电机学-异步电机.pdf

第第第第4 4篇篇篇篇 异步电机异步电机异步电机异步电机 第4篇 异步电机 2 第第1313章章 异步电机的用途 分类 异步电机的用途 分类 基本结构和额定值基本结构和额定值 学习目标学习目标 三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理 异步电机的用途和常见分类方法异步电机的用途和常见分类方法异步电机的用途和常见分类方法异步电机的用途和常见分类方法 三相异步电动机的基本结构 笼型 绕线型绕组三相异步电动机的基本结构 笼型 绕线型绕组三相异步电动机的基本结构 笼型 绕线型绕组三相异步电动机的基本结构 笼型 绕线型绕组 的结构特点的结构特点的结构特点的结构特点 三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值 第13章 异步电机的用途 分类 基本结构和额定值 3 13 1 13 1 异步电机的用途 分类和基本结构异步电机的用途 分类和基本结构 主要用作电动机主要用作电动机 用作发电机用作发电机 工业 农业 交通 民用 工业 农业 交通 民用 1 1 异步电机的用途和特点异步电机的用途和特点异步电机的用途和特点异步电机的用途和特点 用于拖动各种机械 功率从几十瓦至数千千瓦 应用 范围非常广泛 用于小水电站 风力发电等 用于拖动各种机械 功率从几十瓦至数千千瓦 应用 范围非常广泛 用于小水电站 风力发电等 1 1 异步电机的用途 异步电机的用途 1 异步电机的用途和特点 4 2 2 异步电动机的特点异步电动机的特点 优点优点优点优点 结构简单 制造容易 成本较低 运行可靠 笼 型 结构简单 制造容易 成本较低 运行可靠 笼 型 具有适用的工作特性 运行效率较高 具有适用的工作特性 运行效率较高 缺点缺点缺点缺点 功率因数总小于功率因数总小于1 总需从电网吸收电感性无功 功率 总需从电网吸收电感性无功 功率 调速性能不如直流电动机 调速性能不如直流电动机 13 1 异步电机的用途 分类和基本结构 5 2 2 异步电动机的分类异步电动机的分类异步电动机的分类异步电动机的分类 常用的分类方法常用的分类方法 按定子绕组相数按定子绕组相数按定子绕组相数 单相 两相 三相 按定子绕组相数 单相 两相 三相 多相异步电动机多相异步电动机 按转子结构按转子结构按转子结构按转子结构 转子绕组型式转子绕组型式转子绕组型式转子绕组型式 笼型异步电动机笼型异步电动机 绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机 单笼单笼 双笼双笼 深槽深槽 13 1 异步电机的用途 分类和基本结构 6 在转子静止时 给定子 三相绕组通以对称电 流 会发生什么现象 将 在转子静止时 给定子 三相绕组通以对称电 流 会发生什么现象 将隐极同步电机隐极同步电机的转子励 磁绕组用一个集中绕组表示 将它短路起来 的转子励 磁绕组用一个集中绕组表示 将它短路起来 3 3 三相异步电机的基本工作原理三相异步电机的基本工作原理三相异步电机的基本工作原理三相异步电机的基本工作原理 注意 注意 注意 注意 实际的同步电机 如果其励磁绕组像这 样被直接短路起来 是不能正常运行的 实际的同步电机 如果其励磁绕组像这 样被直接短路起来 是不能正常运行的 电机学讲义 电9 异步电机 第 1 页 共 26 页 3 三相异步电机的基本工作原理 7 f 产生电磁转矩产生电磁转矩T 转子转速转子转速n 与同步转速与同步转速n1 间无严格比例关系间无严格比例关系 S 定子通电 三相电流产生基波磁场 以同步转速定子通电 三相电流产生基波磁场 以同步转速n1 旋转 在转子绕组中产生感应电动势 旋转 在转子绕组中产生感应电动势 e e 在转子绕组中产生感应电流在转子绕组中产生感应电流 i i 在磁场中产生电磁力在磁场中产生电磁力 f n1 N f f n e i T 使转子以转速使转子以转速n向向n1 的方向旋转 的方向旋转 