三相异步电动机的电力拖动课件

3.5三相异步电动机的起动起动性能包括：

起动电流倍数Ist/IN;（起动电流小）起动转矩倍数Tst/TN;（起动转矩大）起动时间起动时消耗的能量起动设备的简单和可靠；起动的过渡时间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.3.5三相异步电动机的起动起动性能包括：起动1起动电流：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍。定子电流原因：起动时，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累电机过热影响：起动电流：中小型鼠笼式电机起动电流为额定2可以直接起动的条件：起动电流倍数3.5.1直接起动缺点：起动电流大，起动转矩并不大；优点：起动方法最简单，操作很方便。可以直接起动的条件：起动电流倍数3.5.1直接起动缺点3定子串电阻或电抗器降压起动；Y－起动用自耦变压器降压起动；3.5.2笼型异步电动机的降压起动定子串电阻或电抗器降压起动；3.5.2笼型异步电动机的41、定子串电阻或电抗降压起动对大中型异步电动机是不经济的1、定子串电阻或电抗降压起动对大中型异步电动机是不经济的5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Y接；运行时△接。起动电流关系:Y-△降压起动多用于空载或轻载起动2、Y/△降压起动起动转矩关系: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Y接；6Y－起动：正常运行

起动设：电机每相阻抗为Y－起动：正常运行起动设：电机每相阻抗为73.自耦变压器降压起动直接起动时的起动电流：降压后二次侧起动电流：变压器一次侧电流：电网提供的起动电流减小倍数：起动转矩减小的倍数：自耦变压器一般有三个分接头可供选用。3.自耦变压器降压起动直接起动时的起动电流：降压后二次侧起动83.5.3变频起动起动时，给三相异步电动机加低压低频的交流电，随着转速的上升，逐渐提高电源的电压和频率，直到额定电压和频率。3.5.3变频起动起动时，给三相异步电动93.5.4绕线型异步电动机转子串电阻起动

在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，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，逐渐切除起动电阻。3.5.4绕线型异步电动机转子串电阻起动在转子回10电动机由a点开始起动，经b→c→d→e→f→g→h，完成起动过程。转子串电阻起动电动机由a点开始起动，经b→c→d→e→f→g→h，完成11拓展：转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。起动时，S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。拓展：转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器12例:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，求：（1）接法时的启动电流Ist

（2）若启动时改为Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A例:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子（1）Is13

第四节三相异步电动机的制动第四节三相异步电动机的制动14

三相异步电动机的制动三相异步电动机的电动状态：电磁转矩T与转速n同方向，电机从电源吸收电功率，扣除自身损耗外，转变为机械功率送至负载；三相异步电动机的制动三相异步电动机的电动状态：电磁转矩T与15在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一定的运行速度。在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止。异步电动机的制动状态：T与n方向相反。在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时16电气制动的方法能耗制动反接制动回馈制动

制动方法

机械制动

利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。

电气制动

使异步电动机所产生的电磁转矩T和电动机转子的转速n的方向相反。

电气制动的方法制动方法17一、能耗制动实现：制动时，KM1断开，电机脱离电网，同时KM2闭合，在定子绕组中通入直流励磁电流。能耗制动基本原理：如图所示：一、能耗制动实现：制动时，KM1断开，电机脱离电网，同时KM181、电源两相反接的反接制动

二、反接制动实现：机械特性由1变为2，工作点由A→B→C，n=0,制动过程结束。绕线式电动机在定子两相电源反接同时,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,曲线3。

由于定子旋转磁场方向改变，理想空载转速变为-n1，S＞1。处于正向电动运行的三相绕线式异步电动机，当改变三相电源的相序时，电动机便进入了反接制动过程.反接制动过程中，电动机电源相序为负序，如图所示:1、电源两相反接的反接制动二、反接制动实现：机械特性由1变192、倒拉反转的反接制动反接制动实现：在转子回路串联适当大电阻RB。电机工作点由A→B→C，n=0，制动过程开始，电机反转，直到D点。在第四象限才是制动状态。由于电机反向旋转，n<0，所以s>1。适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。2、倒拉反转的反接制动反接制动实现：在转子回路串联适当大电阻20三、回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使n>n1。

回馈制动状态实际上就是将轴上的机械能转变成电能并回馈到电网的异步发电机状态。1、反向回馈制动（适用于将重物高速放下）

首先将定子两相反接,定子旋转磁场的同步速为-n1，特性曲线变为2。工作点由A到B。经过反接制动过程（由B到C）、反向加速过程（C到-n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到D点保持稳定运行。电机机械特性为曲线1，运行于A点。三、回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使n>n1。21回馈制动2、正向回馈制动（变极或变频调速过程中出现）电机机械特性曲线1，运行于A点。电机工作点由A变到B，电磁转矩为负，，电机处于回馈制动状态。当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为2。同步速变为。回馈制动2、正向回馈制动（变极或变频调速过程中出现）电机机械22第五节三相异步电动机的调速第五节三相异步电动机的调速23异步电动机的速度公式:

