電機與拖動知識要點楊天明陳杰

1、緒論在電能的生產、轉換、傳輸、分配、使用與控制等方面，都必須通過能夠進行能 量（或信號）傳遞與變換的電磁機械裝置，這些電磁機械裝置被廣義地稱為 電機 變壓器是用于改變電壓即把一種類型的電能轉變成另一種類型的電能；電氣化、信息化時代，在性能、可靠性及容量等方面，對電機提出了更高的要求。 交流變頻調速系統(tǒng)及變頻電機、大功率無刷直流電機、永磁同步無刷電機等得到 了很大發(fā)展。同時，隨著新興行業(yè)的發(fā)展，微電機亦成為電機行業(yè)發(fā)展的亮點， 是我國電工電器行業(yè)發(fā)展的重點產品。電力拖動技術，它具有許多其他拖動方式無法比擬的優(yōu)點。它啟動、制動、反轉 和調速的控制簡單、方便、快速且效率高；電動機的類型多，且具有各種

2、不同的 運行特性來滿足各種類型生產機械的要求；整個系統(tǒng)各參數(shù)的檢測和信號的變換 與傳送方便，易于實現(xiàn)最優(yōu)控制。凡是電流均會在其周圍產生磁場，這就是電流的磁效應，即所謂“電生磁” 全電流定律，磁場中沿任一閉合回路I對磁場強度H的線積分等于該閉合回路所包圍的所有導體電流的代數(shù)和。其數(shù)學表達式為:磁場變化會在線圈中產生感應電動勢，感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù) W和線圈 所交鏈的磁通對時間的變比率成正比，這是 電磁感應定律。第1篇直流電機直流電動機和直流發(fā)電機通稱為直流電機，二者是可逆的。直流電動機與交流異步電動機相比， 具有較好的啟動性能、在較寬的范圍內達到 平滑無級地調速，同時又比較經濟；所以廣泛

3、地應用于軋鋼機、電力機車、大型 機床拖動系統(tǒng)以及玩具行業(yè)中加于直流電動機的直流電源，借助于換向器和電刷的作用，使直流電動機電樞線 圈中流過的電流，方向是交變的，從而使電樞產生的電磁轉矩的方向恒定不變， 確保直流電動機朝確定的方向連續(xù)旋轉。這就是直流電動機的基本工作原理。同一臺電機，既能作電動機運行又能作發(fā)電機運行的原理， 稱為電機的可逆原理1. 定子1）主磁極主磁極的作用是產生氣隙磁場。主磁極由主磁極鐵心和勵磁繞組兩部分組成。2. 轉子（電樞）1）電樞鐵心電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由 0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成，以降低電機運行時電樞鐵心中

4、產生 的渦流損耗和磁滯損耗。2）電樞繞組電樞繞組的作用是產生電磁轉矩和感應電動勢，是直流電機進行能量變換的關鍵部件，所以叫電樞。直流電機的電樞繞組按照連接規(guī)律的不同，電樞繞組分為單疊繞組、單波繞組、復疊繞組、復波繞組、蛙繞組等多種類型單疊繞組的特點(1) 位于同一磁極下的各元件串聯(lián)起來組成一條支路，并聯(lián)支路對數(shù)等于極對數(shù)，即a= p。(2) 當元件形狀左右對稱、電刷在換向器表面的位置對準磁極中心線時，正、負電刷間的感應電動勢最大，被電刷短路元件中的感應電動勢最小。(3) 電刷桿數(shù)等于磁極數(shù)。單波繞組的特點(1) 上層邊位于同一極性磁極下的所有元件串聯(lián)起來組成一條支路，并聯(lián)支路對數(shù)恒等于1，與極

