三相异步电动机的起动和调速

第10章异步电动机的起动、

调速和制动异步电动机的起动性能1. 起动电流倍数2. 起动转矩倍数3. 起动时间4. 起动时能量消耗与发热5. 起动设备的简单性和可靠性6. 起动中的过渡过程一、起动电流和起动转矩起动：从禁止不动到加速到工作转速的过程要求：在起动时有较大的起动转矩（倍数），较小的起动电流（倍数）启动过渡过程短对电网的冲击小1.鼠笼式异步电动机最初起动电流：最初起动转矩由简化等效电路例10-1：Ist=4.92IN，Tst=1.81TN，cos2=0.47要求：有足够的启动转矩，使电动机尽快加速缩短启动过程，避免长时间绕组过若；满足启动转矩时，尽量降低启动电流，减少对电源的影响。原则措施：笼型电动机可降压启动；其它如深槽、双笼转子形式。采用绕线型电机，且可以转子串电阻启动。变频或软启动2．线绕转子异步电动机转子回路中通过集电环串入附加电阻，限制起动电流，提高起动转矩。起动结束后把附加电阻切除，使正常运行有较高效率。线绕转子电机启动性能好二、制约起动的因素供电系统的容量负载的性质起动的频繁程度1.供电系统的变压器容量

对起动方式的影响供电容量比异步电动机的容量大得多，起动电流所造成的电压降落不致影响同一电网上的其它电气设备的正常工作，对非频繁起动——允许电动机在额定电压下直接起动。供电变压器的容量与异步电动机容量相差不是很大，则应采取降压措施以限制起动电流。2.负载性质对起动方式的要求1：起动时有大的负载阻力，需较大的起动转矩2：起动时负载阻力小，只需很小的起动转矩3：起动初期负载阻力小，随着转速增加转矩增加——变转矩负载，如流体负载。三、鼠笼式电动机的降压起动降压起动——起动时，施加低于额定电压的电压。电动机的转速上升到接近额定转速后，再切换到额定电压下运行。作用： 限制起动电流 起动转矩按电压的平方而下降应用： 适用于对起动转矩要求不高的场合，如风机、离心泵电机等。1.太自堵耦变涉压器旧降压厕起动设在会额定衣电压忽下直赛接起草动时葬，起虫动电孕流为始Ist。自耦旋变压买器的层变比如为k常a起动时电压降低到1/ka倍，电动机的起动电流相应减小到1/ka倍。电网供给的起动电流比直接起动时减小到倍2.谷丫呆-起动适用性于在译正常栽运行晶时定落子绕脸组按湖三角卸形连击接的萍电机辨。起动否时，蚂使定倡子绕到组为民星形碑连接校，待多转速鱼上升脸到额溉定转险速后哥，再保换接到成三掉角形就连接趟。三角形连接直接起动时起动电流星形连接起动，起动电流起动晓电流跟和转遗矩均燃减少俯为1撤/33.裤延逮边三谋角形室换接碧降压好起动四、龄线绕帽转子捕异步姻电动恭机的室起动如sk=1挂，则垃起动笼转矩颠等于飘最大汤转矩起动财变阻敬器的锦电阻拘值r’1．哥起动萄开始污时，语使全港部电烟阻均蔑串入振转子初回路错，随袄着转煮速的飘上升检，电厕磁转鹊矩将驱减小旦。2．源为了猎缩短桑起动反时间龟，通刮常随滋转速卷上升羡分级死切除壤部分蜡电阻云，使挂在整皱个起盛动过谷程中电电动疗机保转持有震较大关的电命磁转帽矩。3．鄙待起仓动完安毕后剂，转书子绕怪组便肃被短蓄路，泰转入涉正常油运行杜。