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。异步电动机的速度公式:异步电动机调速方法有：(1)变极调速24变极调速1、变极原理变极调速1、变极原理251、Y-YY变极调速

低速倍极数Y接法，高速少极数YY接法变极调速1、Y-YY变极调速低速倍极数Y接法，高速少极数YY接法变26低速Y接法时（2P）不考虑cosj和h的变化时：这种接法极数减少一半，转速增加一倍，功率增加一倍，接近恒转矩调速，适宜带起重电葫芦、运输传送带等恒转矩负载。高速YY接法时（P）变极调速低速Y接法时（2P）不考虑cosj和h的变化时：这种接法极数272、D-YY变极调速变极调速2、D-YY变极调速变极调速28这种接法极数减少一半，转速增加一倍，转矩减小了近一半，而功率仅变化了15%，接近恒功率调速，应用于各种机床的粗加工和精加工。

低速D接法时（2p）：高速YY接法时（p）：不考虑cosj和h的变化时：变极调速这种接法极数减少一半，转速增加一倍，转矩减小了近一半，而功率29变频调速变频调速：

改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调。变频调速变频调速：30变频调速因此：当变频调速时，f1下降，若电压U1不变，则使φ1增加，使磁路过度饱和，I0增大，导致功率因数降低、损耗增加、效率降低，从而使电机的负载能力变小。1.从基频向下变频调速我们知道，忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压：降低电源频率时，必须同时降低电源电压。这种方法是恒磁通控制方式变频调速因此：当变频调速时，f1下降，若电压U1不变，则使φ312.从基频向上变频调速：升高电源电压是不允许的，因此升高频率向上调速时，只能保持电压为U1不变，频率越高，磁通Φ1越低，是一种降低磁通升速的方法，类似他励直流电动机弱磁升速情况。

变频调速2.从基频向上变频调速：变频调速32f1增大，U1不变，φ1减弱。变频调速f1增大，U1不变，φ1减弱。变频调速33变频调速的特点：1、从基频向下调时，为恒转矩调速方式；从基频向上调时，为近似恒功率调速方式。2、调速范围大。3、调速稳定性好。4、频率可以连续调节，变频调速为无级调速。此种调速方法调速性能较好，发展很快。其主要环节是变频电源（常由整流器、逆变器等组成）价格较高。变频调速变频调速的特点：1、从基频向下调时，为恒转矩调速方式；从基频34

变转差调速1、转子回路串电阻调速绕线式异步电动机的转子回路串入对称三相调节电阻，其机械特性曲线ｎ=f(Ｔ)形状将发生变化。最大转矩的位置随所串电阻的增大而下移。

变转差调速1、转子回路串电阻调速绕线式异步电动机的转子35转子回路串电阻调速的特点：1、调速方法简单，初投资少；2、低速时机械特性软，调速的平滑性差，调速范围不大；3、铜耗大，效率低，电机发热严重。属于恒转矩调速，多用于断续工作的生产机械，在低速运行的时间不长，且要求调速性能不高的场合，如用于桥式起重机。转子回路串电阻调速的特点：1、调速方法简单，初投资少；属于恒36原理:

三相异步电动机的同步转速与电压无关，而最大转矩与电压的平方成正比,因此负载转矩一定时,电压越低,转速也越低,所以降低电压,可以调速。2、改变定子电压调速原理:2、改变定子电压调速373.5三相异步电动机的起动起动性能包括：

起动电流倍数Ist/IN;（起动电流小）起动转矩倍数Tst/TN;（起动转矩大）起动时间起动时消耗的能量起动设备的简单和可靠；起动的过渡时间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.3.5三相异步电动机的起动起动性能包括：起动38起动电流：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍。定子电流原因：起动时，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累电机过热影响：起动电流：中小型鼠笼式电机起动电流为额定39可以直接起动的条件：起动电流倍数3.5.1直接起动缺点：起动电流大，起动转矩并不大；优点：起动方法最简单，操作很方便。可以直接起动的条件：起动电流倍数3.5.1直接起动缺点40定子串电阻或电抗器降压起动；Y－起动用自耦变压器降压起动；3.5.2笼型异步电动机的降压起动定子串电阻或电抗器降压起动；3.5.2笼型异步电动机的411、定子串电阻或电抗降压起动对大中型异步电动机是不经济的1、定子串电阻或电抗降压起动对大中型异步电动机是不经济的42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Y接；运行时△接。起动电流关系:Y-△降压起动多用于空载或轻载起动2、Y/△降压起动起动转矩关系: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Y接；43Y－起动：正常运行