5、對數(shù)無關。(2) 當元件形狀左右對稱、電刷在換向器表面上的位置對準主磁極中心線時，支路電動勢最大。(3) 單從支路對數(shù)來看，單波繞組可以只要兩根刷桿，但在實際電機中，為縮短 換向器長度，以降低成本，仍使電刷桿數(shù)等于極數(shù)，亦即所謂采用全額電刷。直流電機的勵磁方式勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。按勵磁方式的不同，分為以下4類。1) 他勵直流電機勵磁繞組由其他直流電源供電，與電樞繞組之間沒有電的聯(lián)系2) 并勵直流電機：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。3) 串勵直流電機：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)4) 復勵直流電機每個主磁極上套有兩套勵磁磁繞組，一個與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵繞組。直流電機不帶負載(即不輸出功率)時

6、的運行狀態(tài)稱為空載運行直流電機的換向換向是直流電機中一個非常重要問題， 直流電機的換向不良，將會造成電刷與換 向器之間產生電火花，嚴重的會使電機燒毀。附加電流對換向的影響：由于Ik的出現(xiàn)，破壞了直線換向時電刷下電流密度的 均勻性，從而使后刷端電流密度增大，導致過熱，前刷端電流密度減小，3. 裝置換向極直流電機容量在1kW以上一般均裝有換向極，這是改善換向最有效的方法，換向極安裝在相鄰兩主磁極之間的幾何中性線上2.1直流電動機基本的平衡方程式直流電動機基本的平衡方程式是指直流電動機穩(wěn)定運行時，電路系統(tǒng)的電壓平衡方程式、能量轉換過程中的功率平衡方程式和機械系統(tǒng)的轉矩平衡方程式。電樞導體切割主磁通而

7、產生感應電動勢，根據(jù)右手定則可知，S極下的感應電動勢方向為流入紙面，與電樞電流方向相反。由于電動機中的感應電動勢有阻止電流流 入電樞繞組的作用，因此稱它為 反電動勢。為了使電流能夠從電網流入電樞繞組，電動機的端電壓應該大于反電動勢Ea，即U Ea。根據(jù)基爾霍夫第二定律，可以寫出電樞回路的電勢平衡方程式為Ua = Ea + la Rq + 2 u (2.1)式中a I電樞電流；a r電樞回路的電阻；s2 u 正負電刷的接觸電壓降落。在額定負載時1. 機械損耗機械損耗包括軸承和電刷的摩擦損耗及通風損耗，它們都與轉速有關2. 鐵耗：是指電動機的主磁通在磁路的鐵磁材料中交變時所產生的損耗。3. 銅耗是

8、指電流流過電動機中相關繞組所產生的損耗，包括電樞回路(包括電樞繞組、串勵繞組、換向極繞組等)的銅耗ap、電刷與換向器表面的接觸壓降損耗bP以 及勵磁回路中的銅耗f p。轉矩平衡方程式T = T2 + T 0(2.11)山t/二& +即;和乓=：伽得轉速公式Ca當輸出功率增加時，電樞電流增加，電樞壓降增加，使轉速下降，同時由于電樞 反應的去磁作用使轉速上升。電動機的機械特性是指電動機的轉速n與其轉矩(電磁轉矩)T之間的關系，即n = f (T)曲線當電動機輸出轉矩T時，即帶負載的情況下，就存在 n。所以直流他勵電動機 的機械特性為一條向下傾斜的直線， 而且B斜率越大， n就越大，機械特性越“軟”

9、;反之，特性越平坦，機械特性越“硬”。一般直流他勵電動機，當沒有電 樞外接電阻時，機械特性都比較硬。機械特性分為固有機械特性和人為機械特性兩種。固有機械特性當直流他勵電動機端電壓U = Un ，磁通=n，電樞回路附加電阻Rk = 0時的機械特性稱為固有機械特性。對照式(2.21)，此時的機械特性方程式為其特點是：(1) 對于任何一臺直流電動機，其固有機械特性只有一條； 由于Rk= 0,特性曲線的斜率 較小， n較小，特性較平坦，屬于硬特性。1. 電樞串接電阻時的人為機械特性人為機械特性方程式：其機械特性如圖2.10所示。與固有機械特性相比，電樞串接電阻時的人為機械特性具有如下一些特點：(1)