n n 会等于会等于会等于会等于 n n1 1 要产生要产生T 必须 必须n n1异步异步 电能电能 机械能 是 机械能 是电动机电动机 13 1 异步电机的用途 分类和基本结构 8 4 4 三相异步电机的基本结构三相异步电机的基本结构三相异步电机的基本结构三相异步电机的基本结构 定子铁心铁心铁心 铁心 0 5mm厚 涂漆的硅钢片叠压而成厚 涂漆的硅钢片叠压而成 绕组绕组绕组 绕组 双层绕组或单层绕组双层绕组或单层绕组 高压大 中型电机用高压大 中型电机用Y联结 中小型电机 联结 中小型电机6个出线端都引出 个出线端都引出 转子 气隙 机座机座机座机座 比同容量同步电机的小很多 比同容量同步电机的小很多 铁心铁心铁心 铁心 0 5mm厚硅钢片叠压而成厚硅钢片叠压而成 绕组绕组绕组 绕组 笼型 绕线型笼型 绕线型 转轴转轴转轴转轴 均匀 很小均匀 很小均匀 很小均匀 很小 4 三相异步电机的基本结构 9 笼型异步电机笼型异步电机笼型异步电机笼型异步电机的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构 定子铁心 转子绕组 端环 机座 转子铁心 定子铁心 转子绕组 端环 机座 转子铁心 定子绕组定子绕组 风扇风扇 端盖端盖 4 三相异步电机的基本结构 10 笼型绕组的构成笼型绕组的构成笼型绕组的构成笼型绕组的构成 铸铝铸铝铸铝铸铝 绕组绕组绕组绕组 铸铝转子铸铝转子 铜导条铜导条铜导条铜导条 绕组绕组绕组绕组 4 三相异步电机的基本结构 11 绕线转子异步电机的基本结构绕线转子异步电机的基本结构绕线转子异步电机的基本结构绕线转子异步电机的基本结构 定子铁心 转子铁心 机座 转子绕组 定子铁心 转子铁心 机座 转子绕组 风扇风扇 集电环集电环 端盖端盖 电刷电刷 定子绕组定子绕组 4 三相异步电机的基本结构 12 绕线型绕组的联结方式绕线型绕组的联结方式绕线型绕组的联结方式绕线型绕组的联结方式 转子绕线型绕组 通常采用 转子绕线型绕组 通常采用Y联结联结 电机学讲义 电9 异步电机 第 2 页 共 26 页 4 三相异步电机的基本结构 13 绕线转子异步电机 转子铁心 绕线转子异步电机 转子铁心 笼型异步电机转子笼型异步电机转子 转子转子 中小型电机 中小型电机 4 三相异步电机的基本结构 14 绕线转子绕线转子 转子转子 中小型电机 中小型电机 4 三相异步电机的基本结构 15 定子铁心嵌放绕组的定子铁心定子铁心嵌放绕组的定子铁心 定子定子 中小型电机 中小型电机 4 三相异步电机的基本结构 16 可根据需要 连接成 可根据需要 连接成 Y 或或 D 联结 联结 定子三相绕组 的 定子三相绕组 的 6 个出线端 都接到出线盒 中的端子上 个出线端 都接到出线盒 中的端子上 定子定子 中小型电机 中小型电机 第13章 异步电机的用途 分类 基本结构和额定值 17 13 2 13 2 三相异步电动机三相异步电动机的额定值的额定值 铭牌上还标明 绕组联结方式 温升 绝缘等级 工作方式等 铭牌上还标明 绕组联结方式 温升 绝缘等级 工作方式等 额定功率额定功率 PN kW 额定电压额定电压 UN V kV 额定电流额定电流 IN A 额定频率额定频率 fN Hz 额定转速额定转速 nN r min 额定功率因数额定功率因数 cos N 额定效率额定效率 N 13 2 三相异步电动机的额定值 18 额定功率额定功率 PN 额定电流额定电流 IN 电动机额定运行 定子绕组加额定电压 轴上输出 额定功率 时 定子绕组的 电动机额定运行 定子绕组加额定电压 轴上输出 额定功率 时 定子绕组的线线电流 电流 额定频率额定频率 fN 我国规定的标准频率为我国规定的标准频率为50Hz 额定电压额定电压 UN 电动机额定运行时 定子绕组出线端的电动机额定运行时 定子绕组出线端的线线电压 电动机额定运行时转轴输出的 电压 电动机额定运行时转轴输出的机械功率机械功率 电机学讲义 电9 异步电机 第 3 页 共 26 页 