第七章交流電機(jī)34

1、 60 01pnf 12 sff 1000026060sfpnnnnpnnf分）轉(zhuǎn)/( 6010pfn 例例1：三相異步電動(dòng)機(jī)：三相異步電動(dòng)機(jī) p=3，電源，電源f1=50Hz，電機(jī)額定，電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nN=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2min/1000350606010rpfn同步轉(zhuǎn)速：同步轉(zhuǎn)速：04. 01000960100000nnns轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：Hzsff25004. 01222 cosIKTmTTK常數(shù)常數(shù)m每極磁通每極磁通2I轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流2轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電

2、動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性6020onPPT MpMW2cosI2，2cosI2Os122cosIKTmT6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性21220222UsXRsRKT)(2202220220222)()(sXRsEsXRRKTmT2 2、機(jī)械特性曲線、機(jī)械特性曲線由轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：由轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：n n0 0T Tn n)(Tn s1 10 0T T0)1 (nsn21220222UsXRsRKT)(三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n0TnNT額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 ：電機(jī)在額定電壓下，以額電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 運(yùn)行，輸出額運(yùn)行，輸出額定功率定功率 時(shí)

3、，電機(jī)轉(zhuǎn)軸時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。上輸出的轉(zhuǎn)矩。NPNn( 1 )/()(9550602分轉(zhuǎn)千瓦NNNNNnPnPTNTnN（牛頓（牛頓米）米）電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力電磁轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整的能力電磁轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整的能力常用常用特特性段性段n0nT 自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）(討論下段是否具有此功能討論下段是否具有此功能)TISnTL2 至新的平

4、衡。此過(guò)程中，至新的平衡。此過(guò)程中， 時(shí)，時(shí)， 電源提供的功率自動(dòng)電源提供的功率自動(dòng)增加。增加。2 I1 I遇強(qiáng)則強(qiáng)，遇弱則弱遇強(qiáng)則強(qiáng)，遇弱則弱硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起 動(dòng)特性好。動(dòng)特性好。 硬特性 （R2?。┬。┸浱匦裕≧2大）大）0Tn 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電動(dòng)機(jī)。如金屬切削，選硬特不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電動(dòng)機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電動(dòng)機(jī)性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電動(dòng)機(jī)。返回返回（1 1）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩 ：

5、maxTn0TnmaxT求解：求解：0ST202121XKUTmax21220222)(UsXRsRKT得：得：最大轉(zhuǎn)矩與與轉(zhuǎn)子的電阻無(wú)關(guān)最大轉(zhuǎn)矩與與轉(zhuǎn)子的電阻無(wú)關(guān)電壓越大最大轉(zhuǎn)矩就越大電壓越大最大轉(zhuǎn)矩就越大U1U2U3202XRsm22RR 2 R0Tn2R過(guò)載系數(shù)：過(guò)載系數(shù)：NMMTTK三相異步機(jī)三相異步機(jī)3281.MK 工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，否則，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意：注意： （1）三相異步機(jī)的）三相異步機(jī)的 和電壓的平方成正比，所和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化

6、。maxTmaxTTL （2）電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱0n121)(s II202121XKUTmaxstT起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中則則21220222)(UXRRKTstLstTT stT體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若 電機(jī)能電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。（1）起動(dòng)電流中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5-7 倍。0n原因：起動(dòng)時(shí) ，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。定子電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流1.1.起動(dòng)性能與兩個(gè)因素有關(guān)起動(dòng)性能與

7、兩個(gè)因素有關(guān): :6.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，致使電機(jī)過(guò)熱 大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負(fù)載2cosI2，2cosI2Os1T起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩=1-2額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電流越小越好起動(dòng)電流越小越好6.66.6籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法：籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法：（1 1） 直接起動(dòng)直接起動(dòng) 20-3020-30千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)（2 2） 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)( (目的減小起動(dòng)電流目的減小起動(dòng)電流) ) 方法簡(jiǎn)單，但起動(dòng)電流較大，影響電網(wǎng)上其它負(fù)載。在起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流，鼠籠

