《机电传动控制资料》课件

第四章交流异步电机的起动1编辑ppt第四章交流异步电机的起动1编辑ppt第四章交流异步电机的起动

§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）

一、基本结构类型基本组成

定子——由定子铁心和三相绕组构成；作用：建立旋转磁场；转子——由转子铁心和转子绕组构成；作用：在旋转磁场作用下，产生感应电流和电磁力矩，并输出机械功率。基本类型（按转子结构不同分类）笼形转子型和绕线转子型2编辑ppt第四章交流异步电机的起动§4-1交流异步电机的基本工第四章交流异步电机的起动

§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）一、基本结构类型基本组成

定子——由定子铁心和三相绕组构成；作用：建立旋转磁场；转子——由转子铁心和转子绕组构成；作用：在旋转磁场作用下，产生感应电流和电磁力矩，并输出机械功率。基本类型（按转子结构不同分类）笼形转子型和绕线转子型3编辑ppt第四章交流异步电机的起动§4-1交流异步电机的基本工第四章交流异步电机的起动

§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）一、基本结构类型基本组成

定子——由定子铁心和三相绕组构成；作用：建立旋转磁场；转子——由转子铁心和转子绕组构成；作用：在旋转磁场作用下，产生感应电流和电磁力矩，并输出机械功率。基本类型（按转子结构不同分类）笼形转子型和绕线转子型4编辑ppt第四章交流异步电机的起动§4-1交流异步电机的基本工第四章交流异步电机的起动

§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）一、基本结构类型基本组成

定子——由定子铁心和三相绕组构成；作用：建立旋转磁场；转子——由转子铁心和转子绕组构成；作用：在旋转磁场作用下，产生感应电流和电磁力矩，并输出机械功率。基本类型（按转子结构不同分类）笼形转子型和绕线转子型

5编辑ppt第四章交流异步电机的起动§4-1交流异步电机的基本工第四章交流异步电机的起动

二、基本工作原理1、旋转磁场的产生2、感应电动势的产生

3、电磁力F的产生

交流电机工作原理

BACn1fFn2B

fCfA

fB

旋转磁场的产生

A

C

I1ACB→φ→E2→F→n2Fn1§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）6编辑ppt第四章交流异步电机的起动二、基本工作原理1、旋转磁场第四章交流异步电机的起动

磁场旋转速度转动方向:通电相序A-C-B-A

多磁极电机B

n1

fC

fA

fB

旋转磁场的产生

A

C

SSNNAB

C

600600二、基本工作原理§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）7编辑ppt第四章交流异步电机的起动磁场旋转速度转动方向:通电相第四章交流异步电机的起动

三、异步电动机的机械特性方程1、电磁力矩方程2、定子线圈的电压方程及磁场

的大小§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）BCAFFn2n1

8编辑ppt第四章交流异步电机的起动三、异步电动机的机械特性方程第四章交流异步电机的起动

3、转子回路电压方程及转子电流4、转子回路的功率因数§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）三、异步电动机的机械特性方程I2s00.519编辑ppt第四章交流异步电机的起动3、转子回路电压方程及转子电流第四章交流异步电机的起动

5、机械特性方程数学物理方程§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）三、异步电动机的机械特性方程MmMNSnn01SmnN10编辑ppt第四章交流异步电机的起动5、机械特性方程数学物理方程第四章交流异步电机的起动

5、机械特性方程主要特征参数最大电磁力矩临界转差率同步转速§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）三、异步电动机的机械特性方程MmMNSnn01SmnN11编辑ppt第四章交流异步电机的起动5、机械特性方程主要特征参数第四章交流异步电机的起动

工程应用方程（4-1）数学物理方程§4-1交流异步电机的基本工作原理（预备知识）三、异步电动机的机械特性方程MmMNSnn01SmnN5、机械特性方程12编辑ppt第四章交流异步电机的起动工程应用方程（4-1）数学物第四章交流异步电机的起动

一、固有特性当：U1=UN；f1=fN；M=f(n)——称为固有特性。1、特性方程

数学物理方程工程应用方程（4-1）MmMNSnn01SmnN§4-2异步电动机的机械特性13编辑ppt第四章交流异步电机的起动一、固有特性当：U1=UN；第四章交流异步电机的起动

2、转差率S的物理意义1）速度降落值转差率2）转子回路的频率3）转子回路电功率损失一、固有特性§4-2异步电动机的机械特性MmMNSnn01SmnN14编辑ppt第四章交流异步电机的起动2、转差率S的物理意义1）速第四章交流异步电机的起动

4）表示电机运行状态5）反映转子回路电阻的大小当0<S<1，电动机状态当S<0时，发电反馈制动状态当S>1时，反接制动状态2、转差率S的物理意义一、固有特性§4-2异步电动机的机械特性MmMNSnn01SmnN15编辑ppt第四章交流异步电机的起动4）表示电机运行状态5）反映转第四章交流异步电机的起动

3、机械特性曲线

稳定工作段：非稳定工作段当0<S<Sm的工作区段当Δn>0时，ΔM<0；当Δn<0时，ΔM>0；当Sm<S<1的工作区段当Δn>0时，ΔM>0；当Δn<0时，ΔM<0；电机的实际机械特性与其转子的实际结构有关(如图4-5)一、固有特性§4-2异步电动机的机械特性MmMNSnn11SmnN16编辑ppt第四章交流异步电机的起动3、机械特性曲线稳定工作段：第四章交流异步电机的起动