10、理想控制轉速與固有特性時相同，且不隨串接電阻 K R的變化而變化；(2) 隨著串接電阻Rk的加大，特性的斜率B加大，轉速降落加大，特性變軟, 穩(wěn)定性變差。(O圖2.11直流他勵電動機改變電源電壓時的人為機械特性第3章直流電動機的起動、調速和制動把帶有負載的電動機從靜止起動到某一穩(wěn)定速度的過程為起動過程，起動時要求平穩(wěn)慢速起動以縮短起動時間，從而提高生產效率為了限制起動電流，一般采取兩種方法：一種方法是在電樞電路內串入適當?shù)耐饧与娮?，來限制起動瞬時的過大的起動電 流，待電動機轉速逐漸升高，反電動勢增大，電樞電流相對減小后再逐級切除外 加電阻，直到電動機達到要求的轉速。但起動轉矩也不能過大，因為電

11、動機允 許的最大電流，通常都是由電動機的無火花條件和生產機械的允許強度所限制。 從經濟上要求起動設備簡單、經濟和可靠。為滿足這樣的要求，希望起動電阻的 級數(shù)越少越好，但起動電阻過少會使起動過程的快速程度和平滑性變差 另一種方法是降低電樞電壓的 降壓起動。這種起動方法的基本思想是：在起動瞬 間，反電動勢很小，使外加電源電壓很低，這樣可防止產生過大的起動電流。待 電動機轉速升高后，反電動勢增大，電流降低，這時再逐漸增加電樞兩端的外加 電壓，直到電動機達到要求的轉速，電壓的調節(jié)及電流的限制靠一些環(huán)節(jié)自動實 現(xiàn)，較為方便。這種方法適用于電動機的直流電源是可調的。當沒有可調電源時，為了使起動過程平穩(wěn)，則

12、宜采用上面介紹的串電阻起動方法。 直流電動機的調速 調速可用機械方法、電氣方法或機械電氣配合的方法 調速指標在選擇和評價某種調速系統(tǒng)時，應考慮下列指標：調速范圍、調速的穩(wěn)定性及靜 差度、調速的平滑性、調速的負載能力、經濟性等。1）調速范圍調速范圍是指在一定的負載轉矩下，電動機可能運行的最大轉速maxn與最小轉 速min n之比，近代機械設備制造的趨勢是力圖簡化機械結構，減少齒輪變速機 構，從而要求拖動系統(tǒng)能具有較大的調速范圍。2）調速的相對穩(wěn)定性和靜差度所謂相對穩(wěn)定性，是指負載轉矩在給定的范圍內變化時所引起的速度的變化，決定于機械特性的斜率，生產機械對機械特性的相對穩(wěn)定性的程度是有要求的。如

13、果低速時機械特性較軟，相對穩(wěn)定性較差，低速就不穩(wěn)定，負載變化，電動機轉 速可能變得接近于零，甚至可能使生產機械停下來。因此，必須設法得到低速硬 特性，以擴大調速范圍。靜差度（又稱靜差率）是指當電動機在一條機械特性上運行時，由理想空載到滿載 時的轉速降落 n與理想空載轉速no的比值，用百分數(shù)表示，調速的平滑性：是指在一定的調速范圍內，相鄰兩級速度變化的程度，用平滑系數(shù)K表示直流他勵電動機的調速方法及其調速性能由直流他勵電動機的機械特性方程式可以看出，改變串入電樞回路的電阻 Rk、外加電樞兩端的電壓U及主磁通，1.電樞回路串接電阻調速，只能改變機械特性的硬度。，電樞回路串接電阻，不能改變理想空載轉

14、速所串的附加電阻愈大，特性愈軟，在一定負載轉矩 TL下，轉速也就愈低.這種調速方法，其調節(jié)區(qū)間只能是電動機的額定轉速向下調節(jié)。 其機械特性的硬 度隨外串電阻的增加而減??；當負載較小時，低速時的機械特性很軟，負載的微 小變化將引起轉速的較大波動電樞回路串接電阻調速的 優(yōu)點是方法較簡單。但由于調速是有級的，調速的平滑 性很差2. 改變電源電壓調速由直流他勵電動機的機械特性方程式可以看出，升高電源電壓 U可以提高電動機 的轉速，降低電源電壓U便可以減少電動機的轉速。由于電動機正常工作時已是 工作在額定狀態(tài)下，所以改變電源電壓通常都是向下調， 即降低加在電動機電樞 兩端的電源電壓，進行降壓調速。由人為

