第5章三相感应电动机的电力拖动

第五章三相感应电动机的电力拖动5－1三相感应电动机的机械特性——一、机械特性的三种表达式1物理表达式——感应电动机的转矩常数在不同转速时，T与m及转子电流的有功分量遵循左手定则。一、机械特性的三种表达式一、机械特性的三种表达式2参数表达式发电电动一、机械特性的三种表达式临界转差率使，即可求得最大转矩由于过载倍数一、机械特性的三种表达式起动转矩起动转矩倍数一般三、实用表达式一、机械特性的三种表达式忽略

r1

得机械特性的实用表达式机械特性的直线表达式（）注（1）实用表达式的使用情况；（2）Sm的求解二、固有机械特性1）起始点A特点：n＝0，s＝1，起动转矩TQ，起动电流IQ。2）额定工作点B特点：n＝nN，额定转矩TN，。3）同步转速点H；特点：n＝n1，s＝0，转矩T＝0，，。4）最大转矩点P和P′电动状态最大转矩点P：反馈制动最大转矩点P′：练习：已知一台三相异步电动机，额定功率PN＝70kw，额定电压220v/380v，额定转速nN＝725r/min，过载倍数M＝2.4。求其固有机械特性的实用公式。三、人为机械特性（一）降低不变不变降低后电动机电流将大于额定值，电动机如长时连续运行，最终温升将超过允许值，导致电动机寿命缩短，甚至烧坏。三、人为机械特性T不变（恒转矩），人为机械特性的直线表达式降压后的人为机械特性实用表达式（二）转子电路内串联对称电阻转子电路串联对称电阻适用于绕线转子感应电动机的起动，也可用于调速。n1、Tm不变三、人为机械特性三、人为机械特性转子串电阻后的人为机械特性实用表达式人为机械特性的直线表达式5－2三相感应电动机的起动一、感应电动机的固有起动固有起动：按固有机械特性起动。起动电流起动转矩一般只有输出功率小于7.5kW才直接起动。二、笼型感应电动机的起动方法如果功率大于7.5kW，而电源总容量较大，能符合下式要求者，电动机也可允许直接起动。≤起动电流倍数电机的产品目录中给出如果不能满足要求，则必须采用减压起动的方法。1直接起动SH:供电电源的容量二、笼型感应电动机的起动方法2降压起动笼型异步电动机电抗减压起动的原理图笼型异步电动机电阻减压起动的原理图（1）电阻或电抗减压起动二、笼型感应电动机的起动方法——降压起动电阻或电抗减压起动特点：1起动平稳、运行可靠、构造简单，其中电阻减压起动在起动阶段功率因数较高；2起动转矩与电压的平方成正比减少，因此只适用于轻载或空载起动；3采用手动或自动控制线路，成本较高，且起动时电能损耗较多，实际应用不多。（2）自耦变压器降压起动二、笼型感应电动机的起动方法——降压起动异步电动机自耦补偿起动的原理线路图自耦变压器的减压原理图自耦变压器起动特点：1起动转矩和起动电流(对电网而言)降低同样倍数；2变压器的副边绕组一般有三个抽头，分别为电源电压的40％，60％和80％，以满足不同负载的要求；3适用于容量较大的低压电动机减压起动，应用很广泛；4体积大，重量大，价格高，需维护检修。二、笼型感应电动机的起动方法——降压起动二、笼型感应电动机的起动方法——降压起动（2）Y－起动笼型异步电动机星形三角形起动的原理线路图特点：1只能用于正常运转时定子绕组为三角形联接的电动机；2体积小、重量轻、价廉物美，运行可靠，检修方便；3起动电压只能降到。电源线电流二、绕线式感应电动机的起动方法转子回路串电阻起动二、绕线式感应电动机的起动方法令二、绕线时感应电动机的起动方法转子回路串电阻起动特点：可限制起动时转子和定子电流，且增大起动转矩，减少起动时间，绕线式转子比笼型有更好的起动特性，适用于功率较大的重载起动。思考题：1某三相鼠笼式异步电动机铭牌上标注的额定电压为380/220V，接在380V的交流电网上空载启动，能否采用Y/降压启动？2三相异步电动机定子绕组接法为？时，才可能采用Y/降压启动？3三相绕线式异步电动机转子回路串入电阻可以增大启动转矩，串入电阻值越大，启动转矩也越大，对吗？4一般三相鼠笼异步电动机采用自耦变压器启动时，可以拖动额定负载启动吗？（1）不能；（2）接；（3）不是；（4）不能5－3三相感应电动机的制动一、反接制动1转向反向的反接制动（适用于将重物低速下放）电磁功率与轴上输入功率全部消耗在转子回路的电阻上。2、定子两相对调的反接制动一、反接制动在反接制动过程中，转子感应电动势比起动时大，故需在转子回路串接电阻。转子回路串电阻的人为机械特性()一、反接制动二、回馈制动1、电机回馈制动（发电）运行状态二、回馈制动1、转向反向的回馈制动机械特性：2、转向不变的回馈制动二、回馈制动电车下坡时回馈制动的机械特性思考题：1三相异步电动机运行于反向回馈制动状态时，是否可以把电动机定子出线端从接在电源上改变为接在负载（用电器如电灯）上？