一般用于降压起动不能满足要求，且不频繁起动的大容量电动机。这种起动方法的优点：不受电动机绕组连接方式的影响，且可按允许的起动电流和负载所需的起动转矩来选择合适的自耦变压器抽头。这种起动方法的缺点：起动设备体积较大，价格高。下 页上 页返 回48自耦变压器的选择 常用QJ3、QJ2系列，用于较大容量，Y接的鼠笼式电动机。 QJ2的抽头为：55% 64% 73% QJ3的抽头为：40% 60% 80% 其中， QJ2型自耦变压器允许在4小时内每小时连续起动5次，每次1.5秒。 QJ3 型为短时工作制，只允许在室温下连续起动两次，以后待冷却后才能再行起

23、动。选用时一定要注意这些问题。下 页上 页返 回494.延边三角形降压起动 延边三角形降压起动时，每相绕组所承受的电压比连接时大，而比连接时小，故其起动电流及起动转矩介于降压起动与形直接起动之间。 用降压起动，起动电流和起动转矩固定地减小为直接起动的1/3，无法调节。在此基础上发展了延边三角形降压起动，它的起动方法与起动法相似。 这种起动方法的优点是改变连接及连接中间抽头位置，可以获得不同的起动电流及起动转矩，以适应不同的起动要求；其缺点是结构复杂，绕组抽头多，故该方法在实际应用中受到了一定限制。 在起动时，将电动机的定子绕组的一部分接成形，另一部分接成形，当起动结束时，再把绕组改接成形接法正

24、常运行。下 页上 页返 回50例1： 一台三相笼型异步电动机PN=28kW，接，UN=380V，IN=58A，cosjN=0.88，nN=1455r/min，起动电流倍数KI=6，起动转矩倍数Kst=1.1，过载倍数m=2.3。供电变压器要求起动电流150A，负载转矩为73.5N.m。请选择一个合适的降压起动方法：能采用Y-起动方法时，应优先采用；若采用定子串电抗器起动，要求算出电抗的具体数值；若采用自耦变压器降压起动，需从55%、64%及73%三种抽头中，确定其中一种。 解 ：电动机额定转矩 保证正常起动时要求最小的起动转矩为 校验能否采用Y-起动方法满足Y-起动时的起动电流为下 页上 页返

25、 回51Y-起动时的起动转矩为 Tst1 不满足不能采用Y-起动 校验能否采用定子串电抗起动方法 限定的最大起动电流Ist1=150A 串电抗起动的最大起动转矩为 Tst1 不满足不能采用串电抗起动 校验能否采用自耦变压器降压起动 当抽头为55%时，其起动电流与起动转矩为 Tst1 可以采用当抽头为73%时，其起动电流与起动转矩为 不满足不可以采用下 页上 页返 回53例2：有一台形连接的异步电动机, UN=380V，IN=20A，cosjN=0.87，起动电流倍数KI =7，起动转矩倍数Kst =1.4，试问:（1）负载转矩TL=0.5TN时,能否采用降压起动?（2）当负载转矩TL=0.5T

26、N时,如果采用自耦变压器降压起动,试确定自耦变压器的电压抽头。(设自耦变压器有三个抽头:73%、64%、55%)（3）自耦变压器降压起动时，电网供给的起动电流是多少？ 解 ：（1）正常起动时要求起动转矩不小于负载转矩的1.1倍，用降压起动时 b，即h =(1012)b，与普通笼型异步电动机相比，这种电机的主要结构特点是转子槽形窄而深，转子导体或是整根的铜条，或是铝熔液浇铸而成。(a)漏磁通分布漏磁通分布 由于气隙和槽导体(非铁磁材料)的磁阻大而转子铁芯磁阻小，故漏磁通基本上只穿过一次槽导体。然后经槽底部铁芯形成闭合回路。 若假想沿槽高把转子导体分成若干并联小导条，它们两端为端环短接，其电压相等

27、，则各小导条中的电流将按其阻抗的反比例来分配。可见槽底部导条链的漏磁通多，则底部漏抗大，槽顶部导条链的漏磁通少，则顶部漏抗小。由于槽很深，则槽底与槽顶漏抗相差甚远，且x2f2。下 页上 页返 回57(b)电流密度分布(c)导条的有效截面起动时：n=0，s=1，f2=sf1=f1， f2较高，则sx2 较大，sx2r2，槽内电流的分布主要取决于漏抗的大小。槽顶部漏抗sx2小，则电流密度大，槽底部漏抗sx2大，则电流密度小。这种把导体中的电流排挤到槽顶部的作用称趋表效应(集肤效应，挤流效应)。图(b)中电流密度分布，它是自下而上逐渐增大，槽底部分导体在流通电流时所起作用很小，就相当于导体有效高度及