15、機械特性可知，當降低電樞電壓時，理想空載轉速降低，但其機械特性 斜率不變。它的調速方向是從基速(額定轉速)向下調的。這種調速方法是屬于恒 轉矩調速，適于恒轉矩負載的生產機械。不過公用電源電壓通?？偸枪潭ú蛔兊模?為了能改變電壓來調速，必須使用獨立 可調的直流電源，目前用得最多的可調直流電源是晶閘管整流裝置采用降低電樞電壓調速方法的 特點是調節(jié)的平滑性較高，另一特點是它的理想空 載轉速隨外加電壓的平滑調節(jié)而改變。還有一個特點，就是可以靠調節(jié)電樞兩端 電壓來起動電動機而不用另外添加起動設備， 這就是前節(jié)所說的靠改變電樞電壓 的起動方法。3. 改變電動機主磁通的調速方法改變主磁通的調速方法，一般是指

16、向額定磁通以下改變。因為電動機正常工 作時，磁路已經接近飽和，即使勵磁電流增加很大，但主磁通 也不能顯著地再增加很多。所以一般所說的改變主磁通 的調速方法，都是指往額定磁通以 下的改變。而通常改變磁通的 方法都是增加勵磁電路電路，減小勵磁電流，從而 減小電動機的主磁通。這種調速方法是恒功率調節(jié)，適于恒功率性質的負載。這種調速方法是改變勵磁 電流，所以損耗功率極小，經濟效果較高。又由于控制比較容易，可以平滑調速， 因而在生產中可到廣泛應用。制動與電動的區(qū)別電動機的工作狀態(tài)按拖動性能可分為電動及制動兩大類。當電動機在外加電源的作用下，產生與系統(tǒng)運動方向一致的轉矩，并通過傳動機 構拖動生產機械工作時

17、，即為電動工作狀態(tài)。在電動工作狀態(tài)下，電動機的電磁 轉矩T方向與轉速n的方向相同，為拖動性質的轉矩，電動機把由電網取得的電 能變成機械能輸出。通常情況下，電動機都是工作在電動狀態(tài)下。在某些情況下，也需要電動機工作在制動狀態(tài)下。制動是指電動機從某一穩(wěn)定的 轉速開始減速到停止或限制位能負載的下降速度時的一種運轉過程。電力拖動系統(tǒng)之所以需要工作在制動狀態(tài)， 是生產機械提出的要求，主要有以下3種情況：(1)生產機械為加快起動和制動過程，提高生產效率；(2) 當生產機械在高速工作過程中時，根據(jù)需要迅速降為低速或者迅速由 正轉變?yōu)榉崔D；(3) 有些位能負載為獲得穩(wěn)定的下放速度。1）能耗制動直流他勵電動機原

18、來處于正向電動狀態(tài)下運行。 若突然將電樞電源斷掉，轉而加 到制動電阻Rk上，由于機械慣性而轉速n不變，從而電動勢Ea亦不變。在電樞 回路中靠E a產生電樞電流I ,其方向與電動狀態(tài)時相反，那么電動機轉矩 T亦 與電動時的轉矩方向相反，也與轉速n方向相反，即T起制動作用，使系統(tǒng)減速， 系統(tǒng)的動能轉變?yōu)殡娔芟呐c電樞回路的電阻上，即處于能耗制動狀態(tài)。能耗制動過程中電動機與電網隔開， 所以不需要從電網輸入電功率，而拖動系統(tǒng) 產生制動轉矩的電功率完全由拖動系統(tǒng)動能轉換而來， 即完全消耗系統(tǒng)本身的動 能，能耗制動的名稱就是由此而來。這種制動方法的特點是比較經濟，簡單；在零速時沒有轉矩，可以準確停車。制

