第5章 三相异步电动机的电力拖动新.ppt

第五章三相异步电动机的电力拖动,5-1三相异步电动机的机械特性,5-2三相感应电动机的起动,5-3三相感应电动机的制动(不讲),5-4三相感应电动机的调速,5-1三相异步电动机的机械特性,一、机械特性的三种表达式,1、物理表达式,由T型等效电路推出,2、参数表达式,由近似等效电路推出，仅当r1,x1相对励磁阻抗较小时,特殊点：、B、C、D,特殊段:AB段、AC段,A,B,C,D,)A点（临界点）：最大转矩,.,.,过载倍数重要参数,最大转矩与额定转矩之比，称为电动机的过载倍数或过载能力。反映电动机短时过载的极限。,)点（起动点）起动转矩,结论：,起动转矩倍数,起动转矩与额定转矩之比，称为电动机的起动转矩倍数。即,3)点：额定工作点,电动机的转矩和转速均为额定值的工作点。即,4)点：同步转速点,特殊段:,AB段:,AC段:,3、电磁转矩的实用表达式,忽略此二项,机械特性的实用表达式,得:,已知铭牌数据:,异步电动机的转矩表达式,物理表达式,参数表达式,实用表达式,二、三相异步电动机的固有机械特性,固有特性,三、人为特性,降低定子电压不能升高电压,同步转速与定子电压无关，临界转差率也与定子电压,随着定子电压的降低，最大转矩和起动转矩大幅度减少。,2.转子电路串电阻对于绕线式的转子,转子电路串电阻后，最大转矩保持不变，而临界转差率增加，起动转矩视具体情况而定。,5-2三相感应电动机的起动,一、三相感应电动机的固有起动特性,起动电流为（4-7）倍额定电流,良好的起动的性能应该是:较大的起动转矩和较小的起动电流。,二、鼠笼式交流电机的起动方法,1、直接起动全压起动考虑对电网的冲击7.5kW以下可采用较大容量需考虑供电设备的容量,2、降压起动,1)定子串电抗分压起到降压作用2)自耦变压器降压起动3)星形-三角形起动，用于可以有2种接法的电机，正常运行时用三角形接法，起动时用星形接法，相电压降为正常运行时的4)延边三角形起动对某些不同的起动要求，有时需专门设计电机。,降压起动的分析,降压起动设备,M,1)串电抗,可等效为1阻抗,接法不变，所以电网线电流变化的倍数=相电流变化倍数,2)自耦变压器降压,自耦变压器变比,3)Y-起动,相电压减少,电网线电流减小为原线电流的3分之一,结论：降压起动，降低了起动电流对电网的冲击，但也大大降低了起动转矩,一般仅适用于对起动转矩要求不高的场合，如：风扇类负载。,三、三相绕线式异步电动机的起动方法,转子可串电阻转子可串频敏电阻,作用：降低了起动电流、增大了起动转矩。串电抗，可以吗？为什么?,、转子回路串对称电阻起动,转子串电阻的人为机械特性是过(n1,0)的一簇直线，斜率正比于转子回路的电阻,转子串电阻分段起动,四、改善起动性能的鼠笼异步电动机,高转差率异步电动机深槽转子或刀形槽转子（利用集肤效应）双鼠笼转子,起动时，转子频率大，集肤效应使电阻大，起动转矩大。,例:三相异步电动机PN=44kW,nN=1435r/min,E2N=243V,I2N=110A,负载T=0.8TN,T1=1.87TN,T2=TN。确定起动级数和各段电阻。,答,例:三相异步电动机，PN=30kW,nN=725r/min,E2N=257V,I2N=74.3A,负载TL=0.75TN,T1=1.8TN。求4级起动各级电阻。,5-4三相异步电动机的调速方法,一、变极调速,适用于鼠笼式异步电动机，通过改变定子绕组的接法或安装2套极数不同的定子绕组实现变极。通过改变定子绕组的接法，使极对数成倍变化，鼠笼式异步电动机的转子极对数自动与定子绕组的极对数相等。如果是绕线式，须相应改变转子绕组的接法，使转子极对数与定子绕组的极对数相等。,1.变极原理,S,只要改变一相绕组中一半线圈的电流方向,2P,P,2.三种常用的变极方案,A,B,C,A,B,C,C,A,B,C,三角形,双并Y,A,B,C,Y,反串Y,3.机械特性,2P,P,4.变极调速的允许输出,对,双并Y,5.对变极调速的评价,变极调速简单可靠、成本低、效率高、机械特性硬,优点：,既适合横转矩调速又适合横功率调速,缺点：,有限的几个转速,二、变频调速,1、变频调速时频率与端电压之间的关系,为使变频时主磁通保持不变端电压的变化规律,为使变频时电动机的过载能力保持不变端电压的变化规律,为使变频时电动机的过载能力保持不变,即,得,对于恒转矩负载:,这样就能保证三个要素不变,对于恒转矩负载:,这样就不能保证三个要素不变,2.变频调速的机械特性,不同f1的机械特性，sm以下的运行段基本是平行的,fN,UN,3.对变频调速评价,优点：,变频调速平滑性好、效率高,机械特性硬、调速范围广,控制好电压随频率变化的规律,可适用不同性质的负载,缺点：,成本较高,三、异步电动机的调压调速,1.开环调压调速系统,适合风扇类负载,为扩大调速范围，一般采用高转差率电机,2.闭环调压调速系统,3.对调压调速的评级,调压调速系统结构简单、控制方便,调压装置可兼起动设备,利用转速反馈可得到较硬的特性,与其它调速方法配合使用可得较好的调速性能,四、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速,(1)同步转速n1不变(2)同一转矩下，转差率与转子回路电阻成正比(3)Tm不变(4)串电阻越大，转速越低。,得,若调速前后电流,不变，则,调速特点(1)简单、经济(2)有级调速(3)轻载调速范围小、大负载调速范围大(4)恒转矩调速(5)低速损耗大、效率低，不宜长期工作,五、绕线式异步电动机串级调速,六、鼠笼式异步