第七章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

1、目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 7 7.1 .1 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 7 7.2 .2 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的的起動(dòng)起動(dòng) 7 7.3 .3 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng) 7 7.4 .4 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 7 7. .5 5 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過渡過程三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過渡過程 7 7. .6 6 拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)速n（或轉(zhuǎn)差率s）之間的函數(shù)

2、關(guān)系。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性：指感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線方式接線，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時(shí)，n與Tem的關(guān)系繪制出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性，在某一轉(zhuǎn)差率Sm時(shí)，轉(zhuǎn)矩有一最大值Tm，S Sm m稱為臨界轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，整個(gè)機(jī)械特性可看作由兩部分組。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 1 1）H-PH-P部分（轉(zhuǎn)矩由部分（轉(zhuǎn)矩由0-Tm0-Tm，轉(zhuǎn)差率由，轉(zhuǎn)差率由0-s0-sm m）。）。 2 2）P-AP-A部分（轉(zhuǎn)知矩由部分（轉(zhuǎn)知矩由Tm-TstTm-Tst，轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)差率為S Sm-1m-1）。）。這一部分隨著轉(zhuǎn)矩的減小，

3、轉(zhuǎn)速也減小，特性曲線為一曲線，稱為機(jī)械特性的曲線部分感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的工作部分接近于一條直線，只是在轉(zhuǎn)矩接近于最大值時(shí)，彎曲較大，故一般在額定轉(zhuǎn)矩以內(nèi)，可看作直線。隨著轉(zhuǎn)矩T的增加，轉(zhuǎn)速降低，根據(jù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件，稱這部分為可靠穩(wěn)定運(yùn)行部分或稱為工作部分可靠穩(wěn)定運(yùn)行部分或稱為工作部分（電動(dòng)機(jī)基本上工作在這一部分）。TemA0-TPP、nsTm、Sm、SmS=0S=1Tmn1H感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出一一）理想空載點(diǎn)理想空載點(diǎn)H H這時(shí)n=n1，s=0，電磁轉(zhuǎn)矩Tem=0，轉(zhuǎn)子電流I2=0，定子電流I1=I0。二）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)二）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)P

4、P最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩TmTm時(shí)的轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)差率差率s sm m22112rmRsRXX21122111124mmpUTfRRXX 最大最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩TmTm1）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率僅與電動(dòng)機(jī)本身的參數(shù)有關(guān)，而與電源電壓無關(guān)。2）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)，但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率（即臨界轉(zhuǎn)差率）則與轉(zhuǎn)子電阻成正比。過載能力過載能力用最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比表示mmNTT一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過載能力m=1.6-2.2，這是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一個(gè)很重要的參數(shù)，它反映了電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載的極限。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出三三）起動(dòng)點(diǎn)）起動(dòng)點(diǎn)A A起動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅與電動(dòng)機(jī)本身參數(shù)、電源有關(guān)，是在一定

5、的電源條件下，電動(dòng)機(jī)本身的一個(gè)參數(shù)，而與電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載無關(guān)。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)：若在一定范圍內(nèi)增大轉(zhuǎn)子電阻（轉(zhuǎn)子電路串接電阻）可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以改善起動(dòng)性能；籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：其轉(zhuǎn)子電阻不能用中接電阻的方法改變，這時(shí)Tst與TN之比，稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KmstmNTKT當(dāng)Tst大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)；而在要求滿載起動(dòng)時(shí)，則Km必須大于1。2112211122rstrmpU RTfRRXX n=0，s=1，電磁轉(zhuǎn)矩Tem=Tst。Tst稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（因這時(shí)n=0，轉(zhuǎn)子不動(dòng)，也稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩），它是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接到電源開始起動(dòng)瞬間時(shí)的

6、電磁轉(zhuǎn)矩。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性:人為地改變電機(jī)參數(shù)或電源參數(shù)而得到的機(jī)械特性，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性種類很多.降低定子電壓的人為機(jī)械特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線降低定子電壓的人為機(jī)械特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族族nTem0.64Tm0.25Tm0UNTmn10.8UN0.5UNU1=UNU1=UN的固有特性曲線和的固有特性曲線和U1=0.8UNU1=0.8UN及及U1=0.5UNU1=0.5UN時(shí)的人為機(jī)械特性。時(shí)的人為機(jī)械特性。低，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子電流將因此增大，引起定子電流的增大。若電動(dòng)機(jī)電流超過額定值，則電動(dòng)機(jī)最終溫升將超過容許值，導(dǎo)致電動(dòng)