28、截面积缩小，导体电阻变大，从而减小了起动电流，增大了起动转矩。见图(c)所示，导体有效截面缩小，故起动时，转子有效电阻增加，起动性能得改善。电流密度分布及导条的有效截面下 页上 页返 回58正常运行时：s很小， f2=sf1 很小，x2s=sx2 很小，这时转子电流的大小主要由电阻决定。 r2 sx2，因各处电阻相等，则电流的分布是均匀的，导体截面积全部得以利用，而使转子电阻自动减小到较低的正常数值。(集肤效应不明显)优缺点优点：起动时转子电阻加大，改善了起动性能，而运行时为正常值，转子电阻仍然较小，不致影响电动机的运行效率。 缺点：转子槽漏抗较大，功率因数稍低，最大转矩倍数稍小，即Tm稍小。

29、下 页上 页返 回59 深槽式异步电机的机械特性从图中可见深槽式过载能力比普通鼠笼异步电机低。它的起动性能是靠降低了一些工作性能而得到改善的。曲线1为普通鼠笼式曲线2为深槽式鼠笼异步电机特性曲线普通型深槽型下 页上 页返 回602.双笼型异步电动机结构特点：电动机转子上有两套鼠笼。下笼：导体截面大，用电阻系数较小的紫铜制成，电阻较小。上笼：导体截面小，用电阻系数较大的黄铜制成，电阻较大。下 页上 页返 回61漏磁通分布(a)漏磁通分布交流电流的趋表(集肤)效应由图(a)可见。上笼链的漏磁通少，所以电抗小，而下笼的漏磁通多，故漏电抗大。上下笼电抗及电阻关系是：下 页上 页返 回62起动时： n=

30、0，s=1，f2=sf1=f1， f2较高，则sx2 较大， sx2r2，槽内电流的分布主要取决于漏抗的大小。因x2f2， x2 r2，x2上 sx2，即下笼电流大，上笼电流小，下笼起主要作用。故又称下笼为运行笼，其机械特性如图(b)曲线2所示。下 页上 页返 回63优点：曲线3为曲线1和2的合成曲线，即为双鼠笼异步电机的机械特性。可见双笼型异步电动机起动转矩较大具有较好的起动性能。缺点：转子漏抗较大，功率因数稍低，过载能力比普通型异步机低，而且用铜量较多，制造工艺复杂。价格较高。一般用于起动转矩要求较高的生产机械上。3优缺点下 页上 页返 回64方法：转子串频敏电阻起动 转子串三相对称电阻起

31、动，电阻分级切除6.3 绕线型三相异步电动机的起动下 页上 页返 回656.3.1 转子串频敏变阻器起动1.频敏变阻器的结构 铁心由厚钢板或铁板迭成，有三相绕组，接成Y形，出线为a 、b 、c去接转子。下 页上 页返 回662.串入频敏变阻器的转子等效电路rp-频敏变阻器每相绕组本身的电阻 Rmp-反映频敏变阻器铁心损耗的等效电阻Xmp-频敏变阻器50 Hz时的每相电抗 铁损等效电阻Rmp和电抗Xmp均随转子频率而变化。频敏变阻器中磁密一般取得较高，铁心处于饱和状态，励磁电流较大，电抗Xmp较小。 下 页上 页返 回673.工作原理 起动时，s=1，f2=f1，磁滞涡流损耗都很大，因而对应的等

32、效电阻Rmp很大，相当于在转子回路中串入一个较大的起动电阻Rmp，使起动电流减小而起动转矩增大，可获得较好的起动性能 ；当nsf2 铁耗 Rmp 相当于连续自动切除电阻，同时f2 Xmp sXmp 当n=nN时， f2很小， f2(13)Hz， Xmp 0， Rmp 0；相当于起动完毕，频敏变阻器被自动切除。下 页上 页返 回68 从以上分析可知，频敏变阻器是一种无触点的变阻器。它结构简单，材料和加工要求低，并且因没有触点和易磨损元件，寿命长，使用和维护方便，有较好的机械特性和起动平滑的优点；其缺点是体积较大，设备较重，且由于其电抗的存在，功率因数较低，起动转矩并不很大；一般，当绕线式异步电动

