第三章三相异步电动机的机械特性、起动制动.ppt

第三章 三相异步电动机的机械特性、起动和制动 第一节 三相异步电动机机械特性 物理表达式的几点讨论： T,磁通，转子电流的有功分量三者之间的关系：左手定则； n=f(I2)曲线 曲线 n=f(T)曲线 物理表达式的局限性： 用于物理分析异步电动机在各种运转状态下，转矩和气隙磁通及转子电流有功分量之间的关系，但不能和具体的参数联系起来。不利于定量地分析问题 需要参数表达式 1. 几个状态 2. 4个特殊点 例题3－1 第二节 三相笼形异步电动机的起动 一.异步电动机的起动指标 1.起动的要求： 起动电流要小，以减小对电网的冲击 起动转矩要大，以加速起动过程，缩短起动时间 2.异步电动机的实际起动情况： （1）转子电路的电阻降低很多，起动电流显著增加，增加的起动电流还会使电机磁路饱和，使漏抗减小，这又会使电流进一步增大。 笼形异步电动机起动电流达额定电流的4～7倍，某些型号甚至可达8～12倍 过大的起动电流会造成： 电动机发热，影响电动机寿命； 过大的起动电流还会使电网产生过大的电压降落，影响接在电网上的其他设备的正常运行。 （2）起动电流大，但是异步电动机的起动转矩并不大；因为功率因数小 起动转矩小则会对需满载起动的机械造成困难。 3.要改善异步电动机的起动性能，关键在于设法限制起动电流，增大起动转矩。 4.把异步电动机起动分成4种情况： （1）小容量电动机轻载起动 （2）中大容量电动机轻载起动 （3）小容量电动机重载起动 （4）中大容量电动机重载起动 一般规定，异步电动机的功率小于7.5kW时允许直接起动。 如果功率大于7.5kW，而电源总容量较大，能符合下式要求者，电动机也可允许直接起动。 还要考虑其他一些因素： 起动是否频繁 供电线路的距离 同一台变压器其他用户的要求 轻载：对起动转矩要求并不高，此时的主要矛盾是电流； 降低起动电流的方法，主要靠降低电压； 由于笼形异步电动机的转子本身不可能外接任何阻抗，那么只能在定子电路采取措施。 减压起动减小起动电流的同时，也减小了起动转矩； 所以，只能用于对起动转矩要求不高的场合。 注意： （1）降压起动方法虽然降低了起动电流，但起动转矩也显著减小，只适用于空载或轻载起动； （2）串电阻降压起动一般用于低压电动机，串电抗降压起动一般用于高压电动机； （3）降压起动除了限制起动电流，有时以减小起动转矩为主要目的，以减轻对机构的冲击并保证平稳加速。 3. 起动电阻或电抗的计算 4. Rk和Xk的估算 5. 例题3－2 总结： 与直接起动相比，起动电压降低为 ； 电网所提供的起动电流和起动转矩都降低为 与定子串电阻电抗相比，同样的起动电流，采用自耦变压器减压起动，电动机可产生较大的起动转矩，所以，可带较大的负载； 适用于容量较大的低压电动机作降压起动。 在起动时，先将三相定子绕组联结成星形，待转速接近稳定时再改联结成三角形。 适用于定子绕组在正常工作时三角形联接的三相异步电动机，且轻载。 三. 小容量电动机重载起动 只要矛盾是起动转矩不足 解决的办法： 1.选择容量大一号的电机 2.选择高起动转矩的电动机——特殊电机 （1）深槽式异步电动机 （2）双鼠笼异步电动机 四. 中大容量电动机重载起动 要求起动电流小，起动转矩大 采用绕线电动机转子串电阻的方法 总结： 绕线式异步电动机转子串频敏变阻器起动优点：结构简单，运行可靠，价格便宜，维护方便，能自动操作。因此，目前获得了十分广泛的应用。 3.起动电阻的计算：解析法 4.特点：可得到最大的起动转矩，但起动设备复杂，操作维修不便，特别是大容量电动机，转子电流大，切除电阻时，转矩变化大，对机械传动机构冲击大； 同时，需要较多的电阻器、开关元件等，设备的投资大。 当转子由于惯性而仍在旋转时，其导体即切割此磁场，在转子中产生感应电动势及转子电流。 根据左手定则，可确定出转矩的方向与转速的方向相反，即为制动转矩。 能耗制动经验公式 对绕线式异步电动机： 求定子直流励磁电流 求转子回路所串电阻 利用估算的值，可以保证电动机拖动系统的快速停车 在该制动状态，由位能负载提供的机械功率和电源输入的电磁功率全部消耗在电动机的转子电路的电阻上。 特点：可使位能性负载获得稳定的下放速度，但能量损耗大。 在转速接近于0时，若想快速停车，应切断电源； 在转速为零的C点，如不切断电源，电动机将反向加速，机械特性进入第三象限，反向的电动状态 反抗性负载 位能性负载 能量关系：和转子反转一样，系统储存的动能变为轴上输入的机械功率，与定子传递给转子的电磁功率一起，全部消耗在转子电路的电阻上。 2.变极或变频调速过程中的回馈制动 第五节 三相异步电动机的四象限运行 一、绕线转子异步电动机注意： 对于位能性负载： 提升重物时，电动机始终