13 2 三相异步电动机的额定值 19 额定功率因数额定功率因数 cos N 电动机额定运行时定子侧的功率因数 电动机额定运行时定子侧的功率因数 额定效率额定效率 N 电动机额定运行时的效率 电动机额定运行 在额定电压 额定频率下 转轴 输出额定功率 时的转速 电动机额定运行时的效率 电动机额定运行 在额定电压 额定频率下 转轴 输出额定功率 时的转速 额定转速额定转速 nN P1N 额定输入功率 额定输入功率 N N 1N 100 P P 13 2 三相异步电动机的额定值 20 额定功率 额定电压 额定电流间的关系额定功率 额定电压 额定电流间的关系 N1N N PP 例题例题一台三相异步电动机 一台三相异步电动机 PN 55kW UN 380V cos N 0 89 N 91 5 nN 1455r min 求该电动机的 额定电流和额定输出转矩 解 求该电动机的 额定电流和额定输出转矩 解 3 N N NNN 55 10 102 6 A 3cos 33800 89 0 915 P I U 3 NN 2N NN 606055 10 361 N m 2 2 1455 PP T n N NNN 3cos U I 第13章 异步电机的用途 分类 基本结构和额定值 21 小小 结结 三相异步电动机的基本工作原理 三相异步电动机的基本工作原理 三相异步电动机的额定值 三相异步电动机的额定值 异步电机转子的结构特点 笼型 绕线转子 异步电机转子的结构特点 笼型 绕线转子 主要概念主要概念主要概念 异步 笼型 绕线转子 额定值 主要概念 异步 笼型 绕线转子 额定值 异步电机的用途 异步电动机的特点 异步电动 机的分类 按相数 按转子结构 异步电机的用途 异步电动机的特点 异步电动 机的分类 按相数 按转子结构 第4篇 异步电机 22 第第1414章章 三相异步电机的运行原理三相异步电机的运行原理 学习目标学习目标 转差率的概念及其与异步电机运行状态的对应关系转差率的概念及其与异步电机运行状态的对应关系转差率的概念及其与异步电机运行状态的对应关系转差率的概念及其与异步电机运行状态的对应关系 三相异步电机的电磁关系 重点为 磁动势 电动势三相异步电机的电磁关系 重点为 磁动势 电动势三相异步电机的电磁关系 重点为 磁动势 电动势三相异步电机的电磁关系 重点为 磁动势 电动势 平衡关系 转子量与转差率的关系 平衡关系 转子量与转差率的关系 平衡关系 转子量与转差率的关系 平衡关系 转子量与转差率的关系 转子频率折合和绕组折合方法转子频率折合和绕组折合方法转子频率折合和绕组折合方法转子频率折合和绕组折合方法 三相异步电机的三相异步电机的三相异步电机的三相异步电机的T T型等效电路 等效电路中各参数的型等效电路 等效电路中各参数的型等效电路 等效电路中各参数的型等效电路 等效电路中各参数的 物理意义物理意义物理意义物理意义 笼型绕组的极对数及相数 绕组因数笼型绕组的极对数及相数 绕组因数笼型绕组的极对数及相数 绕组因数笼型绕组的极对数及相数 绕组因数 第14章 三相异步电机的运行原理 23 转子不转转子旋转转子不转转子旋转 主主 要要 内内 容容 定性和定量地描述电磁关系 时空相矢量图 相量图 电压方程式 等效电路 定性和定量地描述电磁关系 时空相矢量图 相量图 电压方程式 等效电路 以以三相绕线转子异步电机三相绕线转子异步电机为对象 定 转子绕组均为三相 为对象 定 转子绕组均为三相 研究研究对称稳态对称稳态运行时各电磁量的相互作用关 系 运行时各电磁量的相互作用关 系 电磁关系 电磁关系 由简到繁 由浅入深 由简到繁 由浅入深 第14章 三相异步电机的运行原理 24 分别建立定 转子的空间坐标系 分别建立定 转子的空间坐标系 14 1 14 1 三相异步电机转子不转时的电磁关系三相异步电机转子不转时的电磁关系 磁动势 磁通密度 磁通 磁链 磁动势 磁通密度 磁通 磁链 参考方向规定参考方向规定参考方向规定参考方向规定 从从定子到转子定子到转子的方向 的方向 每相绕组电压 