电机与拖动三相异步电动机电力拖动运行.pptx

第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一16.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性 6.3 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 6.2 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 6.4 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 6.5 异步电动机的各种运行状态异步电动机的各种运行状态 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一2三相异步电机电磁转矩物理表达式三相异步电机电磁转矩物理表达式三相异步电机电磁转矩物理表达式三相异步电机电磁转矩物理表达式 Pem=m2 E2 I2 cos 2E2=4.44 f1 kW2N2 m Tem=Pem 160Pem2 n1=Tem=CT m I2 cos 2 电磁转矩常数电磁转矩常数:p Pem 2 f1 =4.44 pm2kw2N2 2 CT=pm2kW2N2 1 2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一3三相异步电机转矩转差特性（参数表达式）三相异步电机转矩转差特性（参数表达式）三相异步电机转矩转差特性（参数表达式）三相异步电机转矩转差特性（参数表达式）R2 sPem=m1 I22，2f1 p 1=根据根据:Tem=，Pem 1 U1 I2=R1(X1 X2)2 R2 s 2 m1p2 f1 U1 Tem=R1(X1 X2)2 R2 s2 R2 s 2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一4 Tem s 曲线曲线 1M S O Tem s-1 发电机发电机 电动机电动机 制动制动 s 0 s=0 n=n1 n=0 n n1 n 0 n 0 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一51.1.最大（临界）转矩最大（临界）转矩最大（临界）转矩最大（临界）转矩 T Tm m 临界转差率：临界转差率：电动状态取电动状态取“”，发电状态取，发电状态取“”。sm=R1(X1 X2 )2 R2 2 当当 R1 (X1 X2 )时：时：sm R2X1 X2 T pm1U1 4 f1(X1 X2)2 Tm=R1 R1(X1 X2 )2 U1m1p 4 f1 2 2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一6 结论：结论：当当 f1 和电机参数不变时，异步电机的和电机参数不变时，异步电机的 Tm 与与 电源相电压电源相电压 U1 的平方成正比。的平方成正比。当当 U1 和和 f1 一定时，一定时，Tm 近似与定、转子漏抗近似与定、转子漏抗 之和成反比。之和成反比。Tm与与 R2 无关，而无关，而 sm与与R2 成正比。成正比。如如 R2 变大变大时，时，Tm不变，但不变，但 sm 则随之增大。则随之增大。如忽略如忽略 R1，Tm与与 成正比。成正比。U1 f1 2 过载倍数过载倍数(最大转矩倍数最大转矩倍数)KT：Tm TN KT=第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一72.2.起动转矩起动转矩起动转矩起动转矩 T Tst st s=1 时：时：m1p2 f1U1 R2 Tst=(R1 R2)2(X1 X2)2 2 结论：结论：当当 f1 和电机参数不变时，异步电机的和电机参数不变时，异步电机的 Tst 与电源相电压与电源相电压 U1 的平方成正比。的平方成正比。当当 U1 和和 f1 一定时，一定时，Tst 近似与定转子漏抗之和成反比。近似与定转子漏抗之和成反比。在一定的范围内增加在一定的范围内增加 R2 时，可增大时，可增大 Tst。当当sm=1 时，时，Tst=Tm，Tst 最大。最大。起动转矩倍数起动转矩倍数 Tst TN Kst=第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一8三相异步电动机的主要性能指标三相异步电动机的主要性能指标三相异步电动机的主要性能指标三相异步电动机的主要性能指标 1.额定效率额定效率 N N=72.5%96.2%（Y 系列）系列）2.额定功率因数额定功率因数 cos N cos N=0.7 0.9（Y 系列）系列）3.