异步机起动调速

异步机起动调速第1页，共17页，2023年，2月20日，星期六1、起动电流倍数：足够小2、起动转矩倍数：足够大（适当）电动机起动时，只有TS大于(1.1～1.2)倍的负载转矩才可顺利起动。一般异步电动机起动转矩倍数=0.8～1.2。3、起动时间：短4、起动设备：简单一、电动机的起动性能指标：第2页，共17页，2023年，2月20日，星期六二、三相异步电动机的直接起动1、起动电流：如果在额定电压下直接起动三相异步电动机，由于最初起动瞬间主磁通约减少到额定值的一半，功率因数很低，造成了起动电流相当大而起动转矩并不大的结果。以普通鼠笼式三相异步电动机为例，起动电流起动电流较大的影响：（1）首先对于绕组来说是非常不利的，如果电机是属于频繁起动的，频繁出现短时大电流会使电动机内部发热较多而过热。（2）对于变压器而言，整个交流电网的容量相对于单个的三相异步电动机来讲是非常大的。但是具体到直接供电的变压器来讲，容量却是有限的。若变压器额定容量相对不够大时，电动机短时较大的起动电流，会使变压器输出电压短时下降幅度较大，超过了正常规定值，例如U＞10％或更严重。这样一来，影响了几个方面：第3页，共17页，2023年，2月20日，星期六1）起动电动机本身，由于电压太低起动转矩下降很多（），当负载较重时，可起动不了。2）影响由同一台配电变压器供电的其他负载，比如说电灯会变暗，数控设备可能失常，重载的异步电动机可能停转等。2、起动转矩：起动转矩起动转矩不大的影响：很显然，电机的起动是非常吃力的，当

TS大于(1.1～1.2)倍的负载转矩电动机才能正常起动。一般地说，如果异步电动机轻载和空载起动，直接起动时的起动转矩就够大了，但是如果是重载起动，且要求起动过程快时，某些异步电动机例如绕线式三相异步电动机，往往小于1，直接起动的起动转矩就不够大了。

第4页，共17页，2023年，2月20日，星期六三相异步电动机直接起动在下面两种情况下是不可行的：①变压器与电动机容量之比不足够大；②起动转矩不能满足要求。不能直接起动的第①种情况下需要减小起动电流，第②种情况下需要加大起动转矩。即起动必须满足的条件是：起动电流要足够小；起动转矩要足够大。

起动电流：

起动转矩：第5页，共17页，2023年，2月20日，星期六降低起动电流的方法有：①降低电源电压；②加大定子边电抗或电阻；③加大转子边电阻或电抗。加大起动转矩的方法只有适当加大转子电阻，但不能过份，否则起动转矩反而可能减小。三、三相鼠笼式异步电动机的起动：1、直接起动：最大优点就是不需要专门的起动设备。直接起动对电动机容量的要求：1）有专用动力变压器时：频繁起动的电动机容量不得超过变压器容量的20%；非频繁起动的电动机容量不超过变压器容量的30%；2）无专用动力变压器时：起动电流所引起的电网压降，对于频繁起动的电动机，不能超过电网额定电压的10%；非频繁起动的电动机不能超过电网额定电压的15%。第6页，共17页，2023年，2月20日，星期六2、降压起动：1）定子串接电抗器起动：三相异步电动机定子串电抗器起动，起动时电抗器接入定子电路；起动后，切除电抗器，进入正常运行。电抗器起到了分压的作用。设串电抗时电动机定子电压与直接起动时电压比值为K，

定子串电抗器起动，降低了起动电流，但起动转矩降低得更多。因此，定子串电抗器起动，只能用于空载和轻载。第7页，共17页，2023年，2月20日，星期六2、Y—Δ起动：如果起动的时候是三角接，这样，相电压等于线电压每相起动电流为，线上的起动电流为。而如果起动时定子绕组Y接，每相起动电压为每相起动电流，则Y—Δ起动时，尽管相电压和相电流与直接起动时相比降低到原来的1／，但是对供电变压器造成冲击的起动电流则降低到直接起动时的1／3。直接起动时起动转矩为，Y—Δ起动时起动转矩为，则：用于拖动的轻负载。在轻载起动条件下，应该优先采用。