7、機(jī)壽命縮短，甚至使電動(dòng)機(jī)燒壞。如果電壓降低過多，致使最大轉(zhuǎn)矩Tm小于總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，則會(huì)發(fā)生電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)事故。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在某一負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若降低電壓，將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 nsm2sm10Rr +RpaTmTemn1smRrRr +RpaRr +Rpa1Rr +Rpa1Rpa1Rpa1RpaRpa人為特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族人為特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族在一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)子電阻，可以增大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst，如果串接某一數(shù)值的電阻后使Tst=Tm，這時(shí)若再增大轉(zhuǎn)子電阻，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將開始減小。轉(zhuǎn)子電路串接附加電阻，適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速。三相

8、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性的種類很多，除了上述兩種外，還有改變定子極對(duì)數(shù)，改變電源頻率的人為特性等目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出只要知道Tm和Sm，就可以求出Tem和S的關(guān)系式中的正負(fù)號(hào)，只有正號(hào)有實(shí)際意義，因?yàn)橛秘?fù)號(hào)求得的Sm將小于SN。2emmmmTssssT Tm=mTN 式中9550NNNPTn當(dāng)S=SN時(shí)，Tem=TN，得21NmNmmNmTssTss21mNmmss目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出三相籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)與降壓起動(dòng)直接起動(dòng)也稱為全壓起動(dòng)直接起動(dòng)也稱為全壓起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組直接承受額定電壓。1/34/stNIKV AIKW電源總?cè)萘科?/p>

9、動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量方法簡單，不需要復(fù)雜的起動(dòng)設(shè)備起動(dòng)的電流較大，一般可達(dá)額定電流的4-7倍。直接起動(dòng)直接起動(dòng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：過大的起動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)本身和電網(wǎng)電壓的波動(dòng)均會(huì)帶來不利影響，一般直接起動(dòng)只允許在小功率電動(dòng)機(jī)中使用（PN7.5kW）；對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)，若能滿足下式要求，可允許直接起動(dòng)目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 降壓起動(dòng)的目的降壓起動(dòng)的目的：限制起動(dòng)電流，通過起動(dòng)設(shè)備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，再使定子繞組承受額定電壓，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定工作。1、電阻降壓或電抗降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在定子電路中串接電阻，這樣就降低了加在定子繞組上的電壓，從

10、而也就減少了起動(dòng)電流。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst僅為全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst的 ，1313ststTT起動(dòng)時(shí)能量損耗較多，故目前已被其起動(dòng)時(shí)能量損耗較多，故目前已被其它方法所代替它方法所代替籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電阻降壓起動(dòng)的原理圖目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 2、自耦補(bǔ)償起動(dòng) 自耦補(bǔ)償起動(dòng)是利用自耦變壓器降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓以減小起動(dòng)電流。起動(dòng)時(shí)開關(guān)投向“起動(dòng)”位置，這時(shí)自耦變壓器的一次繞組加全電壓，降壓后的二次電壓加上定子繞組上，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)，把開關(guān)投向“運(yùn)行”位置，自耦變壓器被切除，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行，起動(dòng)過程結(jié)束。定子串電阻降壓起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流就是

11、電網(wǎng)電流；而自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流與電網(wǎng)電流的關(guān)系則是自耦變壓器一、二次電流的關(guān)系。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出在電動(dòng)機(jī)得到同樣的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，采用自耦變壓器降壓起動(dòng)的電網(wǎng)電流將小于定子串電阻（或串電抗）降壓起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電流。 3、星-三角（Y-）起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)適用于中小容量的低壓電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用較廣泛。自耦變壓器降壓起動(dòng)的一大優(yōu)點(diǎn)自耦變壓器降壓起動(dòng)的一大優(yōu)點(diǎn)自耦變壓器的二次繞組可以有不同的抽頭供選擇，通常有40%UN、60%UN和80%UN三種。用這種起動(dòng)方法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，必須是定子繞組正常接法為“”的電機(jī)。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出

