大學電機與拖動課程第七章三相異步電動機的電力拖動

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1、第七章三相異步電動機的電力拖動第一節(jié)三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，由于電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率之間存在一定的關(guān)系，所以異步電動機的機械特性通常用表示。一、機械特性的三種表達式（一）物理表達式隨電機轉(zhuǎn)差率S變化（二）參數(shù)表達式根據(jù)異步機的簡化等效電路，可得代入上式得2固定、時可以將之間的關(guān)系畫成曲線，稱為曲線（1）額定工作點B3（2）起動點A（3）理想空載轉(zhuǎn)速點H起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：4（4）最大轉(zhuǎn)矩點P轉(zhuǎn)矩過載系數(shù)：5（三）實用表達式將式代入上式得:6在將式代入上式并簡化得:忽略簡化：7二、固有機械特性三相異步

2、電動機在額定電壓、額定頻率不變，定、轉(zhuǎn)子回路不接入任何電路元件條件下的機械特性稱為固有機械特性。8三、人為機械特性（一）改變定子電壓的人為機械特性9（二）定子回路串接三相對稱電阻的人為機械特性10(三)定子電路串聯(lián)對稱電抗11（四）轉(zhuǎn)子回路串入三相對稱電阻的人為機械特性12第二節(jié)三相異步電動機的啟動一、異步電動機的啟動性能1．生產(chǎn)機械對電動機啟動的主要要求（1）有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機械能正常啟動（2）在滿足啟動轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動電流越小越好。（3）要求啟動平滑，即要求啟動時加速平滑，以減小對生產(chǎn)機械的沖擊。（4）啟動設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡

3、單，操作方便。（5）啟動過程中的功率損耗越小越好。132．異步電動機的啟動特性（1）啟動電流大：一般啟動電流Ist可達額定電流IN的5～7倍；（2）啟動轉(zhuǎn)矩?。阂话鉚st=(0.8-1.5)TN。雙籠異步電動機的機械特性14二、三相籠型異步電動機的啟動（一）直接起動直接起動的方法就是將額定電源電壓直接接到籠型異步電動機的定子繞組上。異步電動機直接起動時對電網(wǎng)的影響還取決于供電電網(wǎng)容量的大小。一般直接起動只能在以下的小功率電動機中使用。當電動機功率大于時，可用下面經(jīng)驗公式計算起動電流倍數(shù)是否滿足直接起動的要求，即15（二）降壓啟動1.星-三角形啟動（Y—

4、△）在正常運行時是接成△形16即2.自耦變壓器降壓啟動17自耦變壓器從電網(wǎng)汲取的電流：其中：電壓降低到：起動轉(zhuǎn)矩降低到：自耦變壓器二次側(cè)一般有三個抽頭，分別為一次側(cè)電壓的和即：18三、轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當?shù)碾娮?既能限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。為了有較大的起動轉(zhuǎn)矩、使起動過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動電阻。繞線式異步電機可以采用轉(zhuǎn)子電路串接三相對稱電阻或頻敏變阻器的起動方法，這種起動方法不僅可以減小起動電流，還可以增加起動轉(zhuǎn)矩，使起動性能大為改善，這是籠型異步電動機所不具有的特點。下面介紹

5、繞線式異步電機的這兩種起動方法。（一）轉(zhuǎn)子串電阻分級起動在繞線式異步電機轉(zhuǎn)子回路串多級電阻，起動時逐級切除轉(zhuǎn)子串接電阻的起動過程。1920（二）轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器起動把頻敏變阻器接入電動機轉(zhuǎn)子繞組回路，用來起動繞線式異步電動機，可以獲得無級起動的效果。鐵心等效電阻與鐵心繞組電流頻率的平方成正比。21第三節(jié)三相異步電動機的電氣制動阻止電動機轉(zhuǎn)動,使之減速或停車的措施稱為制動。電氣制動有以下幾種方式:一、能耗制動22能耗制動時的機械特性為23二.反接制動當異步電動機帶動負載穩(wěn)定運行在電動狀態(tài)時，突然改變定子電源相序，使異步電機的旋轉(zhuǎn)磁場瞬間與轉(zhuǎn)速相反，電

6、動機便進入了反接制動狀態(tài)。對于繞線式異步電機，為了限制反接制動時過大的電流沖擊，電源相序反接的同時在轉(zhuǎn)子電路中串接較大電阻，對于籠型異步電機可在定子回路中串入電阻。241、反抗性負載當：異步電機將準確停車在D點當：異步電機將準確停車在C點2、位能性負載當異步電機拖動位能性負載反接制動到C點時，運行點沿曲線2從最后穩(wěn)定運行到E點異步電機工作在反向回饋制動狀態(tài)。關(guān)于回饋制動狀態(tài)要在后面專題分析。25三、回饋制動異步電機的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速時，便進入回饋制動運行狀態(tài)。（一）正向回饋制動正向回饋制動是指異步電動機在正向電動機運轉(zhuǎn)時，超過同步轉(zhuǎn)速而進入回饋制動狀態(tài)

7、（Ⅱ象限）。正向回饋一般發(fā)生在電傳動機車牽引車輛下坡、電動機正向運行時降低定子電流頻率或增加定子繞組的極對數(shù)等情況下。當異步電機在固有特性上A點運行，從曲線上看：運行點從曲線1的A點平移至曲線2的B點，電磁轉(zhuǎn)矩變負。在電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩的共同作用下，電機很快減速，運行點沿最終穩(wěn)定運行在點。在正向回饋制動過程中，轉(zhuǎn)差率26電動機輸出的機械功率為這時的三相異步電動機實際上是一臺發(fā)電機，它把系統(tǒng)減小的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩腿虢涣麟娋W(wǎng)。27(二)反向回饋制動運行當三相異步電動機拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，并且電源為負相序時，電動機會高速運行于第Ⅳ象限，此時電磁轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)速為

8、,如圖中的B點。28反向回饋制動時的同步轉(zhuǎn)速為,電機轉(zhuǎn)速為,因此轉(zhuǎn)差率為因此，反向回饋制動運行