最大转矩倍数最大转矩倍数 km kT=1.8 2.2（Y 系列）系列）4.堵转转矩倍数堵转转矩倍数 kst kst=1.6 2.2（Y 系列）系列）5.堵转电流倍数堵转电流倍数 kI kI=5 7（Y 系列）系列）第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一96.1 6.1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性6.1.1 6.1.1 固有机械特性固有机械特性固有机械特性固有机械特性 当当 U1L=U1N、f1=fN，且绕线型转子中不外串，且绕线型转子中不外串 任何电路参数时的机械特性。任何电路参数时的机械特性。n1 Tem n O S M 同步点：同步点：n=n1，s=0，Tem=0 起动点：起动点：n=0，s=1，Tem=Tst 临界工作点：临界工作点：s=sm，n=(1sm)n1，Tem=TmTm(1sm)n1第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一10n1Tem n O S M1.1.稳定运行区域稳定运行区域稳定运行区域稳定运行区域 工作段工作段N nM 稳定运行条件：稳定运行条件：dTLdndTemdn 额定运行点额定运行点 N：n=nN，s=sN，Tem=TN，P2=PN。额定状态额定状态说明了电动机说明了电动机 长期运行的能力：长期运行的能力：TLTN，P2PN，I1IN。sN=0.01 0.06 很小，很小，Tem 增加时，增加时，n 下降很少下降很少 硬特性。硬特性。硬特性硬特性 TL 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一112.2.固有机械特性的实用表达式固有机械特性的实用表达式固有机械特性的实用表达式固有机械特性的实用表达式 忽略忽略 R1 的影响，则的影响，则 sm=R2X1 X2 T=pm1U1 4 f1(X1 X2)2 m1p2 f1 U1 Tem=(X1 X2)2 R2 s2 R2 s 2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一12将将 Tem 与与 Tm 相除得：相除得：=(X1 X2)2 R2 s2 R2 s Tem Tm 2 (X1 X2)=sm ss sm 2 Tem=sm ss sm 2Tm 即即 sm s=解上述方程，可得解上述方程，可得 根据根据 s 和和 sm 的相对大小，取的相对大小，取“”或取或取“”。()2=1 s sm Tm Tem Tm Tem 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一13 若忽略若忽略 T0，则在额定负载时，则在额定负载时 sN=sm(kT kT1)2 sm=sN(kT kT1)2 实用公式计算简单、使用方便，实用公式计算简单、使用方便，但只适用于一定的范围内，即但只适用于一定的范围内，即 0 s sm。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一14 【例例6-1】Y280M-4 型三相异步电动机，额定功率型三相异步电动机，额定功率 PN=90 kW，额定频率，额定频率 fN=50 Hz，额定转速，额定转速nN=1480 r/min，最大转矩倍数最大转矩倍数KT=2.2。试求：。试求：(1)该电动机的电磁转矩实该电动机的电磁转矩实 用公式；用公式；(2)当转速当转速 n=1 487 r/min 时的电磁转矩；时的电磁转矩；(3)当负载转矩当负载转矩 TL=450 N m 时的转速。时的转速。n1nN n1sN=0.0133 1 5001480 1 500解：解：(1)额定转差率为额定转差率为 额定转矩为额定转矩为 TN=9.55PNnN最大转矩为最大转矩为 Tm=kTTN=2.2580.7 N m=1 277.5 Nm =9.55 Nm=580.7 Nm 90 000 1 480第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一15=0.0133(2.2 2.221 )=0.0553 实用电磁转矩公式为实用电磁转矩公式为 s 0.0553 Tem=2 555 0.0553s Tem=Nm=392.3 Nm +2 555 0.0553 0.0087 0.0087 0.0553 sm=sN(km km1 )2 临界转差率为临界转差率为(2)当转速当转速 n=1 487 r/min 时转差率为时转差率为 n1n n1s=0.0087 1 5001487 1 500电磁转矩为电磁转矩为 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一16(3)当当 TL=Tem=450 Nm 时的转差率为时的转差率为 转速为转速为 n=(1s)n1 =(10.0101)1 500 r/min=1 485 r/min()2s=sm 1 Tm Tem Tm Tem=0.0553 1 =0.0101 ()2 1277.5 450 1277.5 450 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一176.1.2 6.1.2 人为机械特性人为机械特性人为机械特性人为机械特性 1.1.