电机原理与拖动第6章课件(二).ppt

1、电机原理及拖动（下）,东北大学,边春元 2007.8,内容介绍,第二节 笼型异步电动机的起动,关于起动 绕线式：起动可调到最佳 笼型：Ik大，电网可能不允许； Tk不大，降压时Tst更小（满足电网），适于轻载起动。 （直接起动） 特殊笼型：深槽、双笼、高滑差。（起动转矩大） 笼型电机起动的要求 满足：电网（希望Ik小）和负载（希望Tk大）。 电网对起动电流的要求,如果不满足要求，应降低起动电流。 办法：,负载对起动转矩的要求 要求：,结论：良好起动，以上两项要求应权衡。 直接起动 一般，首选直接起动。7.5kW以下电机可以直接起动。 现代设计的笼型异步电动机 ： 根据直接起动的电磁力和发热设计

2、其机械强度和热稳定性。 减压起动 不满足电网要求时采用减压起动。 基本问题（减压时的起动电流） 设U为电机端电压 I0很小（可以忽略）,得初始起动电流：,定子串电阻、电抗 接线图（图6-14） （小电机：串电阻，大电机：串电抗） 原理（等效电路见教材图6-15 ） ：,解得：,定子串阻抗的特点：适用于空载或轻载起动 。,起动 （6端子电机）,接线图： 教材图6-16：K1、K3闭合（降压起动）K3断开、k2闭合（正常运行）。 由教材图6-17可看出加到一相的电压不同。,特点：,优缺点： 起动电流小（对电网）、设备简单、价格便宜、操作方便； 起动转矩小，降压系数不可调； 仅适合于30kW以下的小

3、功率电动机空载或轻载起动。 自耦变压器起动 教材图6-18为接线图，教材图6-19为一相电路 。,减压系数：,自耦变压器变比：,特点：,优缺点：教材 P208 工业自耦变压器抽头比：0.8、0.65。 总结： 教材P208 表6-2 例6-3 (看一下) 教材P210 图6-20 高起动转矩笼型异步电动机的机械特性 深槽，双笼异步电动机（看一下） 挤流效应（趋表效应）,第三节 绕线转子异步电动机的起动,分级起动 理想起动特性（图6-24 ） 内容： 什么是理想起动特性 函数公式 起动级数已知和未知，转子电阻算法 习题6-39 作业：6-336-38 串频敏变阻器起动 原因：串电阻分级起动结构复

4、杂、维护量大。 起动转矩改善（教材图6-27） 。（在起动过程中，能保持较大的起动转矩）,第四节 异步电动机的调速,调速方法,转差功率消耗型：变s,转差功率回馈型：串级调速（转子串电阻的改进），高 转差功率不变型：变p、变f， 高,转差功率:,对于变s:,变极调速,原理 异步机极数是定子绕组结构决定的（笼型） 两个“半”绕组顺串（图6-28 ）：多级（低速） 两个“半”绕组反串或顺并（图6-29） ：少级（高速） 变级（改变接法时，应同时变相序）？ p=1，空间角度（）：0、120、240 p=2，空间角度（）：0、240、480（120）（反转） 变极前、后、转矩和功率关系 气隙磁密,电磁转

5、矩,输出功率,接线举例 YY/Y联结（图6-30 ：改变相序）恒转矩调速,YY/D联结（图6-31 ：改变相序）接近恒功率调速,变级调速：分级调速；电机工艺复杂，不经济。 变频调速 VVVF、DTC、矢量控制（SPWM、SVPWM）,恒磁通变频的概念,恒磁通变频：,基速的提法 基速：电机额定速度 基速以下，恒转矩调速，U1与f1协调控制； 基速以上，恒功率调速（弱磁调速），,E1/f1=C时的人为特性 恒磁通调速,机械特性曲线（教材图6-32） 容许输出（恒转矩）,功率因数,U1/f1=C时的人为特性（近似恒磁通调速）,n,电压补偿（也称转矩补偿）：低速特性变坏（？）,向基频以上调节的变频调速

6、 当 f1fN 时，要保持m=C，定子电压需要高于额定值，这是不允许的。 办法：保持 U1=UN ，这样 f1，m，相当于弱磁调速。 Tmax,nm,机械特性 教材 图6-34 特点：运行段近似平行；Tmax1/f12。 PM,不同频率，s 变化不大，近似恒功率调速。,真正恒功率条件：,变频调速特点 ： 基频以下，恒转矩调速； 基频以上，恒功率调速； 机械特性基本平行，硬特性，调速范围宽，转速稳定性好； 运行时，s 小，转差功率损耗小，效率高； 可连续调节，能实现无级调速。,降低定子电压调速,机械特性： （图6-8） 特点： 同步转速n1不变；sm不变； 同一转速下 ：T U12，调速范围小。

7、,为了改善D，绕线式电机可加大转子外串电阻（教材图6-11 可以看出特性变软）， （图6-36 可以看出特性变软后，调速范围变大）。,低速稳定性差（采用高滑差电机，特性软）。 改进：速度闭环 性能分析：恒P？恒T？（都不是）,变极调压调速：结合变极调速的优点（ps小），可以改善调速性能。 转子串电阻调速（绕线式） 机械特性： 特性变软（图6-24） 缺点：低；低速稳定性差。 调速性能： 性质,效率：低速时，效率低,串级调速 （ ps回馈型 ） 转子回路串附加电动势时的等效电路：（教材图6-40） 功能：转差功率回馈电网 方法：条件,功率关系（看一下）：,转差离合器调速 原理示意图：（ 教材图6

8、-44） 效率低，低速稳定性差。,第五节 三相异步电动机的各种运行状态,概述,电动 （0s1） 特性：（教材图6-48） (1、3象限) 特点： 转子旋转方向与旋转磁动势的转向相同： 0s1；nn1。 T与n方向一致； 电动机吸收功率； 一、三象限。,反接制动 （ s1 ：电源反接） 笼型：（反相序）可直接反接 绕线式： 原理 措施：反相序，同时转子回路串入大电阻。 串入电阻后特性变软（图6-49：曲线2）。 过程：,起始转差率：,功率关系 电磁：,（因为s1 ，电网输入）,转差：,能流图 特点 能量消耗大 ； 二象限；,可实现快制动，快反转； 制动：应在 n =0时，撤电源。 反接制动（ s 1 ：倒拉反接） 倒拉反节制动（图6-51） 条件：位能负载 措施：电源不变，串入足够大电阻（特性非常软） 第四象限 能量关系：同前 D点：反接制动“运行”,例：6-4，6-5 （仔细看一下）,回馈制动（ s 0 ：再生制动） 原理 反相序回馈制动（图5-52）。 措施：位能负载，串电阻反相序接电源（曲线1）；串电阻，切电阻（曲线2） 。 物理过程：,稳定时： 第四象限，,转差率,功率关系,相量图（图6-53 ） 由相量图，,第二象限回馈制动 变频调速（图6-54 ）,小车下坡,YY/D变级调速,能流图,能耗制动 措施：切掉交流，定子通直流（定子串电阻