电流 电动势每相绕组电压 电流 电动势 定子 定子 电动机惯例电动机惯例 转子 转子 发电机惯例发电机惯例 空间坐标系空间坐标系 纵轴纵轴 A1 A2 分别位于定 转子分别位于定 转子A相相轴 相相轴 横轴横轴 1 2 仍为空间电角度 仍为空间电角度 逆时针逆时针方向为正 方向为正 电机学讲义 电9 异步电机 第 4 页 共 26 页 14 1 三相异步电机转子不转时的电磁关系 25 A1 X1 Z1Y1 B1 C1 A2 X2 Z2 Y2 B2 C2 1 U 作曲线 可 分离 作曲线 可 分离pm和和 pFe pad0 2 00 Pf U 0 0 0 U Z I m01 XXX 则则 Fe m 2 1 0 p R m I 2 2 参数求取 参数求取 可认为 则近似有 可认为 则近似有 2 Fead00 ppU 2 Fead0 ppB 第15章 三相异步电动机的功率 转矩和运行特性 131 小小 结结 三相异步电动机的功率平衡关系 转矩平衡关系 功率与转矩的关系 功率表达式 与 三相异步电动机的功率平衡关系 转矩平衡关系 功率与转矩的关系 功率表达式 与T型等效电路 的联系 型等效电路 的联系 三相异步电动机的机械特性 公式 三个特征点及 其变化规律 人为机械特性 变定子电压 转子 串接电阻 电磁转矩一般表达式 三相异步电动机的机械特性 公式 三个特征点及 其变化规律 人为机械特性 变定子电压 转子 串接电阻 电磁转矩一般表达式 三相异步电动机的工作特性 负载变化时三相异步电动机的工作特性 负载变化时n T I1 cos 1 等的变化情况的分析 等的变化情况的分析 三相异步电动机参数的测定方法 三相异步电动机参数的测定方法 第15章 三相异步电动机的功率 转矩和运行特性 132 小小 结结 续 续 主要概念主要概念主要概念主要概念 电磁功率 机械功率 铁耗 铜耗 机械损耗 附加损耗 电磁转矩 额定电磁转矩 负载转矩 输出转矩 空载转矩 机械特性 电磁功率 机械功率 铁耗 铜耗 机械损耗 附加损耗 电磁转矩 额定电磁转矩 负载转矩 输出转矩 空载转矩 机械特性 T s曲线 固有 人为机械特性 最大转矩 过载能力 临界转差率 堵转转矩 堵转转矩倍数 堵转电流倍数 空载试验 堵转试验 不变损耗 可变损耗 曲线 固有 人为机械特性 最大转矩 过载能力 临界转差率 堵转转矩 堵转转矩倍数 堵转电流倍数 空载试验 堵转试验 不变损耗 可变损耗 电机学讲义 电9 异步电机 第 22 页 共 26 页 第4篇 异步电机 133 第第1616章章 三相异步电动机的起动 三相异步电动机的起动 调速和制动调速和制动 学习目标学习目标 了解三相异步电动机全压起动存在的问题 了解了解三相异步电动机全压起动存在的问题 了解了解三相异步电动机全压起动存在的问题 了解了解三相异步电动机全压起动存在的问题 了解 笼型异步电动机常用的降压起动方法和绕线转子笼型异步电动机常用的降压起动方法和绕线转子笼型异步电动机常用的降压起动方法和绕线转子笼型异步电动机常用的降压起动方法和绕线转子 异步电动机的起动方法 异步电动机的起动方法 异步电动机的起动方法 异步电动机的起动方法 理解三相异步电动机的主要调速方法 改变定子理解三相异步电动机的主要调速方法 改变定子理解三相异步电动机的主要调速方法 改变定子理解三相异步电动机的主要调速方法 改变定子 电压 转子串接电阻 变极 变频 的基本原电压 转子串接电阻 变极 变频 的基本原电压 转子串接电阻 变极 变频 的基本原电压 转子串接电阻 变极 变频 的基本原 理 熟练掌握绕线转子异步电动机转子串接电阻理 熟练掌握绕线转子异步电动机转子串接电阻理 熟练掌握绕线转子异步电动机转子串接电阻理 熟练掌握绕线转子异步电动机转子串接电阻 调速的特点 调速的特点 调速的特点 调速的特点 第16章 三相异步电动机的起动 调速和制动 134 起动起动起动起动 异步电动机定子施加三相对称电压 转子 从静止升速到稳定运行转速的过程 异步电动机定子施加三相对称电压 转子 