降低定子端电压时的人为机械特性降低定子端电压时的人为机械特性降低定子端电压时的人为机械特性降低定子端电压时的人为机械特性 降低降低 U1 转速稳定后转速稳定后 若若TL=TN，则，则 ssN，nnN 结论：结论：sm 不变；稳定运行段的特性变软了；不变；稳定运行段的特性变软了；起动能力和过载能力显著降低。起动能力和过载能力显著降低。1 sN I2N =I2，1s 2 2 m1 R2 1 sTem=I2 2 Tm I2 I2N smn Tem O UN n1 0.8UN0.64Tm 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一18解：解：(1)在额定电压下的额定转矩为在额定电压下的额定转矩为 【例例6-2】Y315S-6 型三相异步电动机的额定功率型三相异步电动机的额定功率 PN=75 kW，额定转速，额定转速 nN=990 r/min，起动转矩倍数，起动转矩倍数 Kst1.6，过载能力，过载能力 KT=2.0。求：。求：(1)在额定电压下的在额定电压下的 Tst 和和 Tm；(2)当电网电压降为额定电压的当电网电压降为额定电压的 80时，该电动时，该电动 机的机的 Tst 和和 Tm。TN=9.55 PN nN=9550 Nm=723.5 Nm 75 990 起动转矩和最大转矩分别为起动转矩和最大转矩分别为 Tst=KstTN=1.6723.5.7 N m=1157.6 N m Tm=KTTN=2.0723.5.7 N m=1447.0 N m (2)当当U1L=80%UN 时，起动转矩和最大转矩分别为时，起动转矩和最大转矩分别为 Tst=0.82Tst=0.821157.6 N m=740.9 N m Tm=0.82Tm=0.821447.0 N m=928.1 N m 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一192.2.转子回路串对称电阻的人为机械特性转子回路串对称电阻的人为机械特性转子回路串对称电阻的人为机械特性转子回路串对称电阻的人为机械特性 设串联电阻为设串联电阻为 Rs：Tm 不变。不变。sm=R2Rs X1 X2 Rs3Rs2Rs1 Tm R2Rs1 R2Rs2 n Tem O R2 n1 smsm1sm3R2Rs3 结论：结论：当当 sm1 时，时，Rs sm Tst。当当 sm=1 时，时，Tst=Tm。当当 sm1 时，时，Rs sm Tst 。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一20 【例例6-3】一台绕线型三相异步电动机带恒转矩负载一台绕线型三相异步电动机带恒转矩负载 运行，当转子回路不串电阻时，运行，当转子回路不串电阻时，n=1440 r/min，若在转，若在转 子回路串入电阻使转子电路每相电阻增加一倍，试问这子回路串入电阻使转子电路每相电阻增加一倍，试问这 时电机的转速是多少？时电机的转速是多少？解：解：因为因为 TL 不变，由电磁转矩公式可知不变，由电磁转矩公式可知 R2 s =R2Rs s ，故串联电阻后的转差率为，故串联电阻后的转差率为 s =s=2s R2Rs R2 而转而转速速 n=1 440 r/min 时转差率为时转差率为 n1n n1s=0.04 1 5001440 1 500故故 s =2s=20.04=0.08 则则 n =(1s )n1 =(10.08)1 500 r/min=1 380 r/min 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一21P165【例例5-2】一台绕线型三相四极异步电动机，一台绕线型三相四极异步电动机，nN=1460 r/min，PN=150kW，fN1=50Hz，UN1=380V，KT=2。求：。求：（1）固有机械特性表达式；）固有机械特性表达式；（2）起动转矩；）起动转矩；（3）当负载转矩）当负载转矩TL=755N.m时的转速。时的转速。