19、動過程中與電源隔離，當電源斷電時也可以通過保護線路換接到制動狀態(tài)進行安 全停車，所以在不反轉以及要求準確停車的拖動系統(tǒng)中多采用能耗制動。能耗制動方法的缺點是其制動轉矩隨轉速降低而減小，因而拖長了制動時間。為 了克服這個缺點，在有些生產機械中采用二級能耗制動的線路，2）反接制動對位能負載而言，反接制動有兩種情況：一是轉速反相的反接制動，一是電壓反 接的反接制動。（1）轉速反向的反接制動。當電動機按某一方向接線（如正向）工作時，負載轉矩 L T、電動機轉矩T及轉速n的方向為正向電動狀態(tài)，逐漸增加制動電阻 Rk,電 動機轉速不斷下降。由特性1上的C n降到特性2上的D n，以致降到特性3上 的nE,

20、電動機停轉。如再增大RK使電動機的起動轉矩Tst TL，（2）電樞電壓反接的反接制動。系統(tǒng)原來處于正向電動狀態(tài)，T、n、L T各物理量的方向。若突然把電樞電壓反接，同時在電樞回路中串入一個較大的制動電 阻Rk,因而電樞電流馬上反向，電動機的轉矩亦反向，變?yōu)榕c n方向相反，為制 動轉矩。因為這時還有電源電壓U作用在電路上，系統(tǒng)會自行反轉而進入反向電 動狀態(tài)。這時如欲停車，切斷電源加上抱閘，負載停止運動，電壓反接制動狀態(tài) 到轉速為零時就算結束。反接制動方法在制動過程中要消耗較大的能量，因而從經濟的觀點來看不夠經 濟。但從技術的觀點來看，制動效果較好，在整個制動過程中制動轉矩都很大， 制動時間安較短

21、，并且在轉速為零時仍有很大的制動轉矩， 當不需要停車時，還 可以自動反轉，再反向起動。3）回饋（再生發(fā)電）制動直流電動機的起動電流決定于什么？正常工作時的電流又決定于什么？變壓器的工作原理下面以單相雙繞組變壓器為例分析其工作原理：在一個閉合的鐵心上纏繞兩個繞組， 其匝數(shù)既可以相同，也可以不同，但一般是 不同的。如圖4.1所示，兩個繞組之間只有磁的耦合，而沒有電的聯(lián)系。二相組式變壓器三相組式變壓器是由3個磁路相互獨立的單相變壓器所組成的，三相之間只有 電的聯(lián)系而無磁的聯(lián)系。第7章三相交流異步電動機基本原理：把對稱的三相交流電通入彼此間隔 120電角度的三相定子繞組，可 建立起一個旋轉磁場。根據(jù)電

22、磁感應定律可知，轉子導體中必然會產生感生電流， 該電流在磁場的作用下產生與旋轉磁場同方向的電磁轉矩，并隨磁場同方向轉動。交流電動機的工作原理主要是產生旋轉磁場。1. 旋轉磁場的旋轉速度旋轉磁場的速度也稱為“同步轉速”，用n1表示，其單位是“ r/min ”。它的大小 由交流電源的頻率及磁場的磁極對數(shù)決定 n1=60f/P (r/mi n)轉子是被旋轉磁場拖動而運行的，在異步電動機處于電動狀態(tài)時，它的轉速恒小 于同步轉速n 1，這是因為轉子轉動與磁場旋轉是同方向的，轉子比磁場轉得慢， 轉子繞組才可能切割磁力線，產生感生電流，轉子也才能受到磁力矩的作用。 所 以，異步電動機正常運行時，總是nvnl

23、,這也正是此類電動機被稱作“異步”電 動機的由來。4. 轉差率旋轉磁場的同步轉速與轉子轉速之差與同步轉速的比值，稱為異步電動機的轉差率，即s =(n 1- n)/n1 。當異步電動機剛要起動時，n = 0，s = 1 ;當門=n1時, s =0。異步電動機正常使用時，電動機轉速略小于但接近同步轉速，額定轉差 率一般小于5% 由于異步電動機的定子產生勵磁旋轉磁場， 同時從電源吸收電能，并產生且通過 旋轉磁場把電能轉換成轉子上的機械能， 所以與直流電機不同，交流電機定子是 電樞。電動機繞組排列的原則(1) 一個極距內所有導體的電流方向必須一致；(2) 相鄰兩個極距內所有導體的電流方向必須相反；(3

