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2005-5 第5章 异步电机 5.7? 三相异步电动机的起动调速和制动 5.7.1? 三相异步电动机的起动 一、起动特点 当异步电动机直接投入电网起动时，其特点是：起动电流大（4-7倍额定电流），而起动转矩并不大。 原因是：从等效电路看，起动瞬时s=1，异步电动机对电网呈现短路阻抗，等效阻抗小，故起动电流大；从电磁转矩的物理表达式看，因起动时转子的功率因数很低，因此转子电流的有功分量并不大，同时起动时的主磁通较正常工作时小，故起动转矩不大。 5.7.1? 三相异步电动机的起动 1.? 定子串电抗器起动 在定子绕组中串联电抗或电阻都能降低起动电流，但串电阻起动能耗较大，只用于小容量电机中。一般都采用定子串电抗降压起动。 在采用电抗降压起动时，若电机端电压降为电网电压的1/a，则起动电流降为直接起动的1/a，起动转矩降为直接起动的1/a2，比起动电流降得更厉害。 因此在选择a值使起动电流满足要求时，还必须校核起动转矩是否满足要求。 2.? 自耦变压器起动 采用自耦变压器起动时，电动机的起动转矩、起动电流为全压直接起动的1/a2。 3.? 星-三角起动器起动 只有正常运行时定子绕组三角形接法且三相绕组首尾六个端子全部引出来的电动机才能采用Y-△起动器起动。 采用Y△起动器起动时，起动电流降为直接起动的1/3，起动转矩亦降为直接起动时的1/3。 4、绕线型异步电动机转子串电阻起动 对于大中型电动机带重载起动的工况，可采用绕线式异步电动机。由于大型电动机容量大，起动电流对电网的冲击较大；又因带重载，负载要求电机提供较大的起动转矩。显然前述电机起动方法很难同时满足这两个要求，而绕线式异步电动机就显示出明显的优势。 只要转子回路串的电阻合适，就既可减少起动电流又可增加起动转矩。因而电机容量大、重载这两个要求可同时满足。绕线式异步电动机转子回路串电阻起动的原理可通过T-s曲线说明。 5.7.2? 异步电动机的调速方法 异步电动机具有结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便等优点，但在调速性能上比不上直流电动机。同时，直到现在还没有研制出调速性能好、价格便宜、能完全取代直流电动机的异步电动机的调速系统。但人们已研制出各种各样的异步电动机的调速方式，并广泛应用于各个领域。根据异步电动机的转速公式 n=(1-s)n1=(1-s)60f1／p 异步电动机的调速方式有三种： (1) 变极调速。 (2) 变频调速。 (3) 改变转差率s调速。 一、变极调速 对于异步电动机定子而言，为了得到两种不同极对数的磁动势，采用两套绕组是很容易实现的。为了提高材料利用率，一般采用单绕组变极，即通过改变一套绕组的联接方式而得到不同极对数的磁动势，以实现变极调速。至于转子，一般采用笼型绕组，它不具有固定的极对数，它的极对数自动与定子绕组一致。 变极调速方法简单、运行可靠、机械特性较硬，但只能实现有极调速。单绕组三速电机绕组接法已相当复杂，故变极调速不宜超过三种速度。 二、变频调速 异步电动机的转速n=(60f1／p)(1-s)，当转差率变化不大时，n近似正比于频率f1，可见改变电源频率就能改变异步电动机的转速。在变频调速时，总希望主磁通Φm保持不变。若主磁通大于正常运行时的主磁通，则磁路过饱和而使励磁电流增大，功率因素降低；若主磁通小于正常运行时的主磁通，则电机转矩下降。在忽略定子漏阻抗的情况下，有 U1≈E1=4.44f1N1kN1Φm 为了使变频时Φm维持不变，则U1／f1应为定值。 1.? 恒转矩调速 当电机变频前后额定电磁转矩相等，即恒转矩调速时，有：电压随频率成正比变化（U1／f1应为定值）则主磁通Φm不变，电机饱和程度不变，电机过载能力也不变。电机在恒转矩变频调速前后性能都能保持不变。 2.? ?恒功率调速 在电机带有恒功率负载时，在变频前后，它的电磁功率相等。 (1)若要维持主磁通不变，即令电压随频率作正比变化则 电机过载能力随频率成正比变化。 (2) 若保持过载能力不变，则主磁通要发生变化。 变频调速的优点是调速范围大，平滑性好，变频时电压按不同规律变化可实现恒转矩调速或恒功率调速，以适应不同负载的要求。这是异步电机最有前途的一种调速方式，其缺点是目前控制装置价格仍比较贵。 三、转子回路串电阻调速 绕线式转子回