为什么？答：不能。还需从电源吸收无功功率建立磁场。2三相异步电动机拖动反抗性恒转矩负载运行，若TZ较小，采用反接制动停车时应注意什么问题？答：当接近n＝0采用抱闸等停车措施。3一台八极绕线式三相异步电动机起重机的主钩，提升额定负载。现要以相同的速度把负载下放，可采用的方法：A降低电机电源电压；B对调定子绕组任意两出线端；C转子绕组中串入三相对称电阻C练习题：某绕线式异步电动机铭牌参数如下：PN＝75kW，U1N＝380V，I1N＝144A，E2N＝399V，I2N＝116A，nN＝1460r/min,M=2.8。（1）当负载转矩TZ＝0.8TN，要求转速nB＝500r/min时，转子每相串入多大电阻？（2）电动机在n＝nN的电动状态，采用定子两相对调的反接制动，如要求开始的制动转矩等于1.5TN，则转子每相应串接多大电阻？（3）如该电动机带位能负载，负载转矩TZ＝0.8TN，要求稳定下放转速n=-300r/min，求转子每相的串接电阻。三、能耗制动恒定磁场的产生三、能耗制动能耗制动的机械特性1等效三相交流电流n:能耗制动时转子的转速n1:正向电动时磁场同步转速能耗制动时假想的旋转磁场的同步转速等效的交流电源的频率三、能耗制动2能耗制动时的机械特性三、能耗制动能耗制动时机械特性的参数表达式转子回路串电阻三、能耗制动实用表达式当时直线表达式思考题：三相笼型异步电动机能耗制动时，若定子接线方式不同而通入的直流电流相同，电动机的制动转矩开始瞬间一样大小吗？不同，只有等效交流电流相同，其制动转矩开始瞬间一样。5－4三相感应电动机的调速感应电动机转速调节电动机转速的两个基本途经：改变同步转速1改变电机极对数p；2改变电源频率f。改变转差率降低定子输入电压；转子回路串电阻。一感应电动机的变极调速1变极调速原理调速原理：两个“半相绕组”顺串时可将极对数增加一倍；两个“半相绕组”反并时可将极对数减少一倍。一感应电动机的变极调速2变极的原理接线一感应电动机的变极调速2变极的原理接线3变极调速的机械特性一感应电动机的变极调速一感应电动机的变极调速变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的关系。输出功率假设与cos1在变极前后不变忽略定子损耗，则电磁功率与输入功率相等一感应电动机的变极调速恒转矩调速，适用于恒转矩负载。近似恒功率调速，适用于恒功率负载。一感应电动机的变极调速特点：1机械特性较硬，既适合于恒转矩负载也适用于恒功率负载；2有级调速，适合于不需平滑调速的场合。二感应电动机的变频调速1变频调速时频率与端电压的关系保持主磁通不变电源的输出电压大小与其频率成正比的调节。保持电动机过载能力不变二感应电动机的变频调速恒转矩负载恒功率负载2变频调速时的机械特性二感应电动机的变频调速二感应电动机的变频调速特点：1机械特性较硬，调速范围广，可适应不同负载要求。2调速平滑性好。3电压下调，且保持u/f＝常数时，Tm＝常数，nm＝常数，即不同频率的各条机械特性是平行的，硬度相同。练习题一台绕线式三相异步电动机，其额定数据为：PN＝75Kw，nN＝720r/min，UN＝380V，IN＝148A，M＝2.4，E2N＝213V，I2N＝220A。拖动恒转矩负载TZ＝0.85TN时，欲使电动机运行于n＝540r/min。（1）若采用转子回路串电阻，求每相电阻值。（2）若采用降压调速，求电源电压。（3）若采用变频调速，保持U/f＝常数，求频率与电压。习题课补充习题电源转速（r/min）转差率n1

（r/min）运行状态极数P1Pm正序14501500＋＋正序11506正序1.8750500反接制动过程10负序0.05-500-0.05反向回馈制动4答案电源转速（r/min）转差率n1

（r/min）运行状态极数P1Pm正序14500.331500正向电动4＋＋正序1150-0.151000正向回馈制动6－－正序-6001.8750转向反向的反接制动8＋+负序5001.83-600反接制动过程10＋+负序-4750.05-500反向电动12＋＋负序－1575-0.05-1500反向回馈制动4－－一台绕线式三相异步电动机，定子接，其额定数据为：PN＝40Kw，nN＝1470r/min，U1N＝380V，IN＝148A，M＝2.6，r2＝0.08，fN=50Hz。（1）若转子回路每相串入R＝0.52,当TZ＝TN时，电机转速为多少？（2）若TZ＝TN为位能性负载，要使该机进入反接制动状态，则转子