频敏吉变阻盲器：三直相电揭感线软圈电阻榆值随抱频率霉的减幕小而壤自动暑减小起动篮初时河，f2=f1，涡嘴流损声耗大弯，等愚效铁钩耗电愧阻也麦大；随着课起动革过程范，f2=s固f1，减茂小，朝转子乳电流在频率依降低进，涡强流损限耗减休小，塔等效厘铁耗挤电阻有减小讨。随着个转子妇转速谅的升明高，露逐渐镜减少夏电阻五、深槽血式异垒步电贵动机De蛙ep辰b扎ar衬m益ot快or集肤循效应挤流纵效应等效截面1．聋起动宋时在刚凳起动涌时，粗f2址=f絮1。极频率皱较高餐，导肝体漏跌抗大惜于电拐阻，貌漏抗绒占主栏要成面分，运槽电渐流的驶分布愁近似姥与漏原抗成占反比刘。槽迟底部岗分漏朋抗较舌大，否该部多分电棚流较菌小。淹愈接裁近于援槽口回漏抗垃愈小嘱，该览部分辰电流香较大初——集肤建效应。由于爽电流妥的分蹦布不士均匀全，等农效槽躁导体夺的有驾效面贼积减肠小——集肤苍效应醋使槽类导体赠电阻狠增加；集肤禁效应守作用倍使槽残漏磁图通有傻所减底少，并转子第漏抗悠也有敏所减随少，欧二者量均促爪使起照动转途矩增邪大，旬改善密了起样动特毕性。启动歉瞬间缝，由船于磁律路饱驳和，敌转子寸漏抗钟将明敞显减樱小。2．狮正常瓜运行蜡时在正孤常运热行时评，由逐于转黑子电芹流的侧频率臂很低婚，槽困导体誉的漏怕抗比弹电阻页小得壳多，非槽中屡电流绩将依攀电阻灶而均墓匀分妈布，胡转子雅电阻旬恢复尽到固初有的漠直流够电阻赌。由于奖槽深捷而窄陷，转拉子漏脚抗较吗普通蛋鼠笼午式转抬子漏驶抗大佣——普功率仁因数忌及过悔载能祖力有纽奉所降甩低。深槽落式异腹步电旨动机六、双鼠陶笼式贺异步惧电动坟机Do唇ub凶le挑-s牲qu励ir景re堤l-医ca阴ge求r身ot刚or外笼承To茎p荣ba撞r：截面汇小，惩电阻际大内笼夸Bo类tt身om茄b适ar：截面捧大，炭电阻汉小内笼密交链他的漏歌磁通烦比外海笼多劈燕，漏阳抗也计大1．惩起动糕时转子帽电流锄的频峡率f2=f1，转子靠漏抗咽大于牲转子返电阻桑，电企流分莲配决船定于芳漏抗。内层搞鼠笼览有较缝大的蛋漏抗限，电陡流较稀小，吴功率横因数汤较低翅，所形产生第的电关磁转辰矩也戚较小雪。外层输鼠笼毫仅有穿非常硬小的厦漏抗晋，电煮流较潮大，匆且电奔阻较光大，阳起动栗时所趋产生狂的电区磁转赵矩也估较大橡。层袄鼠笼仅又称起动亭鼠笼。2．铜起动篇过程恨结束哄后转子兴电流春的频任率很西小，抄内层愧鼠笼技的漏汉抗很考小，贸两个计鼠笼州转子珍的电讯流分烛配决拼定于侦电阻鲁。内层海鼠笼毯电阻旅较小艺，电色流较够大，字运行扣时在五产生亮电磁刻转矩搞方面备起主检要的完作用乌，内选层鼠头笼称创为运行啦鼠笼。S=月1n=塞0双鼠异笼机幼械特红性与储等效肿电路设内留层鼠镰笼的猾电阻少和漏企抗为斤r'穗in齐和x共'i平n，来外丛层鼠宽笼的故电阻隙为r监'o渔u，凉两层说鼠笼品共同浓漏抗搜为x打'c桌o集肤苏效应供的其窄他槽侦形瓶形梯形凸形高次伯谐波堂磁场沉所产唤生的谣谐波寺转矩闷及其序对起云动的数影响一、筒异步政电机剂的高乌次谐男波磁胞场1．绑绕组都磁势钓非正该弦分感布绕组由磁势病产生躲的高歪次谐纤波磁婚势称宁为绕罩组谐倍波磁渗势定子肠齿谐齿波：2伙mq害k±1次谐切波与须定子削齿数吐有关序，与拆基波碗绕组棚因数昏相同守，有张较大虏的谐刻波磁数势。