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一223.3.定子回路串对称电阻或电抗的人为机械特性定子回路串对称电阻或电抗的人为机械特性定子回路串对称电阻或电抗的人为机械特性定子回路串对称电阻或电抗的人为机械特性 结论结论：定子回路串对称定子回路串对称 Rf 或或 Xf 不改变不改变 n1。Rf(Xf)Tm、Tst。Rf(Xf)sm，使临界点上移。，使临界点上移。n Tem O Rf=0(Xf=0)n1 Tst m1p2 f1 U1 Tem=R1 (X1 X2)2 R2 s2 R2 s 2 sm=R1(X1 X2 )2 R2 2 Tm=R1 R1(X1 X2 )2 U1pm1 4 f1 2 2 Rf(Xf)Tst sm sm 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一236.2 6.2 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 电动机的起动指标电动机的起动指标 起动电流倍数起动电流倍数 kI=Ist/IN。起动转矩倍数起动转矩倍数 kst=Tst/TN。起动时间。起动时间。起动时绕组中消耗的能量和绕组的发热。起动时绕组中消耗的能量和绕组的发热。起动时的过渡过程。起动时的过渡过程。起动设备的简单性和可靠性。起动设备的简单性和可靠性。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一241.1.直接起动直接起动直接起动直接起动 Ist=kI IN=(5 7)IN（较大）（较大）Tst=kstTN=(12)TN（较小）（较小）6.2.1 6.2.1 笼型异步电动机的起动笼型异步电动机的起动笼型异步电动机的起动笼型异步电动机的起动 若变压器若变压器 SN 相对电动机相对电动机 PN 不算大时，不算大时，Ist 会会 使变压器输出电压短时下降幅度较大。使变压器输出电压短时下降幅度较大。不利影响：不利影响：影响自身的起动，当负载较重时，可能无法起动。影响自身的起动，当负载较重时，可能无法起动。影响同一台变压器供电的其他负载工作。影响同一台变压器供电的其他负载工作。频繁起动时造成热量积累，易使电动机过热。频繁起动时造成热量积累，易使电动机过热。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一25 直接起动的使用条件直接起动的使用条件(1)小容量的电动机（小容量的电动机（PN 7.5 kW）。）。(2)电动机容量满足如下要求：电动机容量满足如下要求：IstINKI=3 14电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kW)如果不满足上述使用条件，则要采用降压起如果不满足上述使用条件，则要采用降压起 动，把动，把 Ist 限制到允许的数值。限制到允许的数值。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一262.2.减压起动减压起动减压起动减压起动 (1)定子串联电阻或电抗器减压定子串联电阻或电抗器减压起动起动Xst KM1 KM23 M33 RSKM1 KM2M3第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一27(2)自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动 M3TA3 UNKM1 KM2 KM3 UN/kaIst/ka Ista 设设TA 的电压比为的电压比为 ka U1L=UN/ka I1L=Ist/ka 起动电流为起动电流为 Ista=Ist ka 2 起动转矩为起动转矩为 Tsta Tst UN/ka UN=2 Tsta=Tst ka 2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一28 优点：电压比优点：电压比 ka 可调。可调。QJ2 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器：N2/N1=0.55、0.64、0.73 ka=1.82、1.56、1.37 QJ3 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器：N2/N1=0.4、0.6、0.8 ka=2.5、1.67、1.25 缺点：自耦变压器体积大，价格高。缺点：自耦变压器体积大，价格高。适用：较大容量笼型异步电动机的起动。适用：较大容量笼型异步电动机的起动。使用条件：使用条件：IstaImax 与与 TstaTL。