第8页，共17页，2023年，2月20日，星期六3、自耦变压器起动：电动机降压起动电流为，与直接起动的起动电流之间关系是：自耦变压器原边的起动电流为，与之间关系为：因此降压起动与直接起动相比，供电变压器的起动电流的关系为：

自耦变压器起动时记起动转矩为，与直接起动时起动转矩之间的关系为：采用自耦变压器降压起动时，与直接起动相比较，电压降低到倍，起动电流与起动转矩降低到倍。实际上起动用的自耦变压器，备有几个抽头供选用。例如QJ2型有三种抽头，分别为55%（即=55%）、64%、73%（出厂时接在73%抽头上）；QJ3型也有三种抽头，分别为40％、60%、80%（出厂时接在60％抽头上）等。这也是我们前面所讲的优点，但是，自耦变压器体积大，价格高，也不能带重负载起动。自耦变压器降压起动在较大容量鼠笼异步电动机上广泛应用。降压起动方法，主要目的都是减小起动电流，但同时又都程度不同地降低了起动转矩，因此只适合空载或轻载起动。第9页，共17页，2023年，2月20日，星期六四、三相绕线式异步电动机的起动1、转子串频敏变阻器起动（P140图10-6）对于单纯为了限制起动电流、增大起动转矩的绕线式异步电动机，可以采用转子串频敏变阻器起动。频率为5OHz的电流通过时频敏变阻器中磁密取得高，铁心处于饱和状态，励磁电流越大，因此励磁电抗较小。而铁心是厚铁板或厚钢板的、磁滞涡流损耗都很大，频敏变阻器的单位重量铁心中的损耗，与一般变压器相比较要大几百倍，因此励磁电阻较大。

2、转子串电阻分级起动：为了使整个起动过程中尽量保持较大的起动转矩、绕线式异步电动机可以采用逐级切除起动电阻的转子串电阻分级起动。第10页，共17页，2023年，2月20日，星期六10.4深槽式和双鼠笼式异步电动机

此类电动机的特点——起动电流较普通鼠笼式电动机小而起动转矩较大。一、深槽式异步电动机：特点——转子槽深而窄原理：交流电流的集肤效应

二、双鼠笼式异步电动机：两个鼠笼：上笼（起动笼）导体截面小、电阻率大下笼（工作笼）导体截面大、电阻率小第11页，共17页，2023年，2月20日，星期六10.5三相异步电动机的调速异步电动机的转速为：因此，三相异步电动机的调速方法大致可以分成以下几种类型：两大类——电气调速、机械调速以下介绍电气调速方法：（1）改变转差率s调速，包括降低电源电压、绕线式异步电动机转子回路串电阻等方法；（2）改变旋转磁通势同步转速调速，包括改变定于绕组极对数、改变供电电源频率等方法；（3）双馈调速：包括串级调速，属改变理想空载转速的一种调速方法；（通过转子的外接电路改变转子电路的电势、电压、电流而改变转子电路的电磁转矩、转速）（4）利用转差离合器调速。第12页，共17页，2023年，2月20日，星期六一、变极调速：适用——鼠笼式异步电动机（转子的磁极对数由定子磁极对数决定）优点：设备简单、运行可靠、机械特性硬、无额外损耗、效率高，经济性能好。缺点：绕组出线多、调速不平滑注意事项：少极数时的电角度关系与倍极数时的电角度关系不同，将导致三相的相序变反，因此变极的同时应改变电源的相序。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。第13页，共17页，2023年，2月20日，星期六1.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，否则磁路将严重饱和。降低电源电压有两种控的制方法。⑴保持=常数：这种方法是恒磁通控制方式，

当改变频率时，若保持=常数，最大转矩为常数，与频率无关，并且最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。这种调速方法机械特性较硬，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。第14页，共17页，2023年，2月20日，星期六⑵保持=常数随着f1的降低，Tm就减小了。显然此时的机械特性特别是在低频低速的机械特性变坏了。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Φm越低，是一种降低磁通升速的方法频率越高时，越小，也减小第15页，共17页，2023年，2月20日，星期六综上所述，三相异步电动机变频调速具有以下几个特点：①调速范围大；②转速稳定性好；③运行时损耗小，效率高；④频率可以连续调节，变频调