12、出 起動(dòng)時(shí)，先將三相定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，再改接成三角形，起動(dòng)時(shí)，開關(guān)S2投向“Y”位置，定子繞組作星形接結(jié)，這時(shí)定子繞組承受的電壓只有作三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的 ，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)，將開關(guān)S2迅速投向“”位置。定子繞組接成三角形運(yùn)行，起動(dòng)過程結(jié)束。13電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，可直接斷開電源開關(guān)S1，但必須同時(shí)把開關(guān)S2放在中間位置，以免再次起動(dòng)時(shí)造成直接起動(dòng)。接成星形起動(dòng)時(shí)的線路電流只有接成三角形直接起動(dòng)的13目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 Y- Y- 起動(dòng)起動(dòng)：操作方便，起動(dòng)設(shè)備簡單，應(yīng)用較廣泛，適用于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于一般用途的小型感應(yīng)

13、電動(dòng)機(jī)。當(dāng)容量大于4kW時(shí)，定子繞組的正常接法都采用三角形。起動(dòng)方法起動(dòng)方法繞組相電壓繞組相電壓電網(wǎng)提供電電網(wǎng)提供電流流繞組相電流繞組相電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接起動(dòng)Ux = U1IstIstTst電阻減壓起動(dòng) (1/k) U1(1/k) Ist(1/k) Ist(1/k2) Tst自耦補(bǔ)償變起動(dòng) (1/k) U1(1/k2) Ist(1/k) Ist(1/k2) TstY/起動(dòng) (1/ ) U1(1/3) Ist線電流(1/ ) Ist(1/3) Tst33目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 這種電動(dòng)機(jī)是靠適當(dāng)改變轉(zhuǎn)子的槽形，充分利用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)的“集膚效應(yīng)”，以達(dá)到既改善

14、起動(dòng)性能又不降低正常運(yùn)行效率的目的。集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)：轉(zhuǎn)子槽漏磁通引起轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電流集擠在導(dǎo)條表層的效應(yīng)。深槽式轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流深槽式轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流的的集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 雙籠型雙籠型感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝了兩套籠。兩個(gè)籠間由狹長的縫隙隔開，顯然下籠相連的漏磁通比上籠的大得多。起動(dòng)籠起動(dòng)籠：上籠的籠導(dǎo)條較細(xì)，采用電阻率較大的黃銅或鋁青銅等材料制成，電阻較大。運(yùn)行籠運(yùn)行籠：下籠的籠截面較大，采用電阻率較小的紫銅等材料制成，電阻較小。上上籠籠下下籠籠雙籠型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽型目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出曲線1 對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為R3=Rr+Rst3

15、+Rst2+Rst1 的人為特性曲線2 對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為R2=Rr+Rst2+Rst1的人為特性曲線3 對(duì)于應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為 R1=Rr+Rst1的人為特性曲線4 則為固有機(jī)械特性。 繞 線 轉(zhuǎn) 子 感 應(yīng) 電 動(dòng) 機(jī) 起 動(dòng)接線圖特性曲線目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 開始起動(dòng)時(shí)n=0，全部電阻接入，這時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Tst1，隨著轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)矩沿曲線1變化，逐漸減小，當(dāng)減小到Tst2 時(shí)，接觸器觸頭KM1閉合，Rst3被切除，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)由曲線1（g點(diǎn)）移到曲線2（f點(diǎn)）上，轉(zhuǎn)矩躍升為Tst1； 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿曲線2變化，待轉(zhuǎn)矩又減小到Tst2時(shí)，接觸器觸頭KM2閉合，電阻Rs

16、t2被切除，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行由曲線2（e點(diǎn)）移到曲線3（d點(diǎn)）上； 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿曲線3變化，最后接觸器觸頭KM3閉合，起動(dòng)電阻全部切除，轉(zhuǎn)子繞組直接短路，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)沿固有特性變化，直到電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 起動(dòng)電阻計(jì)算可以采用圖解法或解析法進(jìn)行 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性的工作部分接近于一條直線，只在s接近于sm、Tem接近于Tm時(shí)，彎曲較大。為了簡化計(jì)算，在ssm范圍內(nèi)，可以認(rèn)為特性曲線的工作部分為一直線，通常稱之為機(jī)械特性的線性化。機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式: :2memmTTss即在同一條機(jī)械特性曲線上（R2=

17、定值時(shí)）有T Temems s 一般情況 當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)為m時(shí)1mNrNstRTRs T122rrmmrRRRRRR111122mmstmmrstRRTRRRRT1mNNstTs T目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出2、由 求出Tst2，判斷能否滿足起動(dòng)要求，否則需作調(diào)整。12ststTT1、根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)和起動(dòng)級(jí)數(shù)，選定Tst1值，求出若起動(dòng)級(jí)數(shù)未定，則可選定Tst1和Tst2求出值 3、由式1mNNstTs T求出m（m必須取為整數(shù)）4、用式 計(jì)算起動(dòng)電阻122rrmmrRRRRRR起動(dòng)電阻每段的電阻值起動(dòng)電阻每段的電阻值可由相鄰兩級(jí)的總電阻相減求得1112122211111stm

