三相异步电动机的起动

1、11-1 三相异步电动机的起动 方法,1. 电动机的起动指标 (1) 起动转矩足够大 Tst TL Tst (1.1 1.2) TL (2) 起动电流不超过允许范围。 异步电动机的实际起动情况 起动电流大：Ist = sc IN = (5.57) IN 起动转矩小：Tst = stTN = (1.62.2) TN,第11 章 三相 异步电动机的起动及起动设备的计算,不利影响 大的 Ist 使电网电压降低，影响自身及其他负载 工作,频繁起动时造成热量积累，易使电动机过热。 2. 笼型异步电动机的直接起动 (1) 小容量的电动机（PN 7.5kW） (2) 电动机容量满足如下要求,4.3 三相异步

2、电动机的起动,3. 笼型异步电动机的减压起动,1) 定子串联电阻或电抗减压起动,M 3,起动,运行,11-1 三相异步电动机的起动,2) 自耦变压器减压起动,11-1 三相异步电动机的起动,2) 自耦变压器减压起动,起动,4.3 三相异步电动机的起动,2) 自耦变压器减压起动,运行,11-1 三相异步电动机的起动,适用于：正常运行为联结的电动机,3) 星形三角形减压起动（Y 起动,11-1 三相异步电动机的起动,适用于：正常运行为联结的电动机,2) 星形三角形减压起动（Y 起动,Y 起动,4.3 三相异步电动机的起动,适用于：正常运行为联结的电动机,2) 星形三角形减压起动（Y 起动,运行,定

3、子相电压比,定子相电流比,起动电流比,4.3 三相异步电动机的起动,Y 型起动的起动电流,起动转矩比,Y型起动的起动转矩,11-1 三相异步电动机的起动,频敏变阻器 频率高：损耗大，电阻大。 频率低：损耗小，电阻小。 转子电路起动时 f2 高，电阻大， Tst 大， Ist 小。 转子电路正常运行时 f2 低，电阻小， 自动切除变阻器,4. 绕线型异步电动机转子电路串联频敏变阻器起动,频敏变阻器,11-1 三相异步电动机的起动,11-2. 改善起动性能的三相笼型异步电动机,1) 深槽异步电动机 槽深 h 与槽宽 b 之比为：h / b = 8 12,漏电抗小 漏电抗大,增大 电流密度,起动时，

4、f2 高， 漏电抗大，电流的集 肤效应使导条的等效 面积减小，即 R2 ， 使 Tst 。 运行时， f2 很低， 漏电抗很小，集肤效 应消失，R2,11-2 改善起动性能的三相笼型异步电动机,2.双笼型异步电动机,电阻大 漏抗小 电阻小 漏抗大,上笼 （外笼） 下笼 （内笼,起动时， f2 高， 漏抗大，起主要作用， I2 主要集中在外笼， 外笼 R2 大 Tst 大。 外笼 起动笼。 运行时， f2 很低 ， 漏抗很小，R2 起主要作用， I2 主要集中在内笼。 内笼 工作笼,11-2 改善起动性能的三相笼型异步电动机,1) 起动过程,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,串联

5、Rst1 和 Rst2 起动（特性 a） 总电阻 R22 = R2 + Rst1+ Rst2,n0,a (R22,T2,a1,a2,T1,切除 Rst2,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,1) 起动过程,b (R21,b1,b2,合上 S2 ，切除 Rst2（特性 b） 总电阻 R21 = R2+ Rst1,5. 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,切除 Rst1,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,合上 S1 ，切除 Rst1（特性 c） 总电阻: R2,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,c (R2,c1,c2,1) 起动过程,p,11-3 绕线型异