2.喂定、厉转子轮齿槽围存在迫引起免磁导哲齿谐泡波假设：在破计算绪定子盯磁导勉齿谐香波时雪认为反转子跑表面街光滑泊，在敢计算红转子羡磁导租齿谐滨波时希认为遍定子情表面弱光滑磁导激分布穷波均匀气隙基波磁场气隙磁导齿谐波磁场分解五为两请个旋击转磁司场3.电机丘磁路若系统锤的饱蝴和程张度不抚均匀例如敏：在皂磁势武波幅悦值附交近的崖齿高遇度饱鞠和，追而在钻磁密两较小府处则苗不饱热和，廊致使芬在铁瞎芯中容磁阻敌不一救致。二、森高次集谐波块磁场危产生既的附喂加转教矩及淋其对户起动仓的影妇响在定赠转子继磁场羡中，鞋如两菌磁场植极对错数相详同，鲜且以教同一拘转速饼同方财向旋蝇转就术有可俯能产航生平氏均转宗矩。由高笑次谐爪波产乔生的润附加骡转矩付，按庙性质附又可捕分为闲异步湿转矩禽和同剃步转主矩两番类。1．先异步孤附加籍转矩异步枯转矩聚是由盘定子旋转州磁场与由足该磁貌场感免应的槽转子今电流缘瑞所产狮生的转子秩磁场相互刊作用南所产脊生的嚼转矩控，其谊中只有秩极对敞数相遇同的厕磁场巴才会践产生努异步盼转矩。异步：在斯转子苹转速峡不等万于同浮步速范时，类才会锈感应乔转子蜘电流桶而形根成转扒矩。v次科谐波麻转差棵率此两杰磁场通在任揉何转仙子转舰速下凭都保岔持同模步旋广转而殿相对贪静止肆，因扯而产办生平胸均转痒矩特性傲曲线煮发生复畸变便，使蚊启动朵性能齐变坏异步谷分析早定子表7次即谐波：兰p7=7健p，财n7=n1/7白，s7=7获s-厅6，族转向额为正当转猫子转泊速n烛<n7=n1/7意时，婶s7>0泳，对台于7漂次谐染波相修当于圆处于块电动岭机状纠态，我T7>0鸭。当转洗子转旅速n擦>n7=n1/7减时，席s7<0施，对弓于7坡次谐爆波相与当于稿处于段发电罩机状短态，猎T7<0碎。2．缘瑞同步然附加浆转矩由独立器来源的极撒对数尺相同抢的两系个磁域场以街相同女转速得且同忙方向患旋转纸（当相对该静止时）畜而产驴生的水转矩掘。如定诊子磁很场超犹前转趟子磁突场，里产生兴正向竟转矩网(电灰动转监矩)史。如告转子漆磁场膜超前培定子码磁场僚，便愉产生采反向役转矩趣。如弯果不园是同哗步旋史转，塌其平佩均转体矩等丸于零树。特点：两思磁场霸彼此骆独立德，只尸在某湖一特烛定转朗速下温产生份同步租转矩定子址齿谐跪波磁岸场和输转子糠齿谐鸦波磁侵场部拼是独娇立的血，且答磁场妨较强奖，如鱼齿槽跌配合演不当枪，有杀可能遥使齿汤谐波米磁场仙满足俗极对窗数相岂同条伤件，错在某一羡特定校转速堡下形成燃较强电的同步芝转矩。转速叛n1/1枯9转速芬-(崇n1-n寨)/俊19袋+n同步漫谷产生同步转矩三、决削弱顷和消顿去附比加转筑矩的喷措施减小狸谐波织磁场钳的大厌小，帽或削波弱其辨作用1．末适当话的短厌距（如退削弱聚5、繁7次漠谐波及）2．俊斜槽（削伏弱齿朋谐波守——殃与基湾波绕谱组系炮数相铲同）3．白槽配喂合4．吉减少竟气隙搬磁导究的变唐化（如捧半闭诱口槽惹或闭帆口槽置）5．形增大瓶气隙斜槽对谐逮波磁咳场，帆相当凭于分柴布绕珠组的午作用槽配撕合定转鄙子一剧阶齿我谐波为要红消除泻齿谐坚波同祖步转芳矩，姨定子余齿数忙与转抢子齿鬼数不允应相砌等，江它们恐之间棍的差皆数也腰不应摘等于呆极数逮。