24、) 若為雙層繞組，以上層繞組為準，或以下層繞組為準。三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性是指電動機電磁轉矩 T與轉速n之間的關系，即n = f(T)。因為異步電動機的轉速n與轉差率s之間存在著一定的關系，所以異步電 動機的機械特性通常也用s=f(T)的形式表示。1. 參數(shù)表達式2硏陰十魚尸+兀+崔)訂反按制內0 7.45三輯異步電動機的機攝特性曲圾在第一象限，旋轉磁場的轉向與轉子轉向一致，而Ovnn1,故s0, T0,電動機處于發(fā)電動機運 行狀態(tài)；第四象限，旋轉磁場的轉向與轉子轉向相反，n 10, *0,轉差率s1,此時T0,電動機處于電磁制動運行狀態(tài)。(1) 同步轉速點A：是電動

25、機的理想空載點，即轉子轉速達到了同步轉速。(2) 最大轉矩點B：是機械特性曲線中線性段(A B)與非線性段(E C)的分界點, 此時，電磁轉矩為最大值Tmax相應的轉差率為sm。結論： 最大轉矩Tmax與定子電壓UI的平方成正比，而sm與UI無關； Tmax與轉子電阻2 R 無關，sm與2 R 成正比； Tmax和sm都近似與(X1+ 2 X )成反比； 若忽略R1，最大轉矩Tmax隨頻率增加而減小，(3) 起動點C：在C點s=l , n=0,電磁轉矩為起動轉矩Tst。三相異步電動機的人為機械特性人為改變電動機的某個參數(shù)后所得到的機械特性，稱為人為機械特性，如改變U1、fl、p,改變定子回路電

26、阻或電抗，改變轉子回路電阻或電抗 下面介紹幾種常見的人為特性。1. 降低定子端電壓的人為特性電動機的其他參數(shù)都與固有特性相同， 僅降低定子端電壓，這樣所得到的人為特 性，稱為降低定子端電壓的人為特性，其特點如下：(1) 降壓后同步轉速n1不變，即不同U1的人為特性都通過固有特性上的同步轉 速點。(2) 降壓后，最大轉矩Tmax隨21 U成比例下降，但是臨界轉差率 sm不變，為此，不同時U1的人為特性的臨界點的變化規(guī)律如圖 7.47所示。 降壓后的起動轉矩T st 也隨21 U成比例下降。2. 轉子回路串對稱三相電阻的人為特性對于繞線轉子異步電動機，如果其他參數(shù)都與固有特性時一樣，僅在轉子回路中

27、 串入對稱三相電阻 RQ，所得的人為特性，稱轉子回路串對稱三相電阻的人為 特性。轉子串電阻的人為特性曲線如圖點如下：n1不變，所以不同RQ的人為特性都通過固有特性的同步轉速點。 臨界轉差率sm 2 R RQ +，說明sm會隨轉子電阻的增加而增加，但是Tmax 不變。為此，不同RQ時的人為特性如圖7.48所示。幾尚仃特性圖747定子電斥為不同境時的人為機啓持性圖7.48轉子串接電阻的人為機械特性3. 定子回路串三相對稱電阻或電抗時的人為特性ST(a)串三相對椒電甲(b)串二鉗對稅電抗圖7.49定子串三相對稱電陰或對稱電抗時的人為機械特性三相籠型異步電動機的起動三相籠型異步電動機有 直接起動和降壓

