电工学课件作者行小帅主编第6章节电动机.ppt

本节思考题 1、电磁转矩与什么因素有关？ 2、转子感应电动势的频率何时最大？ 3、三个重要转矩特点分别是什么？ 4、机械特性曲线的稳定区和不稳定区含义分别是什么？ 5、机械特性中的硬特性和软特性含义分别是什么？ 6.4 三相异步电动机的起动与调速 §6.4.1 三相异步电动机的起动 电动机从接通电源后开始旋转，转速逐渐升高直到匀速转 动为止的过程称为起动过程。 异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较大与起动转矩 较小，这与实际生产要求相反。 1. 鼠笼式异步电动机的起动 1）直接起动法 直接起动又称全压起动，是利用闸刀开关或接触器将电动 机的定子绕组直接接到具有额定电压的电源上。它是中小 型鼠笼式异步电动机常用的起动方法。 优点：不需要专用的起动设备，且操作简单、方便、起动 迅速。 缺点：起动电流较大。 2）降压起动法 降压起动法是指在起动时借助起动设备，降低加在定子绕组 上的电压，起动后转速逐渐上升到接近于额定转速时，再把 额定电压加给定于绕组，使电机正常运行。 优点：可以减小起动电流，减少电动机起动时对电网的影响。 缺点：只适用于轻载或空载情况下起动 。 (1)Y-Δ降压起动法： 起动电流是直接起动的1/3，起动转矩是直接起动转矩的1/3。 所以该起动方法只适合定子绕组是三角形接法的电动机，且 直接起动转矩要大于阻力转矩的3倍。 (2)自耦补偿起动法： 利用自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低。一般 适用于正常运行时定子绕组是Y接法的电动机以及容量较大 的电动机 。 该方法起动电流只有直接起动时的KA平方倍。起动电压只为直接起动时的KA倍。所以这种起动方式只有起动转矩大于阻力转矩的KA平方倍时才能采用 。 2. 绕线式异步电动机的起动 增大转子电阻 增大转子电阻可以减小转子电流，定子电流也减小，提高转子电路的功率因数，增大矩亦。这种起动方法适合于起动转矩较大而且可以起动频繁的场合，如起重设备。 1）转子绕组串联电阻起动 2）转子绕组串联频敏变阻器起动 电动机启动时，转子电流的频率和电源频率相等，这时铁心损耗等效电阻和铁心励磁等效电抗也最大，使得转子电流和定子电流降低；随着转子转速提高，转子电流频率降低，铁心损耗等效电阻和铁心励磁等效电抗也随着降低。起动完毕后，将频敏变阻器短接。 §6.4.1 三相异步电动机的调速 调速是指在一定负载下，用人为的方法使电动机的转速根 据生产的需要改变数值。 电动机在满载时所能得到的最高转速和最低转速的比值称 之为调速范围。转速只能跳跃式调节的调速称之为有级调 速；转速可以连续调节的调速称之为无级调速 。 转差率、转速、同步转速、频率、极对数之间的关系如下： 因此异步电动机的调速有三条途径：1）改变电源频率；2） 改变定子绕组的极对数；3）改变转差率。前两种是鼠笼 型电动机的调速方法，后一种是绕线转子电动机的调速方法。 1. 改变电源频率 方式：在电源和电动机的连接线路中串联一个变频设备。 原理：先将50Hz的交流电通过整流电路变换成直流电，再通过逆变电路将直流电变换成频率可调电压可调的交流电，供给异步电动机。频率的大小和电压的高低都是通过控制电路控制的。 特点：可以在较宽的范围内实现无级调速。随着变频电源可靠性的提高和成本的降低，该调速方法将成为鼠笼式异步电动机主要的调速方法。 2. 改变磁极对数 方式：定子绕组串联或并联的不同接法，就可改变磁场极对数。 原理：若极对数增大一倍，则旋转磁场的转速降低一半，转子转速也差不多降低一半 。 特点：只能使磁极对数—级一级的变化，所以转速的变化不是平滑的，因而是一种有极调速 。 3. 改变转差率 方式：改变转子电路中的电阻。 原理：转子电路电阻越大，转差率上升，而转速下降 。 特点：可以实现平滑调速，机械特性变软，稳定性差，但是线路简单，调速电阻又可作为起动电阻，适合于起重运输设备 。 例6-5 解:(1)直接起动。 虽然起动转矩足够大，但是起动电流也超过了所要求的范围，所以不能采用直接起动。 (2)采用星形－三角形降压起动： 因为正常运行时是三角形接法，所以从原理上分析可采用星形－三角形降压起动方法。但是是否可采用星形－三角形降压起动还需考察起动电流和起动转矩的数值 (3)采用自耦变压器起动： 根据自耦变压起动的起动电流和起动转矩的计算公式 虽然起动电流下降了，但是起动转矩还不足，所以不能采用星形－三角形降压起动 所以采用自耦变压器起动时，应该使得 本节思考题 1、三相异步电动机起动时的缺点是什么？ 2、起动方法种类和原理分别是什么？ 克服了起动时的什么缺点？ 3、调速的三个途径是什么？它们的具体原