异步局电动加机的似调速肌与制需动一、送异步岩电动涌机调脾速方奔法异步饮电动桥机的欧转速(1侄)改亦变供竞电电沈源的惩频率企f；(2充)改朱变电虚动机抢的极葡对数育p惭——笼型火转子轻电机；(3丙)改币变转提差率眨s：票改变赔外施班电压册U；在转膊子回孕路中范引入剖外加阴电阻控；在转绒子回狸路中内引入令附加卵电势欺。其它辩：电惜磁调暴速、现齿轮忠减速端等二、变频蠢调速改变董供电摔电源慨的频鹿率，碧可以众改变钩转子耽的转撑速，武为无级续调速变频丙调速喉时，通常她希望闯电动考机的斯主磁索通m保罢持不钻变，因州为增嚼大m将披引起妹磁路尺过分兆饱和愤，激栽磁电该流大翅大增浪加，源功率絮因素嚼降低套。如m太吵小，守则电卧机容甜量得栏不到较充分雨利用哭。在改使变频炎率的莲同时言，必须郊调节罪电压，可府根据骗不同屋负载杂要求卖，配妈以不稻同的耳U1/f1协调彩控制猪方式三、变极究调速定子感绕组杀需有员特殊米的绕中法，晌使绕放组的揉极对择数能熄随外白部接钱线的彩改变螺而改滤变。促属于分级逃调速，具戏有两块种不谱同转思速的怀电动牛机称敏为双翼速电码动机驴。（转子瞧为鼠挂笼式）变极担电机斤定子比绕组微的绕岩制有泉两种葵方法懂：1．尚双绕欠组变蓝极2．陡单绕乒组变滋极1．须双绕附组变耍极定子蹲上有巡寿两套养极对玻数不讯同相双互独赠立的浩绕组惯，每克次运钥行只枕用其阴中一修套绕组狼设计龟较方惊便，烂但材浙料利圈用率武较差音，很孕少使鸽用。2．扯单绕宪组变练极一套羡定子爬绕组股，通哲过不吴同接迁法构梅成不雅同极柜对数甩。变极并电动波机为缠鼠笼弱式转挽子，钟它可筋以随愈着定呢子极姨对数住的改度变而惭自动句改变筛极对轰数。变极咳前后衫的气僻隙磁裕密、贫转矩绍和昏功率继关系额定航转矩苹近似嫩与气厌隙磁诊密成送正比四、改变圈外施咐电压锈调速负载罗转矩T保捕持不米变当外幕施电敲压U1下降意为额效定值退的x培倍时扒，s崇增加追原有殖值的舰1/献x2倍。例：才当U1从UN降低捆至0泄.8樱UN时，杠转差怪率便确由原蜘来的献s1=a明b，炼增加简至s2＝a接c，沙s2应为哪s1的1赖/0模.82＝1院.5泡6倍灿。普通免鼠笼肚式异载步电刑动机凶额定掩转差队率很递小，骆设s评＝0态.0袋4．香则s2＝0忌.0违62味，电朴动机复的转弹速便假由0淘.9冲6n1，下恐降到攀0.远93杯8n1，调霞速范布围很占小。带恒追转矩创负载闭时不贺适宜孕采用邻调压福调速每方法姨。负载逐性质佳为变锐转矩时：异步灿电动忠机转哗子电固阻大援，有碧较软搏机械脸特性稼，稳武定运签行区渠域较农宽如果凯带风喇机、昼泵类沈机械库，其离负载赢转矩彻与转塔速平膜方成散正比诞，即重T＝送kn2采用脚调压摇调速谣可以秆获得摄较大无的调绪速范票围，桶取得烈明显饮的节良能效惜果。五、线绕验转子旨异步颠电动袄机调纲速1.匙在转维子回川路中挨接入残变阻爹器调勉速线绕史转子容异步焦电机适转子篮回路养中接帜入变胆阻器搂可以旱改变买异步山电动闻机的谊机械较特性2.珠串级康调速线绕桶转子认异步代电动通机转权子回们路中井接入否附加犁电势初实现下调速1.愁在转钩子回域路中精接入印变阻