18、mmst mmmst mst mstststrrRRRRRRRRRRRRRRRRL目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出頻敏變阻器：實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)鐵耗很大的三相電抗器。特點(diǎn)：其電阻值隨轉(zhuǎn)速的上升而自動(dòng)減小。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率較高，f2=f1，頻敏變阻器的鐵耗就大，因此，等效電阻Rm也較大。繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)的電路圖在起動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)子頻率逐步降低，頻敏變阻器的鐵耗和相應(yīng)的等效電阻Rm也就隨之減小，這就相當(dāng)于在起動(dòng)過程中逐漸切除轉(zhuǎn)子電路串入的電阻。串入頻敏變阻器后的機(jī)械特性Tn12目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出起動(dòng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)子頻率很低

19、，頻敏變阻器的等效電阻和電抗都很小，于是可將頻敏變阻器切除，轉(zhuǎn)子繞組直接短路。在起動(dòng)過程中，它能夠自、無級(jí)地減小電阻，如果頻敏變壓器的參數(shù)選擇恰當(dāng)，可以在起動(dòng)過程中保持起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，這時(shí)的機(jī)械特性圖中曲線2所示，曲線1為固有特性。頻敏變阻器頻敏變阻器結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，使用維護(hù)方便，因此應(yīng)用日益廣泛，但與轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)方法相比，由于頻敏變阻器還具有一定的電抗，在同樣的起動(dòng)電流下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要小些。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)分為能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。不論是哪一種制動(dòng)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向總是與轉(zhuǎn)向相反。能耗制動(dòng)時(shí)定子接入直流電源產(chǎn)生

20、固定磁場(chǎng)。能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)：是將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能變?yōu)殡娔?，消耗在轉(zhuǎn)子電阻上（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子串接電阻）。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)原理圖目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出221122122uemuR rpm I XTR rfXX感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程式 上式說明感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小決定于等效電流I1，并與轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)子電阻Rr有關(guān)，當(dāng)n=0時(shí)，Tem=0，特性曲線通過原點(diǎn)，由于是制動(dòng)狀態(tài)，曲線應(yīng)在第二象限（逆向電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)入能耗制動(dòng)時(shí)，特性曲線在第四象限）。221112222umTurmuI XpmTfXXRXX耗制動(dòng)時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩

21、最大轉(zhuǎn)矩T TmTmT和產(chǎn)生最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的相對(duì)轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)速m 也稱為臨界相對(duì)轉(zhuǎn)速m目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出機(jī)械特性曲線能耗制動(dòng)時(shí)的電路圖 曲線曲線1 1、2 2是是轉(zhuǎn)子電阻相同轉(zhuǎn)子電阻相同 曲線曲線2 2的直的直流勵(lì)磁大于曲流勵(lì)磁大于曲線線1 1 曲線對(duì)強(qiáng)度曲線對(duì)強(qiáng)度比比1 1、3 3是直流是直流勵(lì)磁相同勵(lì)磁相同 曲線曲線3 3的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子電阻大于曲子電阻大于曲線線1 1轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí)，在高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就比較小轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí)，在高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就比較小目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)是直流勵(lì)磁，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)恒定值 不同的轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子電流是變化的

22、，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)是個(gè)變量。這就使電動(dòng)機(jī)的合成磁動(dòng)勢(shì)在制動(dòng)過程中不是一個(gè)定值。 能耗制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)的主磁通是變化的，由此引起磁路飽和情況的變化，使勵(lì)磁電抗不再保持為一常數(shù)，而是隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化?；\型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用增大直流勵(lì)磁來增大高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采取轉(zhuǎn)子串接電阻的方法使得在高速時(shí)獲得較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。必須指出必須指出目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出定子兩相反接倒 拉 反 接感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng) 反接制動(dòng)前，觸頭KM2閉合，KM1斷開，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)定工作在固有特性上的點(diǎn) 反接制動(dòng)時(shí)，將觸頭KM2斷開，KM1閉合。 制動(dòng)過程結(jié)束，