从静止升速到稳定运行转速的过程 16 1 16 1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 问题问题问题问题1 1 1 1 三相异步电动机全压起动的问题三相异步电动机全压起动的问题三相异步电动机全压起动的问题三相异步电动机全压起动的问题 全压起动全压起动全压起动全压起动 用开关或接触器将三相异步电动机 定子直接投入额定电压的电网上进行起动 用开关或接触器将三相异步电动机 定子直接投入额定电压的电网上进行起动 11 s 22 k 1212 UU I Z RRXX 堵转电流堵转电流Is 很大 通常很大 通常ksi 5 7 1 三相异步电动机全压起动的问题 135 堵转时 堵转时 I2很大 但很大 但 m和和 cos 2都很低 故都很低 故Ts并不够大 并不够大 Is 大大 原因 原因 问题问题问题问题2 2 堵转转矩 堵转转矩Ts不够大不够大 频繁起动的异步电动机发热多 因此需限制每小时的起动次数 频繁起动的异步电动机发热多 因此需限制每小时的起动次数 使供电电压降低使供电电压降低 电动机起动转矩 影响同一配电变压器供电的 其他电动机和设备 电动机起动转矩 影响同一配电变压器供电的 其他电动机和设备 通常 低压电动机 通常 低压电动机kst 1 5 2 5 高压电动机 高压电动机kst 1 T CT mI2cos 2 堵转电流堵转电流Is 的大小只取决于定 转子绕组的电阻 和漏电抗 与负载大小无关 的大小只取决于定 转子绕组的电阻 和漏电抗 与负载大小无关 16 1 三相异步电动机的起动 136 降压起动降压起动降压起动降压起动 利用某些设备或采用定子绕组换接方 法 使电动机起动时定子电压低于额定电压 利用某些设备或采用定子绕组换接方 法 使电动机起动时定子电压低于额定电压 常用的降压起动方法常用的降压起动方法常用的降压起动方法常用的降压起动方法 2 2 三相笼型异步电动机的降压起动三相笼型异步电动机的降压起动三相笼型异步电动机的降压起动三相笼型异步电动机的降压起动 目的目的 U1 Is 问题问题 U1 Ts 2 1 U 降压起动适用于对降压起动适用于对Ts 要求不高的场合 如轻载起动 要求不高的场合 如轻载起动 电抗器起动 定子回路串接电抗器 电抗器起动 定子回路串接电抗器 自耦变压器起动自耦变压器起动 星 三角 星 三角 Y 起动 用自耦变压器降压 起动 用自耦变压器降压 软起动 采用电力电子装置控制起动电流 软起动 采用电力电子装置控制起动电流 16 1 三相异步电动机的起动 137 1 1 转子串接电阻起动 转子串接电阻起动 3 3 三相绕线转子异步电动机的起动方法三相绕线转子异步电动机的起动方法三相绕线转子异步电动机的起动方法三相绕线转子异步电动机的起动方法 起动时 在转子回路中串入变阻器 在起动中逐渐减 小其电阻值 使起动中始终产生较大的电磁转矩 起动时 在转子回路中串入变阻器 在起动中逐渐减 小其电阻值 使起动中始终产生较大的电磁转矩 转子串接电阻分级起动示意图转子串接电阻分级起动示意图 T 1 0 Rs 0 Rs1 Rs1 Rs2 s n Rs1 Rs2 Rs3 TL 3 三相绕线转子异步电动机的起动方法 138 起动时 在转子回路中串入频敏变阻器 起动时 在转子回路中串入频敏变阻器 2 转子串接频敏变阻器起动 频敏变阻器实际上是无二 次绕组的三相心式变压器 频敏变阻器实际上是无二 次绕组的三相心式变压器 铁心由较厚的钢板或铁板 制成 磁路饱和程度高 涡流损耗很大 铁心由较厚的钢板或铁板 制成 磁路饱和程度高 涡流损耗很大 起动中 频敏变阻器的铁 耗及其等效电阻 起动中 频敏变阻器的铁 耗及其等效电阻Rm随转 速升高而自动减小 随转 速升高而自动减小 转子串接频敏变阻器起动示意图转子串接频敏变阻器起动示意图 电机学讲义 电9 异步电机 第 23 页 共 26 页 第16章 三相异步电动机的起动 调速和制动 139 16 2 16 2 