(精)32362《电力拖动与控制(第2版)》李岚第三章.ppt

电力拖动与控制 主要内容 三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的固有机械特性与 人为机械特性 三相异步电动机的起动 三相异步电动机的制动 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的四象限运行 第一节 三相异步电动机的机械特性 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 1）起动点A 2）最大转矩点B （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 解：(1) 额定转差率 第二节 三相异步电动机的固有机械 特性与人为机械特性 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 三相异步电动机的人为机械特性是指人为 的改变电源参数或电动机参数而得到的机械 特性。 由机械特性的参数表达式可知，可以改变 的参数有定子电源电压,电源频率,极对数， 定转子电路电阻或电抗等，所以三相异步电 动机的人为机械特性种类很多。 这里介绍三种常见的人为机械特性。 1．降低定子电压的人为机械特性 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 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。 ３.定子回路串接电阻（电抗）的人为机械特性 三相异步电动机定子串对称电阻或对称电 抗器时，图3-6a中串有对称电抗。 第三节 三相异步电动机的起动 起动是指电动机接通电源后，从静止状态加 速到某一稳定转速的过程。 电动机起动瞬间,转子导体上感应电势和电流 最大,定子电流也最大,可达到(4～7)IN 。 过大起动电流将产生不良影响： 1）使电网电压波动过大，影响电网上其他用电 设备的正常运行； 2）过大的起动电流会使电动机绕组绝缘过热而 老化，缩短电动机的使用寿命。 一、异步电动机的固有起动特性 起动电流可根据图3-1计算，略去激磁 电流，令s=1得： 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 由起动转矩公式 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 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 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所需的起动转矩选用，故这种起动方法在10kW以上的三相笼型异步电动机得到广泛应用。 1）起动线路与过程 2）起动电流和起动转矩 Ｙ接法时电网供给的起动电流为 由此表明，用Y－△降压起动时，起动电流 和起动转矩都降为直接起动时的1/3 。 Ｙ－△起动只适用于正常运行为△联结电 动机。 由于起动转矩减小到直接起动时的1/3， 故只适用于空载或轻载起动。 这种起动方法的电动机定子绕组必须引出 六个出线端，这对于高电压电动机有一定的 困难，所以Ｙ-△起动只限于500V以下的低 压电动机上。 表3-