第四章交流电机讲义.ppt

机电传动控制 第四章 交流电机的工作原理及特性 第四章 交流电机的工作原理及特性 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 4.4 三相异步电动机的启动特性 软启动的电压、电流和转矩特性 ? 启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合； ?不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机，若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。 特点： 4.4 三相异步电动机的启动特性 3．Y-?降压启动 Y-?降压启动的接线图如图所示: 启动时，定子绕组接成星形；待转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形，电动机启动过程完成而转入正常运行。 设U1为电源线电压，IstY及Ist?为定子绕组分别接成星形及三角形的启动电流（线电流），Z为电动机在启动时每相绕组的等效阻抗。则有 所以 4.4 三相异步电动机的启动特性 Y-?降压启动方法的特点： ? 设备简单、经济、启动电流小； ? 启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合； ? 只适用于正常运行时定子绕组接线为?的异步电动机。 4.4 三相异步电动机的启动特性 4．自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。 自耦变压器启动时的一相电路，由变压器的工作原理知，此时，副边电压与原边电压之比为 启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压启动时的K倍，因而电流也是全压启动时的K倍，即I2=KIst；而变压器原边电流 I1=KI2=K2Ist ，即此时电网供电电流I1是直接启动时电流Ist的K2倍。 4.4 三相异步电动机的启动特性 特点： ? 与Y-?降压启动时情况一样，只是在Y-?降压启动时的 K为定值，而自耦变压器启动时的K是可调节的，这就是此种启动方法优于Y-??启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的K2倍。 ? 变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适于启动频繁的电动机。 4.4 三相异步电动机的启动特性 5.软启动器 软启动器（软启动器）是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置（Soft Starter）。软启动器采用三相全控桥式整流电路来适时调节定子电压，以限制电动机定子的启动电流并保持恒值，实现平滑启动。也可避免启动过流跳闸。 软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。 电动机软起动 电动机 直接起动 I软起动 tRamp M n ne I I起动 ne M负载 n tRamp 二、线绕式异步电动机的启动方法 鼠笼式异步电动机的启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。 线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。 在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电阻法和频敏变阻器启动法。 1．逐级切除启动电阻法 采用逐级切除启动电阻的方法，其目的和启动过程与他励直流电动机采用逐级切除启动电阻的方法相似，主要是为了使整个启动过程中电动机能保持较大的加速转矩。启动过程如下图所示： 4.4 三相异步电动机的启动特性 4.4 三相异步电动机的启动特性 2．频敏变阻器启动法 频敏变阻器实质上是一个铁心损耗很大的三相电抗器，铁心由一定厚度的几块实心铁板或钢板叠成，一般做成三柱式，每柱上绕有一个线圈，三相线圈连成星形，然后接到线绕式异步电动机的转子电路中。通过发热效应和反电动势效应来限制启动电流。特点是电流频率越高，感抗越大，等效电阻越大。 启动初期，S大，阻抗大，电流小，随着转速上升，S逐渐减小，转子电流频率随之减小，等效阻抗减小。 优点：