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 调速的必要性及意义调速的必要性及意义调速的必要性及意义调速的必要性及意义 满足生产工艺要求 提高产品品质或生产效率 满足生产工艺要求 提高产品品质或生产效率 提高运行效率 节约电能 提高运行效率 节约电能 三相异步电动机的调速方法三相异步电动机的调速方法三相异步电动机的调速方法三相异步电动机的调速方法 1 1 60 1 1 f ns ns p 改变转差率改变转差率s 改变同步转速改变同步转速n1 改变改变p 变极调速 改变 变极调速 改变f1 变频调速 变频调速 改变改变U1 改变 改变R2 转子回路外加频率为转子回路外加频率为f2 的电动势的电动势 16 2 三相异步电动机的调速 140 1 1 调压调速调压调速调压调速调压调速 定子电压只能从额定值定子电压只能从额定值调低调低 对 对T s曲线为曲线为硬特性硬特性的电动机的电动机 拖动拖动恒转矩恒转矩负载 负载 TL const 时 调速范围很小 且 时 调速范围很小 且TL 越小 调速范围也越小 越小 调速范围也越小 拖动拖动风机类风机类负载 负载 TL n2 时 有较好的调速效果 时 有较好的调速效果 1 固有机械特性 固有机械特性 2 3 降低 降低U1的人为机械特性的人为机械特性 16 2 三相异步电动机的调速 141 2 2 转子串接电阻调速转子串接电阻调速转子串接电阻调速转子串接电阻调速 只用于只用于绕线转子绕线转子电动机 电动机 转子串接电阻转子串接电阻Rs 调速时效率较低 调速 范围与负载大小有关 调速时效率较低 调速 范围与负载大小有关 调速方法简单 多用于中 小功率三相绕线转子异步电 动机 拖动断续工作的生产机械 调速方法简单 多用于中 小功率三相绕线转子异步电 动机 拖动断续工作的生产机械 当负载转矩不变 当负载转矩不变 TL const 时 时 sm Tm不变 不变 s n T 1 0 TL s1 sN s2 Rs 0 Rs Rs1 Rs Rs2 Rs2 Rs1 s n 2 转子串接电阻调速 142 恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系 恒转矩负载时 恒转矩负载时 T2 TL const 2 2 11 22 2 1112 2 R m pU s T R fRXX s 2 const R s 2s2 N RRR ss cos 2 const 设设T0不变 或忽略不变 或忽略T0 则 则T const 设不串电阻时的转差率为设不串电阻时的转差率为sN 每相串入电阻 每相串入电阻Rs时的转差率为时的转差率为s 2 转子串接电阻调速 143 T const 22 em1 2 const R Pm I s 则 所以 则 所以 I0 const I1 const I2 const 于是于是E2 const m const 不计转子铁耗的变化 即认为不计转子铁耗的变化 即认为pFe const 则 则 什么改变了什么改变了什么改变了什么改变了 n s pCu2 P1 const cos 1 const Pm P2 恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系恒转矩负载下的关系 即即 Pem const 16 2 三相异步电动机的调速 144 A1X1A2X2 NNSSS 3 3 变极调速变极调速变极调速变极调速 电流反向变极法电流反向变极法 将 每 相 绕 组中一半线圈 的电流反向 使电机极对数 成倍变化 将 每 相 绕 组中一半线圈 的电流反向 使电机极对数 成倍变化 通常只用于通常只用于笼型笼型 异步电动机异步电动机 X2A2 A1X1 N SS N X2A2 A1 X1 N S A1X1A2X2 SN p 2p 1 电机学讲义 电9 异步电机 第 24 页 共 26 页 16 2 三相异步电动机的调速 145 4 4 变频调速变频调速变频调速变频调速 一般用于笼型异步电动机 一般用于笼型异步电动机 