8、式電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有Y換接起動(dòng)和自耦降壓起動(dòng)。2cosI2，2cosI2Os1ZUIllY33ZUIll設(shè)：電機(jī)每相阻抗為z(a)Y(a)Y 換接換接起動(dòng)起動(dòng)31llYIIYlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W231（2 2） 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)( (目的減小起動(dòng)電流目的減小起動(dòng)電流) ) 正常正常運(yùn)行運(yùn)行l(wèi)UAZBYXClI 起動(dòng)起動(dòng)ABCXYZlUlYIY換接起動(dòng)PPUU31降壓起動(dòng)適合于降壓起動(dòng)適合于空載或輕載空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合起動(dòng)的場(chǎng)合StstYTT3131（1 1）僅適用于正常接法為三角形接法的電動(dòng)機(jī)。）僅適用于正常接法為三角形接法的電動(dòng)機(jī)

9、。 （2 2） 起動(dòng)電流減小的同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小起動(dòng)電流減小的同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小 Y Y 起動(dòng)注意事項(xiàng)：起動(dòng)注意事項(xiàng)：L1L3L2FUQQ2R 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指從電動(dòng)機(jī)接人電網(wǎng)開三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指從電動(dòng)機(jī)接人電網(wǎng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)為止的這一過(guò)程始轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)為止的這一過(guò)程 （1）起動(dòng)電流盡可能?。唬┢饎?dòng)電流盡可能??；（2）起動(dòng)

10、轉(zhuǎn)矩要足夠大；）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大；（3）起動(dòng)所需用的設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便；）起動(dòng)所需用的設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便；（4）起動(dòng)過(guò)程中的功率損耗要盡量小。）起動(dòng)過(guò)程中的功率損耗要盡量小。 1. 1. 變頻調(diào)速變頻調(diào)速方法：方法：在繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入調(diào)速電在繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入調(diào)速電阻，改變電阻的大小，就可得到平滑調(diào)速。阻，改變電阻的大小，就可得到平滑調(diào)速。7.6 7.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速p3. 3. 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 s得調(diào)速方法：得調(diào)速方法：pfsnsn106011由由2. 2. 變極對(duì)數(shù)變極對(duì)數(shù)有級(jí)調(diào)速。有級(jí)調(diào)速。無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)

11、速2 2變頻調(diào)速變頻調(diào)速可控整流器逆變器M350Hz50Hz三三相相交交流流電電源源3. 變頻調(diào)速：無(wú)級(jí)調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速：低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，保持U1/f1的比值近似不變，這時(shí)磁通和轉(zhuǎn)矩也都近似不變。恒功率調(diào)速：高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)保持U1=U1N，這時(shí)磁通和轉(zhuǎn)矩都減小。轉(zhuǎn)速增大，轉(zhuǎn)矩減小，使功率近似不變。此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。6.7 6.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1 1變極調(diào)速變極調(diào)速通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極對(duì)數(shù)通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的定子繞組所形成的磁極對(duì)數(shù)p p來(lái)調(diào)速。因磁極對(duì)數(shù)只能是按來(lái)調(diào)速。因磁極對(duì)數(shù)

12、只能是按1 1、2 2、3 3、的、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進(jìn)行調(diào)節(jié)。是步級(jí)式調(diào)速方法不能連續(xù)、平滑地進(jìn)行調(diào)節(jié)。是步級(jí)式調(diào)速方法NSNSSN 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)(2) 額定功率額定功率PN。 額定功率為電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)， 轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械功率kW。 (2) 額定電壓和接法額定電壓和接法。額定電壓指定子繞組按銘牌上規(guī)定的接法連接時(shí)應(yīng)加的線電壓值。 Y系列電動(dòng)機(jī)功率在 4 kW以上均采用三角形連接， 以便采用Y-接法。3kW 以下有380v和220v兩種，寫成380/220v，對(duì)應(yīng)接法兩種，即Y/ . 電源線電壓380v時(shí)，定子繞組接成星形；電源線電壓220v時(shí)，定子繞組接成三角形。(3) 額定電流額定電流。 額定電流指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)