4.2发电机与电动机.ppt

4.2 三相异步电动机转矩与机械特性 4.2.1 转矩公式 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。 常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因数 电磁转矩公式 可推导出 由公式可知 电磁转矩公式 1. T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1? ?T ?? 2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转矩。 4. 2. 2 机械特性曲线 O T S 根据转矩公式 得特性曲线： O T 1 4.3 异步电动机的运行与控制 起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 ~ 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作 频繁起动时造成热量积累，使电机过热 后果： 原因： 直接起动： n = 0，s =1, 接通电源。 起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大， 转子感应电势 转子电流 定子电流 4.3.1 起动方法 直接起动 7.5千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。 降压起动： 星形-三角形(Y－ ?) 换接起动 自耦降压起动 （适用于笼型电动机） 转子串电阻起动 （适用于绕线式电动机） 以下介绍降压起动和转子串电阻起动。 设：电机每相阻抗为 1、 降压起动 (1) Y－ ?换接起动 ?降压起动时的电流 为直接起动时的 + － 起动 U1 U2 V1 V1 W1 W2  + － 正常运行 U1 U2 V1 V2 W1 W2 (a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。 Y- ?换接起动应注意的问题  正常运行 Ul U1 W2 V2 W1 + ＿ U2 V1 UP 起动 + ＿ Ul + ＿ U1 W2 V2 W1 U2 V1 (2) 自耦降压起动 L1 L3 L2 FU Q Q2下合： 接入自耦变 压器，降压 起动。 Q2上合： 切除自耦变 压器，全压 工作。 合刀闸开关Q Q2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时 联成 Y形不能采用Y－?起动的笼型异步电动机。 R R R 滑环 电刷 定子 转子 起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将R 短路。 起动电阻 2、绕线式电动机转子电路串电阻起动 ? 1、 变频调速 (无级调速) f=50Hz 逆变器 M 3 ~ 整流器 f1、U1可调 + – ~ 变频调速方法 恒转距调速（f1f1N） 恒功率调速（f1f1N） 频率调节范围：0.5~几百赫兹 三种电气 调速方法 4.3.2 三相异步电动机的调速 2、 变极调速 (有级调速) 变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性 能优异，因而正获得越来越广泛的应用。 A1 X1 A2 X2 i i P=2 · · A1 A2 X1 X2 · · N N S S A1 X1 A2 X2 i i ? ? P=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机， 由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对 调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床 等机床上。 A1 · · A2 X1 X2 S N T o 3、 变转差率调速 (无级调速) 变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调 速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少， 缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种 提升、起重设备中。 n n ? ? TL TL s ′ s ? ? T s o 方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。 电动机 正转 电动机 反转 4.3.3 三相异步电动机的正、反转 电 源 ~ U V W M 3~ U V W 电 源 ~ M 3~ 4.2.4 三相异步电动机的制动 1、 能耗制动 制动方法 机械制动 电气制动 能耗制动 反接制动 发电反馈制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相 绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与 旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的 转距（制动转距），使转子迅速停止转动。 n F 转子 T ? n0=0 2、 反接制动 停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。 M 3~ + - 运转 制动 ? R