采用电力电子变流器 变频器或逆变器 作为异步 电动机的对称交流电源 其输出电压 基波 的大小及频 率均连续可调 采用电力电子变流器 变频器或逆变器 作为异步 电动机的对称交流电源 其输出电压 基波 的大小及频 率均连续可调 定子频率定子频率f1 fN时 需随时 需随f1的降低而降低的降低而降低U1 以保 持主磁通 以保 持主磁通 m不变 因为 不变 因为U1 E1 4 44f1N1kdp1 m 当 当N1kdp1一定时 一定时 11 m 11 EU ff 定子频率定子频率f1 fN时 保持定子电压时 保持定子电压U1为额定值 为额定值 16 2 三相异步电动机的调速 146 例题例题 一台三相 一台三相 4极 极 50Hz的绕线转子异步电动机 定 转子绕组均为 的绕线转子异步电动机 定 转子绕组均为Y联结 定子加额定电压联结 定子加额定电压380V时 转子绕 组开路电压为 时 转子绕 组开路电压为190V 转子电阻 转子电阻R2 0 016 漏电抗 漏电抗X 2 0 6 该电动机拖动恒转矩额定负载运行时 转速为 该电动机拖动恒转矩额定负载运行时 转速为 1470r min 定子电流为 定子电流为50A 不计励磁电流 不计励磁电流 1 求电动机额定运行时的电磁转矩 求电动机额定运行时的电磁转矩 2 若负载转矩不变 不计空载转矩 若负载转矩不变 不计空载转矩T0 在转子回 路串入电阻将转速降至 在转子回 路串入电阻将转速降至1125r min 求转子每相应串入的 电阻为多大 此时转子绕组相电动势为多大 与额定运 行时相比 定子电流 输入功率是否变化 求转子每相应串入的 电阻为多大 此时转子绕组相电动势为多大 与额定运 行时相比 定子电流 输入功率是否变化 16 2 三相异步电动机的调速 147 解 解 1 1 606050 1500 r min 2 f n p 1 根据已知条件 转子参数和电流 可考虑用 根据已知条件 转子参数和电流 可考虑用T Pem 1求解 因忽略 求解 因忽略I0 则额定运行时 则额定运行时 N 3380 3 2 190 3190 3 ei U kk 1N N 1 15001470 0 02 1500 nn s n 12 50 AI I 22 220 0160 064 e i Rk k R 16 2 三相异步电动机的调速 148 解解 续 续 2 转子串入电阻 转子串入电阻Rs 使 使n 1125 r min 时 因忽略 时 因忽略T0 TL不变 所以不变 所以T 不变 因此 不变 因此 222 22 em2 221 NN 0 016 3 250 24000 W 0 02 i RR Pm Imk I ss 或或 222 em1 2 N 0 064 3 5024000 W 0 02 R Pm I s 则则 emem 11 224000 152 8 N m 2 2 50 PpP T f 1 1 15001125 0 25 1500 nn s n 16 2 三相异步电动机的调速 149 22 0 25 10025 V s EsE 此时 此时 Pem不变 不变 I1 I2均不变 均不变 P1不变 不计不变 不计I0及及pFe 则 则 2s2 N RRR ss s2 N 0 25 1 1 0 0160 184 0 02 s RR s 22 222s2 22212 N i RRR EIXk IX ss 2 2 0 016 2500 6100 V 0 02 解解 续 续 第16章 三相异步电动机的起动 调速和制动 150 小小 结结 三相笼型异步电动机的起动方法 全压起动 降压起动方法 三相笼型异步电动机的起动方法 全压起动 降压起动方法 三相异步电动机的调速方法 变转差率 变同步转速 三相异步电动机的调速方法 变转差率 变同步转速 主要概念主要概念主要概念 全压起动 降压起动 变极调速 变频调速 主要概念 全压起动 降压起动 变极调速 变频调速 三相绕线转子异步电动机转子串接电阻调速 三相绕线转子异步电动机转子串接电阻调速 三相绕线转子异步电