第10章-三相异步电动机的基本性能.ppt

电机学,第10章三相异步电动机的基本性能,2,内容,10.3三相异步电动机的调速,10.1三相异步电动机的性能指标与工作特性,10.2三相异步电动机的起动,10.4三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机,3,掌握异步电动机的性能指标，了解工作特性。掌握笼型电动机的Y及自耦变压器降压起动的方法及特点。掌握绕线转子异步电动机转子串电阻起动的方法及特点。掌握变极调速、变频调速、绕线转子电动机转子串电阻调速及串级调速的方法与特点。了解电磁转差离合器的工作原理，了解其结构特点。了解三相异步电动机在不对称电压下的运行性能。了解单相异步电动机的类型及运行性能。,要求,10.1三相异步电动机的性能指标与工作特性,一、异步电动机的性能指标,1.额定效率,2.额定功率因数,3.最大转矩倍数,4.起动电流倍数,5.起动转矩倍数,反映短时间承受过负载能力的指标，称为过载能力；,五个性能指标：,以上指标中，起动电流倍数小好，其它指标大好。,二、异步电动机的工作特性,1转速特性,2转矩特性,3定子电流特性,4定子功率因数特性,5效率特性,额定运行时，转速略低于同步转速，功率因数、效率均较高。,工作特性是指在额定电压和额定频率下的：,10.1三相异步电动机的性能指标与工作特性,10.2三相异步电动机的起动,一、三相笼型异步电动机的起动,1直接起动（全压起动）,原因：起动瞬间n=0，s=1,等效电路处于短路，故起动电流很大。,2降压起动,（1）Y降压起动,起动电流减小倍数：,起动转矩减小倍数：,10.2三相异步电动机的起动,（2）自耦变压器降压起动,变比,直接起动电流,变压器副边供给电机的起动电流,变压器原边电流（电网的起动电流）,起动电流减小倍数,起动转矩减小倍数,例10.2.1,10.2三相异步电动机的起动,二、三相绕线型异步电动机的起动,直接起动时，Ist大，Tst却不大；降压起动时，虽然Ist减小了，但Tst也随U2减小。,笼型电动机:,所以笼型电动机只能用于空载或轻载起动。,绕线型电动机:,转子串电阻:起动变阻器、频敏变阻器。,故绕线电动机采用转子串电阻起动。,10.2三相异步电动机的起动,1转子回路串起动变阻器起动,起动结束，Rst全部退出，并将转子回路短路。,起动变阻器,10.2三相异步电动机的起动,2转子串接频敏变阻器起动,起动时n=0，s=1，f2=sf1(最大)PFe大Rm大，这相当于在转子回路中串入一个大的起动电阻。,随着nsf2PFeRm,可见，随转速上升自动切除起动电阻，保持起动转矩近似不变，使起动平稳、快速。,Rm随f2自动变化，称为“频敏电阻”,10.2三相异步电动机的起动,10.3三相异步电动机的调速,一、变极调速,2p=4,2p=2,1变极原理,使定子每相的一半绕组中的电流改变方向，就可改变磁极对数。,改变pn1变化n变化,2.变极绕组接线方式,/YY(2p/p)Y/YY(2p/p),当p=2时，U、V、W绕组相隔空间电角度为0o、120o2=240o、240o2=480o(120o)。,当p=1时，U、V、W绕组相隔空间电角度为0o、120o、240o；,因此，变极后必须对调定子任意两相绕组的出线端，以保证电动机的转向不变。,注意：变极前后三相绕组的相序发生改变：,变极调速为分级调速，速度的变化跨度大。,10.3三相异步电动机的调速,二、变频调速,改变fn1变化n变化,所以在调频调速过程中，电压与频率应成正比变化。,变频调速范围大、平滑性好，但需要一套变频电源。,三、绕线型电动机的转子串电阻调速,R2sn,转子串电阻计算式,串电阻将使铜耗增加，降低了电动机效率。,10.3三相异步电动机的调速,四、绕线型电动机的串级调速,10.3三相异步电动机的调速,五、电磁调速异步电动机,1电磁转差离合器的结构,电枢：由铸钢制成的圆筒，与电动机同轴相连，随电动机一起转动。,磁极：由铁心和励磁线圈组成，励磁线圈通过滑环和电刷接直流电源。磁极与机械负载同轴连接。,10.3三相异步电动机的调速,2电磁转差离合器的工作原理,电磁转差离合器的转差率,3电磁转差离合器的调速,增大励磁电流，磁场增强，涡流增大，电磁转矩增大，负载转速上升；减小励磁电流，磁场减弱，涡流减小，电磁转矩减小，负载转速下降。,与异步电动机的工作原理相同。,优点:结构简单、调速范围大（可达10:1）、调速平滑，可无级调速。缺点:是涡流损耗大，效率较低。,4电磁调速异步电动机的特点,10.3三相异步电动机的调速,一、三相异步电动机在不对称电压下运行,三相不对称U分解:,负序电磁转矩使合成转矩减小，过载能力下降，输出功率减小，效率有所下降。,正、负序等效电路相同，只是转差率不同：,三相不对称运行的不良后果：,10.4*三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机,二、单相异步电动机,1工作原理,10.4*三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机,单相异步电动机有以下特点：,(3)反向转矩存在，使最大转矩减小，过载能力下降，输出功率减小，效率较低。,2单相异步电动机的主要类型,(1)电容起动异步电动机,起动时：两相电机，产生旋转磁场。,运行时：单相电机（副绕组切除）,特点：电容值按起动性能要求选取，故起动性能好，但运行性能较差。,10.4*三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电动机,(2)电容运转异步电动机,将离心开关去掉，起动和运行时都是两相绕组，即为两相电机。,特点：电容值按运行性能要求选取，故运行性能较好，但起动性能较差。,(3)单相双值电容异步电动机,起动时：电容值大（C1、C2并联），满足起动性能要求。,运行时：电容值小（C2），满足运行性能要求。,为两相电机，起动性能和运行性能都比较好。,10.4*三相异步电动机在不对称电压下运行及单相异步电