第6章三相异步电动机的电力拖动资料.ppt

6.三相异步电动机的电力拖动 本章主要教学内容 1. 三相异步电动机的机械特性 2. 三相异步电动机的启动 3. 三相异步电动机的制动 4. 三相异步电动机的调速 6.1三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的机械特性是指固定定子电压、频率和绕组参数时，电动机的转速或转差率与电磁转矩之间的函数关系。 (2)参数表达式 整理后得： (1) 电动状态——CD段 恒转矩负载在CD段不能稳定运行，风机和泵类负载可以稳定运行，但转差率大，定、转子电流都很大，不宜长期运行。 (2) 发电状态 例6-1 一台三相六极笼型异步电动机定子绕组Y连接，额定电压 额定转速 电源频率 ，电机等值电路参数： ，求额定电磁转矩、临界转差率、最大电磁转矩、过载倍数、启动转矩及启动转矩倍数。 6.1.3人为机械特性 （1）降低定子电压人为机械特性 （2）定子回路串接三相对称电阻或电抗的人为机械特性 一组过同步运行点的曲线簇相当于增加定子回路电阻或电抗的值，同步转速n1不变，临界转差率Sm、电磁转矩T、最大转矩Tm和启动转矩Tst都减小。一组过同步运行点的曲线簇。 人为机械特性的工作段特性变软，转差率增大，电机过载能力降低。 （3）转子回路串接三相对称电阻的人为机械特性 一组过同步运行点，最大转矩Tm不变的曲线簇，同步转速n1、最大转矩Tm不变，临界转差率Sm增大，电磁转矩T减小。 （1）已知固有机械特性 若已知额定功率PN（kW），额定转速nN（r/min）和过载能力 例6-3 （2）计算时，转子外串电阻有两种方法： 6.2三相异步电动机的启动 6.2.1直接启动的问题 启动要求： 启动电流不能太大，减小对电网冲击； 有足够启动转矩，缩短启动时间； 设备简单，价格低廉，便于操作及维护。 直接启动问题： 启动电流很大； 启动转矩不大。 解决方法： 对笼型异步电动机，可采用：直接启动、降压启动、加大定子端电阻或电抗、改进结构、软启动； 对绕线型异步电动机，还可以增加转子端电阻或电抗。 6.2.2笼型三相异步电动机的直接启动 对笼型异步电动机，若负载对启动过程要求不高，且供电电网允许，可采用直接启动方法。 一般7.5kw以下的小容量异步电动机都可以直接启动。若供电变压器容量较小，符合下式要求，也允许直接启动。 (2) Y-D降压启动 正常运行时D接，启动时接成Y形 (3) 自耦变压器降压启动 由自耦变压器原理可知： (4) 三种降压启动方法比较 例6-4 一台笼型三相异步电动机，定子绕组D接法，相关数据为：启动电流倍 启动转矩： 6.2.4 高启动转矩的笼型三相异步电动机 对于笼型异步电动机，改进电机结构可以增大启动时的转子回路电阻，从而增大启动转矩。 1）转子电阻值较大的笼型异步电动机 改变鼠笼金属材料，减小截面积等方法增大转子电阻。 2）深槽式笼型异步电动机 转子槽形深而窄，通过集肤效应增大启动时的转子电阻。 3）双笼型异步电动机 安装有两套鼠笼，外笼为启动笼，内笼为运行笼，改变外笼与内笼参数，可以得到不同形状的机械特性。 6.2.5 笼型三相异步电动机的软启动 通过改变定子电压满足启动要求，实质上是一台交流调压器。启动时，控制晶闸管的导通角α调节定子电压。利用闭环控制限制启动电流，确保定子电流、电压或转矩按照设定的函数关系变化。启动过程结束，将软启动器切除。 6.2.6 绕线型三相异步电动机的启动 当笼型电动机不能满足起动要求，可以用绕线电动机，因为绕线电动机转子可以在转子串入电阻，以限制起动电流和增大起动转矩转矩。 启动过程，转子回路串接三相对称电阻，既能限制启动电流，又能增大启动转矩。 （1）串频敏变阻器启动 启动时，转子回路频率较高，频敏变阻器铁损耗较大，转子回路等效电阻较大，随着转子频率的降低，频敏变阻器作用逐渐减弱，启动结束后，频敏变阻器几乎不起作用。 （2）转子串电阻分级启动 以三级启动为例，逐级闭合 开关的过程中，转子回路外接电阻 依次为： 若已知启动极数m： （1）按要求或者根据 ②计算