起动设：电机每相阻抗为Y－起动：正常运行起动设：电机每相阻抗为443.自耦变压器降压起动直接起动时的起动电流：降压后二次侧起动电流：变压器一次侧电流：电网提供的起动电流减小倍数：起动转矩减小的倍数：自耦变压器一般有三个分接头可供选用。3.自耦变压器降压起动直接起动时的起动电流：降压后二次侧起动453.5.3变频起动起动时，给三相异步电动机加低压低频的交流电，随着转速的上升，逐渐提高电源的电压和频率，直到额定电压和频率。3.5.3变频起动起动时，给三相异步电动463.5.4绕线型异步电动机转子串电阻起动

在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，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，逐渐切除起动电阻。3.5.4绕线型异步电动机转子串电阻起动在转子回47电动机由a点开始起动，经b→c→d→e→f→g→h，完成起动过程。转子串电阻起动电动机由a点开始起动，经b→c→d→e→f→g→h，完成48拓展：转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。起动时，S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。拓展：转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器49例:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，求：（1）接法时的启动电流Ist

（2）若启动时改为Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A例:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子（1）Is50

第四节三相异步电动机的制动第四节三相异步电动机的制动51

三相异步电动机的制动三相异步电动机的电动状态：电磁转矩T与转速n同方向，电机从电源吸收电功率，扣除自身损耗外，转变为机械功率送至负载；三相异步电动机的制动三相异步电动机的电动状态：电磁转矩T与52在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一定的运行速度。在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止。异步电动机的制动状态：T与n方向相反。在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时53电气制动的方法能耗制动反接制动回馈制动

制动方法

机械制动

利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。

电气制动

使异步电动机所产生的电磁转矩T和电动机转子的转速n的方向相反。

电气制动的方法制动方法54一、能耗制动实现：制动时，KM1断开，电机脱离电网，同时KM2闭合，在定子绕组中通入直流励磁电流。能耗制动基本原理：如图所示：一、能耗制动实现：制动时，KM1断开，电机脱离电网，同时KM551、电源两相反接的反接制动

二、反接制动实现：机械特性由1变为2，工作点由A→B→C，n=0,制动过程结束。绕线式电动机在定子两相电源反接同时,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,曲线3。

由于定子旋转磁场方向改变，理想空载转速变为-n1，S＞1。处于正向电动运行的三相绕线式异步电动机，当改变三相电源的相序时，电动机便进入了反接制动过程.反接制动过程中，电动机电源相序为负序，如图所示:1、电源两相反接的反接制动二、反接制动实现：机械特性由1变562、倒拉反转的反接制动反接制动实现：在转子回路串联适当大电阻RB。电机工作点由A→B→C，n=0，制动过程开始，电机反转，直到D点。在第四象限才是制动状态。由于电机反向旋转，n<0，所以s>1。适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。2、倒拉反转的反接制动反接制动实现：在转子回路串联适当大电阻57三、回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使n>n1。

回馈制动状态实际上就是将轴上的机械能转变成电能并回馈到电网的异步发电机状态。1、反向回馈制动（适用于将重物高速放下）

首先将定子两相反接,定子旋转磁场的同步速为-n1，特性曲线变为2。工作点由A到B。经过反接制动过程（由B到C）、反向加速过程（C到-n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到D点保持稳定运行。电机机械特性为曲线1，运行于A点。三、回馈制动实现：电动机转子在外力作用下，使n>n1。58回馈制动2、正向回馈制动（变极或变频调速过程中出现）电机机械特性曲线1，运行于A点。电机工作点由A变到B，电磁转矩为负，，电机处于回馈制动状态。当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为2。同步速变为。回馈制动2、正向回馈制动（变极或变频调速过程中出现）电机机械59第五节三相异步电动机的调速第五节三相异步电动机的调速60异步电动机的速度公式:

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。异步电动机的速度公式:异步电动机调速方法有：(1)变极调速61变极调速1、变极原理变极调速1、变极原理621、Y-YY变极调速

低速倍极数Y接法，高速少极数YY接法变极调速1、Y-YY变极调速低速倍极数Y接法，高速少极数YY接法变63低速Y接法时（2P）不考虑cosj和h的变化时：这种接法极数减少一半，转速增加一倍，功率增加一倍，接近恒转矩调速，适宜带起重电葫芦、运输传送带等恒转矩负载。高速YY接法时（P）变极调速低速Y接法时（2P）不考虑cosj和h的变化时：这种接法极数642、D-YY变极调速变极调速2、D-YY变极调速变极调速65这种接法极数减少一半，转速增加一倍，转矩减小了近一半，而功率仅变化了15%，接近恒功率调速，应用于各种机床的粗加工和精加工。

低速D接法时（2p）：高速YY接法时（p）：不考虑cosj和h的变化时：变极调速这种接法极数减少一半，转速增加一倍，转矩减小了近一半，而功率66变频调速变频调速：

改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调。变频调速变频调速：67变频调速因此：当变频调速时，f1下降，若电压U1不变，则使φ1增加，使磁