电机与拖动第三章讲解.ppt

电力拖动与控制;主要内容;异步电动机的机械特性有三种表达式 物理表达式 参数表达式 实用表达式;一、机械特性的物理表达式; ;； ; 物理表达式表明，三相异步电动机的电磁 转矩是由磁通与转子电流的有功分量相互作 用产生的。 物理表达式反映了异步电机电磁转矩产生 的物理本质，适用于对异步电动机机械特性 做定性分析。 ;二、机械特性的参数表达式;代入电磁转矩公式可得参数表达式： ; 图3-2 异步电动机的机械特性; 1）起动点A;2）最大转矩点B;通常，r1 ﹤﹤(x1+x2’); （2）Tm与r2’无关，sm则与r2’成正比。 （3）当电源电压和频率不变时， sm 和Tm 都近似地与x1+x2’成反比。;3）额定运行点C ;三、机械特性的实用表达式;式中， ;实用表达式还可以简写为 ：;例3-1:　一台三相异步电动机额定值如下;解：(1) 额定转差率;;（2）电机开始起动时,s=1代入实用表达式得： ;第二节 三相异步电动机的固有机械 特性与人为机械特性 ; 图3-3 三相异步电动机的固有机械特性 ; 其中： 曲线1为气隙磁场按正方向旋转时的固有 机械特性。 曲线2为气隙磁场反向旋转时的固有机械 特性。 气隙磁场的旋转方向取决于定子电压的相 序。;二、人为机械特性 ;1．降低定子电压的人为机械特性 ;图3-4 异步电动机降压时的人为特性; 降低电压U1对电动机运行的影响: 如果电机原在额定电压下运行，若降低 U1 ，则使n降低，s增大，I2将随E2的增大而 增大，从而引起I1增大。若I1﹥IN，则导致电 机过载，电动机长期欠压过载运行，会造成 电动机过热，缩短电动机的使用寿命。 另外，定子电压下降过多，可能出现 Tmax﹤TL，将迫使电动机停转。;２.转子电路串对称电阻的人为机械特性 ; 图3-5 绕线转子异步电动机转子电路串接对称电阻 a）电路图 b）人为机械特性; 当其它参数保持不变，仅在转子电路中串接对称电阻Rs时，要保持电磁转矩不变，必须保证下式成立：;三相异步电动机转差率的比例推移： 当转子串接对称电阻时，若保持电磁转矩 不变，则串接电阻后电动机的转差率与转子 电路中的电阻成正比地增加。 ;sm为固有机械特???上转矩为TL时的临界转差率 sm’为在同一电磁转矩下人为机械特性上的临 界转差率;３.定子回路串接电阻（电抗）的人为机械特性; 图3-6 异步电动机定子电路串接对称电抗 a）电路图 b）人为机械特性; 定子电路串接电阻或电抗一般用于三相笼型异步电动机的减压起动，以限制起动电流。 ;第三节 三相异步电动机的起动 ;1)具有足够大的起动转矩,以保证生产机械能够正常地起动； 2)在保证一定大小的起动转矩的前提下,电动机的起动电流越小越好； 3)起动设备力求结构简单,运行可靠,操作方便； 4)起动过程的能量损耗越小越好,起动时间越短越好。 最主要的要求是在起动电流比较小的情况下 得到较大的起动转矩。;一、异步电动机的固有起动特性 ; 由起动电流、起动转矩公式可知，适当增加转子电阻，可以减小起动电流，增大起动转矩，改善起动特性。 ; 鼠笼式异步电动机转子回路无法外接附加 电阻，考虑到运行效率，转子电阻也不能太 大，为了改善起动性能又保留鼠笼式电动机 的结构优点，可以采用特殊结构形式的转子， 深槽式和双鼠笼式电动机就是具有这种特殊 结构的笼型电动机。;二、笼型异步电动机的起动 ;≤;1）起动线路与过程;2）起动电流与起动转矩;直接起动时，;结论：降压后，起动电流降低到全压时的 1/α ,起动转矩降到全压时的 1/α2;化简后得; 最后还应校核起动转矩Tst，应使之满足以 下关系;4）rk和xk的估算; 按一般电动机的功率因数值，可认为 ;若空载起动采用定子串电阻的方法,求每相串入的电阻最少为多大?;解：电源允许电动机直接起动的条件是;;自耦变压器降压起 动是利用自耦变压 器二次侧加在定子 绕组上的电压以减 小起动电流。; 起动时把QC投到“起动”侧，这时自耦变压 器一次绕组加的是电源电压，二次侧电压加 在定子绕组上。 二次侧电压仅为一次侧电压的一部分，电 动机开始降压起动。 等转速接近稳定值时，将QC投向“运行” 侧，切除自耦变压器，电动机全压运行，起 动结束。; 如图3-8b所示，设自耦变压器的变比为Ka ,; 起动转矩与加在定子绕组上的电压平方 成正比，因此; 自耦变压器起动适用于容量较大的低压电动机作降压起动。 由于这种方法可获得较大的起动转矩，加上自耦变压器副边一般有三个抽头，可以根据允许的起动电流和