第6章三相异步电动机的电力拖动(3).ppt

本章重点,第6章三相异步电动机的电力拖动,本章内容,内容提要：,本章介绍三相异步电动机机械特性的特点及参数表达式和实用表达式，讨论三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性，阐述三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。,下页,上页,返回,1.机械特性的特点、表达式,3.三相异步电动机的常用起动方法、特点和适用范围,重点：,2.三相异步电动机的人为机械特性,4.三相异步电动机的各种调速方法、原理和应用,5.三相异步电动机的各种制动方法、原理和应用,下页,上页,返回,本次课程内容和教学要求,内容：异步电动机各种运行状态。要求：掌握各种制动原理和机械特性以及应用场合。,下页,上页,返回,6.6三相异步电动机的制动,电动运行状态T与n方向一致，nn1，0s0，T0，所以特性在象限能量关系为：动能电能消耗在转子电阻上。,制动过程中，电磁转矩始终为制动性质的转矩，转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上，使转子发热，当转子动能消耗完，转子就停止转动能耗制动。,下页,上页,返回,2.能耗制动时的机械特性,(1)能耗制动时转差电动机处于电动状态时，转子以n切割定子旋转磁场，其转差率为s=(n1-n)/n1。能耗制动时，定子绕组通入直流I-产生固定磁势F-，转子以转速n切割定子固定磁场。将转子看成不动，定子固定磁场朝相反方向以转速n旋转，结果与转子旋转时相同。这时能耗制动的转差率s=n/nb，nb为制动瞬间电机转速。当n=0时，能耗制动的转差率sn=0；刚制动时，n=nb，s=1，这时转子电势最大sE2=E2，电抗为sX2=X2。所以能耗制动时其转差为01,电源上输入电功率,系统储存的机械功率,机械功率为负，说明电机从轴上输入机械功率；电磁功率为正说明电机从电源输入电功率，并从定子向转子传递功率。,表明，轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的电磁功率一起消耗在转子回路电阻上，所以反接制动的能量损耗较大。,而,下页,上页,返回,绕线式电动机在定子两相反接同时,可在转子回路串联制动电阻来限制制动电流和增大制动转矩。,(4)制动电阻的计算,设sg为固有机械特性上对应任意给定转矩T的转差率,当s0，n1。,下页,上页,返回,当电机提升重物G，电机以na转速提升重物。这时线路中转子回路没有外串电阻。,下页,上页,返回,在转子回路串入足够大电阻Rbk，使，对应的人为机械特性与位能性恒转矩负载特性的交点落在第象限，如图中曲线2所示。,电机工作点由abc，n=0，制动过程开始，电机反转，直到d点。在第四象限cd段才是制动状态。,串入电阻的瞬时，转速n由于机械惯性来不及变化，工作点从a点水平跳变到曲线2的点b。由于Tb0而n1，运行过程中能量消耗多，改变转子串接电阻，可变速度。应用：适用于位能性负载下放重物。,下页,上页,返回,异步电动机的回馈制动包括正向回馈制动过程和反向回馈制动运行。三相异步电动机正向（或反向）回馈时，电机处于异步发电状态，将系统减小的动能转变为电能送入交流电网。,6.6.3回馈制动(再生发电制动),电磁转矩T与转速n方向相反，且|n|n1|、s|n1|，适用于将重物高速稳定下放，称反向再生发电制动或下放重物时的回馈制动。,下页,上页,返回,制动原理,当异步电动机拖动位能负载高速下放重物时将定子两相反接，定子旋转磁场的同步速为-n1，特性曲线变为2。工作点由a到b，电磁转矩与负载转矩同向，进入制动；经过反接制动过程（由b到c）、反向电动加速过程（电磁转矩与负载转矩共同作用、c到-n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到d点(T=TL)保持稳定运行。,电机机械特性曲线1，运行于a点。,在第四象限-n1到d段是回馈制动状态。,转子回路串电阻越大，下放速度越高，图中曲线3的d点，一般为使反向回馈制动时下放重物的速度不至于太高，通常是将转子回路中的反接制动电阻切除。,下页,上页,返回,电源上输入电功率,系统储存的机械功率,机械功率为负，说明电机从轴上输入机械功率；电磁功率为负说明由转子输入机械功率传到定子，再返回电源，这时电机为一台异步发电机，又因这时T、n方向相反故为制动状态，称回馈制动或再生发电制动。,(2)能量关系（-n1到d段）,转差率：,下页,上页,返回,(3)特点和应用,特点：n1|n1|，运行过程中从电网吸收无功建立磁场，向电网输送有功，经济性好；但它的|n|n1|，下放重物的安全性较差。应用：适用于电机拖动位能性负载下放重物。,下页,上页,返回,2.正向回馈制动,发生在采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时。,制动原理,当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为2。同步速变为。,电机工作点由a变到b，电磁转矩为负，电机处于回馈制动状态(b到n1段)。,特点,电源相序不变，电机转速n高于同步转速n1，正向回馈制动过程位于第II象限，n10，n0，sn1匀速下放重物。（）8、异步电机若转差率在01之间，一定运行在电动机状态。（）,倒拉反接,能耗制动,反接制动,回馈制动,1s,三相定子绕组从交流电源断开，通入直流电,定子绕组接电源的三个端头任意两相对调,下页,上页,返回,9、一台三相6极绕线型异步电动机额定数据为：PN=40kW，nN=980r/min，UN=380V，IN=73A，fN=50Hz，转子每相电阻r2=0.013W，过载能力lm=2。该电动机用于起重机起吊重物。试求：（1）当负载转矩TL=0.85TN，电动机以500r/min恒速提升重物时，转子回