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一29 适用：正常运行为适用：正常运行为联结的电动机。联结的电动机。(3)星星三角降三角降压压起动（起动（Y降降压压起动）起动）U1 V1 W13 UNKM1 KM2 KM3 U2 V2 W2 起动电流（定子起动电流（定子 线电流）为线电流）为 IstP 3 Ist 3 3=IstY=Ist13第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一30ABCAZBXYCBCAXYZ定子线电压比定子线电压比定子相电压比定子相电压比定子相电流比定子相电流比 起动电流比起动电流比电源电流比电源电流比第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一31 起动转矩为起动转矩为 TstY=Tst13TstY Tst=2 UN 3 UN IstYImax 与与 TstYTL。Y减压减压起动的使用条件起动的使用条件 优点：优点：起动设备简单、价格低、维修方便。起动设备简单、价格低、维修方便。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一32【例例63】三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机，PN=60kw，UN=380v，定，定子子联结，联结，IN136A，Kst1.1，KI6.5，供电变压器允许，供电变压器允许的最大起动电流为的最大起动电流为500A。若拖动负载转矩。若拖动负载转矩TL0.3TN(要求要求Tst=1.1TL)，能否采用星三角起动法？，能否采用星三角起动法？第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一33故不允许直接起动。故不允许直接起动。(2)Y减压起动计算减压起动计算 因为因为 【例例6-4】一台一台 Y280S-4 型三相异步电动机，额定容型三相异步电动机，额定容 量量 PN=75 kW，三角形联结，全压起动电流倍数，三角形联结，全压起动电流倍数 kI7.0，起动转矩倍数起动转矩倍数 Kst1.9，电源容量为，电源容量为 1 250 kV A。若电动。若电动 机带额定负载起动，试问应采用什么方法起动机带额定负载起动，试问应采用什么方法起动?解：解：(1)直接起动计算直接起动计算 电源允许的起动电流倍数为电源允许的起动电流倍数为KI 3 14电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kW)=3 =4.92 141 250 75 1 3 =KI=IstY IN7 3 4.92 1 3TstY=Tst=KstTN1 3=TN 1.9 3 TN 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一34所以不能采用所以不能采用 Y起动。起动。(3)自耦变压器起动计算自耦变压器起动计算 Tsta=Tst ka 2=kI ka 2 Ista IN 4.92 TN=TN 1.9 ka 2 1.193ka1.38=7 ka 2 所以可以选用所以可以选用 QJ3 型三相自耦变压器，取型三相自耦变压器，取 ka=1.25。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一35VT1 VT2 VT3 M3 3 起动之初，晶闸管的触发角很大，起动之初，晶闸管的触发角很大，电动机的线电压很低。电动机的线电压很低。起动过程中，逐渐减小触发角，起动过程中，逐渐减小触发角，电动机的线电压逐渐升高。电动机的线电压逐渐升高。(1)软起动器的原理软起动器的原理 3.3.异步电动机的软起动异步电动机的软起动异步电动机的软起动异步电动机的软起动 软起动的特点：软起动的特点：无冲击电流。无冲击电流。有软停车功能，即平滑减速、逐渐停机。有软停车功能，即平滑减速、逐渐停机。起动参数可根据不同负载进行调整，起动参数可根据不同负载进行调整，有很强的负载适应性。有很强的负载适应性。具有轻载节能和多种保护功能。具有轻载节能和多种保护功能。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一366.2.2 6.2.2 高起动转矩的异步电动机高起动转矩的异步电动机高起动转矩的异步电动机高起动转矩的异步电动机 1.1.深槽转子异步电动机深槽转子异步电动机深槽转子异步电动机深槽转子异步电动机 槽深槽深 h 与槽宽与槽宽 b 之比为：之比为：h/b=8 12X2 小小X2 大大 起动时，起动时，f2 高，高，X2 大，电流的集肤大，电流的集肤 效应使导条的等效效应使导条的等效 面积减小，即面积减小，即 R2 ，使使 Tst 。