33、机在轻载起动时，采用频敏变阻器起动，重载时一般采用串电阻起动。 4.特性1固有机械特性；2带频敏变阻器机械特性下 页上 页返 回69 起动时，要限制起动电流Ist，同时希望有较大的起动转矩Tst。现以三级起动为例，即 起动级数m=3。6.3.2 转子回路串电阻分级起动1. 分级起动原理 起动前，KM1、KM2、KM3 接触器常开触点均打开，电动机在串入全部起动电阻下起动，此时转子回路每相电阻为 R3=Rst3+ Rst2+ Rst1+r2 随转速增加逐级短接起动电阻，一直加速到稳定运行点为止，起动过程结束。起动原理图下 页上 页返 回702. 分级起动特性起动瞬间，电磁转矩为最大加速转矩Tst

34、1大于负载转矩，电动机从a点沿曲线Aa开始加速，电磁转矩逐渐减小，当减小到Tst2 ，如图(a)中b点时，触点KM1闭合，切除Rst3。此时转子每相电阻变为R2= Rst2+Rst1+ r2 ，对应的机械特性变为曲线Ac。切换瞬间，转速不能突变，电动机的运行点由b点跃到c点，电磁转矩又跃升为Tst1 。此后电动机转子加速，随转速升高，电磁转矩沿曲线Ac逐渐下降到Tst2 ，如图中d点时，触点KM2闭合，切除Rst2。此后转子每相电阻变为R1=Rst1+ r2 ，电动机运行点由d点变到e点，电动机转速上升，工作点沿曲线Ae变化，最后在f点触点KM1闭合，切除Rst2 ，电动机转子绕组直接短接，电

35、动机机械特性曲线变为曲线Ag，电磁转矩回升到g点之后，电动机沿固有特性加速到负载点h点稳定运行，起动过程结束。 (b)起动速度特性 (a)起动机械特性 下 页上 页返 回71(b)起动速度特性 (a)起动机械特性 起动过程：abcdefg最后稳定运行于固有机械特性的h点，对应的加速过程如图（b） 起动过程中，转子回路外串电阻分三级切除，称为三级启动 Tst1为最大起动转矩，Tst2为最小起动转矩或切换转矩。 Tst2 （1.11.2）TLm TLm最大负载转矩 起动的快速性和平稳性与起动级数m、转矩Tst1及Tst2有关。下 页上 页返 回723.机械特性的线性化异步机的机械特性是非线性的，如

36、图所示为简化计算，在0ssm范围的机械特性可视为直线 分析：分级起动时电机工作在机械特性的工作段，即ssm段，在这段中可认s/smsm/s，可忽略实用公式中分母的s/sm项，有T2Tms/sms回顾机械特性实用表达式误差分析：将异步电动机非线性的工作段近似为一条直线。当T=Tm时，实际特性曲线s=sm，而线性化后的曲线在 T=Tm时， s=sm/2，线性化后有误差，但误差不大，在工作范围内，基本上与实际特性相重合。下 页上 页返 回73根据T=2Tms/sm，在s不变情况下，再根据 同一s值下，T 1/(r2+R)，即s不变时，转矩与转子电阻成反比。从而推出；下 页上 页返 回744. 起动电

37、阻的计算一般取Tst10.85Tm，要求Tst2(1.11.2)TLm 已知起动级数m，根据生产要求选取最大起动转矩Tst1 Tst1 / Tst2 =l ，起动转矩比 2)校验切换转矩Tst2，不合适则需修改Tst1，甚至m；并重新计算l，再校核Tst2，直至Tst2大小合适为止，再以此l计算各级起动电阻。 1)计算l3)计算各起动级总电阻 Rm为第m级起动时转子回路的总电阻；r2为转子每相电阻，正常运行时sN很小，可忽略sNx2，当转子绕组Y接时，其值为 E2N为额定运行时的转子额定（线）电动势，I2N为转子额定（线）电流 下 页上 页返 回751)计算起动级数m：起动级数m未知，已知Tst1和Tst2 取整数2)重算起动转矩比l,校验Tst2、Tst1，直至合适为止。3)计算各级起动电阻。下 页上 页返 回76计算起动电阻步骤：1.当已知