6、步电动机转子电路串联电阻起动,2) 起动级数未定时起动电阻的计算,选择 T1 和 T2 起动转矩： T1 = (0.8 0.9) TM 切换转矩： T2 = (1.1 1.2) TL 起切转矩比,求出起动级数 m 根据相似三角形的几何关系来推导,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,同理可得,因为 sa2 = sb1 ，sb2 = sc1 sM R2,所以,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,因此有下面的关系,R21 =R2 R22 =R21 =2R2 对于 m 级起动，有 R2m = mR2 式中 R2m = R2Rst1Rst2 Rstm 于是得到下式,因为,11-3

7、 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,对于 m 级起动，则有,在固有特性 c 上，有关系,因此可得,重新计算 ，校验是否在规定范围内,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,求转子每相绕组的电阻 R2,计算各级总电阻和各级起动电阻 R21 =R2 R22 =R21 R2m = R2(m1,2R2 =m R2,Rst1 = R21R2 Rst2 = R22R21 Rstm = R2mR2(m1,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,3) 起动级数已定时起动电阻的计算 T1 = (0.8 0.9) TM,验算： T2 = (1.1 1.2) TL ， 若不满足，重新调整，直到满

8、足要求。 计算各级总电阻和各级起动电阻,11-3 绕线型异步电动机转子电路串联电阻起动,由异步电动机的转速公式,可知，异步电动机有下列三种基本调速方法,1）改变定子极对数 调速,2）改变电源频率 调速,3）改变转差率 调速,十二章 异步电动机调速,一、变极调速,变极调速是改变定子绕组的极对数实现的，只用于笼型电动机,以4极变2极为例,U相两个线圈，顺向串联，定子绕组产生4极磁场,反向串联和反向并联，定子绕组产生2极磁场,Y反并YY，2p-p,YY，2p-p,注意：当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序,二、 变频调速,改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速

9、的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调,变频调速的优点是无级变速，变速范围大，且具有较硬的机械特性,变频调速的缺点是有一套专门的变频电源，调速系统较为复杂，设备投资较高,1. 从基频向下变频调速 我们知道，三相异步电动机每相电压： 降低电源频率时，必须同时降低电源电压。降低电源电压 有两种控的制方法。 保持 =常数,上式是保持气隙每极磁通为常数变频调速时的机械特性方程式。下面根据该方程式，具体分析一下最大转矩Tm及相应的转差率sm。 最大转矩处 ，对应的转差率为sm，即,最大转矩处的转速降落为,当改变频率时，若保持 =常数，最大转矩 常数，与频率无关，并且最

10、大转矩对应的转速降落相等，也就是不同频率的各条机械特性是平行的，硬度相同。根据上式画出保持恒磁通变频调速的机械特性，如图所示。这种调速方法机械特性较硬，在一定的静差率要求下，调速范围宽，而且稳定性好。由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好。另外，电动机在正常负载运行时，转差率s较小，因此转差功率较小，效率较高。 经分析，恒磁通变频调速是属于为恒转矩调速方式。即当： 时,2. 从基频向上变频调速 ： 升高电源电压是不允许的，因此升高频率向上调速时，只能保持电压为UN不变，频率越高，磁通m越低，是一种降低磁通升速的方法，类似他励直流电动机弱磁升速情况。 保持不变升高频率时，电动机电

11、磁转矩,因此，频率越高时， 越小， 也减小，最大转矩对应的转速降落为,根据电磁转矩方程式画出升高电源频率的机械特性，其运行段近似平行，如图所示,根据电磁转矩方程式画出升高电源频率的机械特性，其运行段近似平行，如图所示,综上所述，三相异步电动机变频调速具有以下几个特点： 从基频向下调速，为恒转矩调速方式；从基频向上调速，近似为恒功率调速方式； 调速范围大； 转速稳定性好； 运行时小，效率高； 频率可以连续调节，变频调速为无级调速,三、变转差率调速,1. 绕线转子电动机的转子串接电阻调速,绕线转子电动机的转子回路串接对称电阻时的机械特性为,从机械特性看，转子串电阻时，同步速和最大转矩不变，但临界转差率增大。当恒转矩负载时，电机的转速随转子串联电阻的增大