运行时，运行时，f2 很低，很低，X2 很小，集肤效应很小，集肤效应 消失，消失，R2 。j h O第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一37深槽式异步电动机的机械特性深槽式异步电动机的机械特性 n OTen11 2凸形槽凸形槽 刀形槽刀形槽 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一38 起动时，起动时，f2 高，高，漏抗大，起主要作用，漏抗大，起主要作用，I2 主要集中在外笼，主要集中在外笼，外笼外笼 R2 大大 Tst 大。大。外笼外笼 起动笼。起动笼。运行时，运行时，f2 很低很低，漏抗很小，漏抗很小，R2 起主要作用，起主要作用，I2 主要集中在内笼。主要集中在内笼。内笼内笼 工作笼。工作笼。2.2.双笼型异步电动机双笼型异步电动机双笼型异步电动机双笼型异步电动机 R2 大大X2 小小R2 小小X2 大大第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一39 双笼型异步电动机的机械特性双笼型异步电动机的机械特性 n OTen11 32 3.3.高转差率异步电动机高转差率异步电动机高转差率异步电动机高转差率异步电动机 转子电阻比一般笼型异步电动机的大：转子电阻比一般笼型异步电动机的大：转子导条采用电阻率较高的合金铝转子导条采用电阻率较高的合金铝(如锰铝或如锰铝或 硅铝硅铝)浇注而成。浇注而成。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一40 国产国产YH 系列高转差率异步电动机系列高转差率异步电动机：sN=(7 14)%，Kst=2.4 2.7，kI=4.5 5。适用于拖动飞轮转矩大和不均匀冲击负载以及适用于拖动飞轮转矩大和不均匀冲击负载以及 频繁正、反转的工作场合。频繁正、反转的工作场合。如锤击机、剪刀机、冲压机和锻冶机等如锤击机、剪刀机、冲压机和锻冶机等。采取改变转子槽形，减小导条截面积等措施。采取改变转子槽形，减小导条截面积等措施。高转差率异步电动机高转差率异步电动机 的机械特性的机械特性 n OTen1YH 系列系列 YZ 系列系列 Y 系列系列 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一416.2.3 6.2.3 绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机的起动的起动的起动的起动 1.1.转子串电阻转子串电阻转子串电阻转子串电阻起动起动起动起动 Rst1Rst23 M3KM1 KM2 Q起动过程起动过程串联串联 Rst1 和和 Rst2 起动（特性起动（特性 a）总电阻总电阻 R22=R2+Rst1+Rst2n1Te nOa(R22)TLTs2a1a2Ts1切除切除 Rst2 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一42n1Te nOa(R22)TLTs2a1a2Ts1(1)起动过程起动过程b(R21)b1b2 合上合上 KM2，切除，切除 Rst2（特性（特性 b）总电阻总电阻 R21=R2+Rst1切除切除 Rst1 1.1.转子串电阻转子串电阻转子串电阻转子串电阻起动起动起动起动 3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Q第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一43 合上合上 KM1，切除，切除 Rst1（特性（特性 c）总电阻总电阻:R2c(R2)c1c2起动过程起动过程p1.1.转子串电阻转子串电阻转子串电阻转子串电阻起动起动起动起动 3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Qn1Te nOa(R22)TLTs2a1a2Ts1b(R21)b1b2第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一44 频敏变阻器频敏变阻器 频率高：损耗大，电阻大。频率高：损耗大，电阻大。频率低：损耗小，电阻小。频率低：损耗小，电阻小。转子电路起动时转子电路起动时 f2 高，电阻大，高，电阻大，2.2.转子串频敏变阻器起动转子串频敏变阻器起动转子串频敏变阻器起动转子串频敏变阻器起动 频敏变阻器频敏变阻器 转子电路正常运行时转子电路正常运行时 f2 低，电阻小，低，电阻小，自动切除变阻器。自动切除变阻器。Tst 大，大，Ist 小。小。