28、起動兩種方法。8.2.1 直接起動直接起動是最簡單的起動方法。起動時用刀開關、電磁起動器或接觸器將電動機 定子繞組直接接到電源上，降壓起動降壓起動是指電動機在起動時降低加在定子繞組上的電壓，起動結束時加額定電壓運行的起動方式。1. 定子串接電抗器或電阻的降壓起動方法：起動時，電抗器或電阻接入定子電路；起動后，切除電抗器或電阻，進入 正常運行2. 星形一三角形(Y)降壓起動方法：起動時定子繞組接成 丫形，運行時定子繞組則接成形，對于運行時定 子繞組為丫形的籠型異步電動機則不能用 丫一起動方法。8.3三相繞線式異步電動機的起動前面在分析機械特性時已經說明，適當增加轉子電路的電阻可以提高起動轉矩。

29、繞線轉子異步電動機正是利用這一特性， 起動時在轉子回路中串入電阻器或頻敏 變阻器來改善起動性能。轉子回路串接電阻器起動1.起動方法起動時，在轉子電路串接起動電阻器，借以提高起動轉矩，同時因轉子電阻增大 也限制了起動電流；起動結束，切除轉子所串電阻。為了在整個起動過程中得到 比較大的起動轉矩，需分幾級切除起動電阻。轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器的結構特點：它是一個三相鐵心線圈，其鐵心不用硅鋼片而用厚鋼板 迭成。鐵心中產生渦流損耗和一部分磁滯損耗，鐵心損耗相當一個等值電阻，其線圈又是一個電抗，故電阻和電抗都隨頻率變化而變化，故稱頻敏變阻器 三相異步電動機的調速從異步電動機的轉速關系式；可以看出，異

30、步電動機的調速可分以下三大類：(1) 改變定子繞組的磁極對數(shù)P,稱為變極調速；(2) 改變供電電源的頻率fl,稱為變頻調速；(3) 改變電動機的轉差率s，其方法有改變電壓調速、繞線式電動機轉子串電阻 調速和串級調速。變極調速在電源頻率不變的條件下，改變電動機的極對數(shù)，電動機的同步轉速就會發(fā)生變 化，從而改變電動機的轉速。若極對數(shù)減少一半，同步轉速就提高一倍，電動機 轉速也幾乎升高一倍。通常用改變定子繞組的接法來改變極對數(shù)，這種電動機稱多速電動機。變極調速主要用于各種機床及其他設備上。它所需設備簡單、體積小、質量輕， 但電動機繞組引出頭較多，調速級數(shù)少，級差大，不能實現(xiàn)無級調速。變頻調速三相異步

31、電動機的同步轉速為：因此，改變三相異步電動機的電源頻率1f，可以改變旋轉磁場的同步轉速，達 到調速的目的。在變頻調速的同時，為保持磁通m不變，就必須降低電源電壓,使二為常數(shù)。變頻調速由于其調速性能優(yōu)越，即主要是能平滑調速、調速范圍廣、效率高，又 不受直流電動機換向帶來的轉速與容量的限制，故已經在很多領域獲得廣泛應用，如軋鋼機、工業(yè)水泵、鼓風機、起重機、紡織機、球磨機化工設備及家用空 調器等方面。主要 缺點是系統(tǒng)較復雜、成本較高。改變轉差率調速改變定子電壓調速，轉子電路串電阻調速和串級調速都屬于改變轉差率調速。這些調速方法的共同特點是在調速過程中都產生大量的轉差功率。前兩種調速方法都是把轉差功率消耗在轉子電路里， 很不經濟，而串級調速則能將轉差功率加以 吸收或大部分反饋給電網，提高了經濟性能。1.改變定子電壓調速對于轉子電阻大、機械特性曲線較軟的籠型異步電動機而言，如加在定子繞組上的電壓發(fā)生改變，則負載TL對應于不同的電源電壓U1、U2、U3,可獲得不同的工 作點al、a2、a3,如圖8.17所示，顯然電動機的調速范圍很寬。缺點是低壓時 機械特性太軟，轉速變化大，可采用帶速度負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)來解決該問題。res 17離轉子電阻籠塑電動機調壓訓逢orT改變電源電壓調速，這種方法主要應用于籠型異步電動機，靠改變轉差率s調速。 過去都采用定子繞組串電抗器來實現(xiàn)，目前