4、机械特性的工程计算根据电机铭牌参数计算机械特性计算依据：

额定功率：PN——kW额定转速：nN——r/min过载倍数：λ=Mm/MN

定子极对数：p计算参数：Mmax、Sm一、固有特性§4-2异步电动机的机械特性17编辑ppt第四章交流异步电机的起动4、机械特性的工程计算根据电第四章交流异步电机的起动

计算步骤：

1）额定力矩：2）最大力矩：3）额定转差率：4）临界转差率：5）机械特性计算：机械特性工程应用方程（4-1）式4、机械特性的工程计算一、固有特性§4-2异步电动机的机械特性18编辑ppt第四章交流异步电机的起动计算步骤：1）额定力矩：2）第四章交流异步电机的起动

二、人工特性人工特性——以人为方式改变电机的工作参数，所得到的机械特性。

基本依据：

机械特性的数学物理方程基本类型：定子电源：U1、f1转子阻抗：r、x20；（绕线转子电动机）转子电源：U2、f2；（绕线转子电动机---串级调速）§4-2异步电动机的机械特性19编辑ppt第四章交流异步电机的起动二、人工特性人工特性——以人第四章交流异步电机的起动

1、改变定子绕组电压U1基本依据：基本特点—改变—不变Sn0Sm1MmM二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性20编辑ppt第四章交流异步电机的起动1、改变定子绕组电压U1基本Sn0Sm1MmM第四章交流异步电机的起动

基本方法：

1）经变压器或改变绕组接法(Y/Δ变换)2）定子回路串入电阻r1或电抗器x1降压3）采用可控扼流圈（饱和电抗）或晶闸管交流调压器供电基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性1、改变定子绕组电压U121编辑pptSn0Sm1MmM第四章交流异步电机的起动基第四章交流异步电机的起动

基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性基本方法：

1）经变压器或改变绕组接法(Y/Δ变换)2）定子回路串入电阻r1或电抗器x1降压3）采用可控扼流圈（饱和电抗）或晶闸管交流调压器供电1、改变定子绕组电压U122编辑ppt第四章交流异步电机的起动基本依据：二、人工特性§4第四章交流异步电机的起动

2、改变定子供电频率f1基本特点：—改变；Sn0Sm1MmM—改变；—改变；基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性23编辑ppt第四章交流异步电机的起动2、改变定子供电频率f1基本第四章交流异步电机的起动

基本方法：Sn0Sm1MmM1）U1=UN、f1↑——n0↑、Sm↑、Mm↓2）U1/f1=常数、f1↓——n0↓、Sm↓

、Mm≈常数；恒功率——特性恒力矩——特性基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性2、改变定子供电频率f124编辑ppt第四章交流异步电机的起动基本方法：Sn0Sm1第四章交流异步电机的起动

3、改变转子回路阻抗基本方法：1）转子回路串入电阻R2——改变r2；Sm↑,Mm不变,图4-3c2）转子回路串入电抗器X2——改变X20；Sm↓,Mm↓,图4-3d3）转子回路串入阻抗器R2+X2；图4-3e应用：只适用绕线转子异步电动机Sn0Sm1MmM基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性25编辑ppt第四章交流异步电机的起动3、改变转子回路阻抗基本方法第四章交流异步电机的起动

4、改变转子回路的电压和频率--串级调速

基本方法：定子——由恒定电压U1和频率f1的电源供电；转子——由可变频、变电压的可控电源供电U2；机械特性——与定子变频特性相同;Sn0Sm1MmMR2iU2应用：只适用绕线转子异步电动机基本依据：二、人工特性§4-2异步电动机的机械特性26编辑ppt第四章交流异步电机的起动4、改变转子回路的电压和频率-第四章交流异步电机的起动

三、人工特性的计算以转子串电阻人工特性为例说明的计算方法:1、计算依据(已知条件)1)固定电阻为:r22)附加电阻为:Ri

Sn0Sm1MmM3)固有特性：求:转子串电阻Ri的人工特性§4-2异步电动机的机械特性27编辑ppt第四章交流异步电机的起动三、人工特性的计算第四章交流异步电机的起动

2、求转子串电阻人工特性Sn0Sm1MmM串入附加电阻Ri后：Mm不变，Smi+1↓<Smi

三、人工特性的计算§4-2异步电动机的机械特性28编辑ppt第四章交流异步电机的起动2、求转子串电阻人工特性Sn0第四章交流异步电机的起动

Sn0Sm1MmM3、分析Sm与Smi的关系设:在相同力矩Ma处，两特性的转差率为：Sa和Sai力矩Ma:得到：结论：在同一转矩下，任意两条特性，其转差率之比等于电阻之比；Ma三、人工特性的计算§4-2异步电动机的机械特性SaSai（4-6）29编辑ppt第四章交流异步电机的起动Sn0Sm1MmM3第四章交流异步电机的起动

4、固定电阻r2的计算：Sn0Sm1MmMMN按电机的额定参