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一45 频敏变阻器起动的特点：频敏变阻器起动的特点：起动设备结构简单，低格低廉。起动设备结构简单，低格低廉。运行可靠，坚固耐用，使用维护方便。运行可靠，坚固耐用，使用维护方便。控制系统简单，便于实现自动控制。控制系统简单，便于实现自动控制。能获得接近恒转矩的机械特性，减少冲击，能获得接近恒转矩的机械特性，减少冲击，实现电动机的平稳起动。实现电动机的平稳起动。cos 较低，一般为较低，一般为 0.5 0.75，使使 Tst 的增大受到限制。的增大受到限制。适用于频繁起动、对适用于频繁起动、对 Tst 要求不高的生产机械。要求不高的生产机械。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一466.3 6.3 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速(1)变极调速变极调速(2)变频调速变频调速 (3)变转差率调速变转差率调速 异步电动机的转速公式异步电动机的转速公式 n=(1s)n1=(1s)60 f1 p 调压调速调压调速 转子串电阻调速转子串电阻调速 串级调速串级调速 改变改变 n1 不改变不改变 n1 调速方法：调速方法：第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一476.3.1 6.3.1 变极调速变极调速变极调速变极调速 n1=60 f1 p 变极调速为有级调速：变极调速为有级调速：f1=50 Hz 时：时：p 1 2 3 4 5 6 n1/(r/min)3 000 1 500 1 000 750 600 500 变极调速适用于笼型异步电动机：变极调速适用于笼型异步电动机：因为笼型转子的极对数能自动随定子磁场的极因为笼型转子的极对数能自动随定子磁场的极 对数改变而改变，而绕线型转子的极对数则不对数改变而改变，而绕线型转子的极对数则不 能自动随定子磁场极对数的改变而改变。能自动随定子磁场极对数的改变而改变。改变定子绕组的极对数有两种方法：改变定子绕组的极对数有两种方法：(1)双绕组变极双绕组变极 (2)单绕组变极单绕组变极第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一48U1U2U1U2 U1U2U1U2 1.1.变极原理变极原理变极原理变极原理 p=2 S NN SNS p=1 N S N S U1 U2 U1 U2 U1 U2U1 U2U1 U2 U1 U2 N S U1 U2 U1 U2 U1 U2N S 结论：结论：对于由两个半相绕组构成的一相绕组，只要改变其中一对于由两个半相绕组构成的一相绕组，只要改变其中一个半相绕组的电流方向，就可将极对数增加一倍个半相绕组的电流方向，就可将极对数增加一倍(正串正串)或减或减少一半少一半(反串或反并反串或反并)。第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一49(a)YY(p)(b)Y(2p)(c)(2p)2.2.两种典型的变极方法两种典型的变极方法两种典型的变极方法两种典型的变极方法 第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一50 变极时必须把三相绕组中任意两相的出线端变极时必须把三相绕组中任意两相的出线端 对调再接到电源上，保证电动机的转向不变。对调再接到电源上，保证电动机的转向不变。因为因为 电角度电角度=电机极对数电机极对数 p机械角度机械角度设当设当 p=1 时，时，UVW 互差互差 120o 正序；正序；当当 p=2 时，时，UVW 互差互差 240o 负序。负序。对调为对调为 UV (W)W (V)正序。正序。(1)YY(1)YYY Y 变极变极变极变极 p 对磁极对磁极 2p 对磁极对磁极 调速方向：调速方向：YY Y：n Y YY：n 调速范围：调速范围：D=2 4 调速的平滑性：差调速的平滑性：差 调速的稳定性：好调速的稳定性：好 静差率：静差率：第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行三相异步电动机电力拖动运行2024/4/15 周一周一51(2)YY(2)YY 变极变极变极变极 p 对磁极对磁极 2p 对磁极对磁极 调速方向：调速方向：YY：n YY：n 调速范围：调速范围：D=2 4 调速的平滑性：差调速的平滑性：差 调速的稳定性：好调速的稳定性：好 静差率：静差率：=100%n1n n1 n n1=（基本不变）（基本不变）第第第第6 6章章章章 三相异步电动机电力拖动运行三相异步