23、如要停車，則應(yīng)立即切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)。轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s s1 1是反接制動(dòng)的特點(diǎn)是反接制動(dòng)的特點(diǎn) 兩相反接制動(dòng)的特性就是逆向電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)機(jī)械特性在第二象限的延長部分。11111n nn nsnn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s s目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出倒拉反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性就是電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性在第四象限的延長部分。nn10TzcTem負(fù)載為一位通用性一負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Tz，則電動(dòng)機(jī)將穩(wěn)定工作在特性的c點(diǎn)。此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)相同，而轉(zhuǎn)向與電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)相反，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)工作狀態(tài),屬于反接制動(dòng)電網(wǎng)仍繼續(xù)向電網(wǎng)輸送功率，同時(shí)還輸入機(jī)械功率（倒拉反接制動(dòng)是位能

24、負(fù)載作功，兩相反接時(shí)則是轉(zhuǎn)子的動(dòng)能作功），這兩部分功率都消耗在轉(zhuǎn)子電阻上。反接制動(dòng)時(shí)，能量損耗是很大反接制動(dòng)時(shí)，能量損耗是很大目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，由于某種原因，在轉(zhuǎn)向不變的條件下，使轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1時(shí)，電動(dòng)機(jī)便處于回饋制動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)子電流的有功分量轉(zhuǎn)子電流的有功分量：22222222222222 cos0rrarrRREEssIIRRRrXXXsss轉(zhuǎn)子電流的無功分量轉(zhuǎn)子電流的無功分量：2222222222222221 sin0rrXE XEIIRRrRrXXXsssI2為負(fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩 也為負(fù)值，與轉(zhuǎn)向相反，說明電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)22 c

25、osemTTCI轉(zhuǎn)子電流無功分量仍為正值，說明回饋制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍與電動(dòng)工作狀態(tài)一樣，從電網(wǎng)吸取勵(lì)磁電流，建立磁場(chǎng)。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 輸入電動(dòng)機(jī)的功率 為負(fù)值，即實(shí)際上電動(dòng)機(jī)是向電網(wǎng)輸出電能量，好似一臺(tái)發(fā)電機(jī)。因此回饋制動(dòng)也稱為再生回饋制動(dòng)也稱為再生發(fā)電制動(dòng)發(fā)電制動(dòng)。1111cosPmU回饋制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性回饋制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是電動(dòng)工作狀態(tài)的機(jī)械特性在第二象限的延長部分回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中不宜串入較大電阻如果沒有電網(wǎng)能向感應(yīng)電機(jī)供給勵(lì)磁，而又希望它能發(fā)電則必須在定子繞組上并接三組電容器（可接成星形或三角形）。利用電容器向感應(yīng)電機(jī)供給所需的勵(lì)磁功率，這稱為自

26、勵(lì)發(fā)電自勵(lì)發(fā)電。回饋制動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的相量圖回饋制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 要求電動(dòng)機(jī)具有幾種轉(zhuǎn)速； 在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)調(diào)速；調(diào)速的方法：調(diào)速的方法：1601(1)(1)fpnS nS （1）改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p；（2）改變電源的頻率f1,以改變n1進(jìn)行調(diào)速，稱為變頻調(diào)速變頻調(diào)速。（3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率； 改變定子繞組的端電壓； 改變定子繞組的外加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路引進(jìn)fsf的外加電勢(shì)目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出在電源頻率在電源頻率f1f1不變的條件下，改變發(fā)電機(jī)的極數(shù)，電動(dòng)機(jī)的同不變的條件下，改變發(fā)電機(jī)的極數(shù)

27、，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)還步轉(zhuǎn)還n1n1就會(huì)發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就就會(huì)發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就降低一半，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也幾乎下降一半，從而得到轉(zhuǎn)速的調(diào)降低一半，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也幾乎下降一半，從而得到轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。節(jié)。改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)方法：方法：定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同極數(shù)的定子三相繞組不經(jīng)濟(jì)改變定子繞組的接法這種電動(dòng)機(jī)就稱為多速電動(dòng)機(jī)多速電動(dòng)機(jī)常用調(diào)速調(diào)速原理：原理：多速電動(dòng)機(jī)均采用籠型轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的極數(shù)能自動(dòng)地與定子極數(shù)相適應(yīng)。2p=42p=22p=2三相繞組中的一相繞組的示意圖兩個(gè)半繞組順向串聯(lián)串聯(lián)反接并聯(lián)反接目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出反

28、向法反向法：僅在每相內(nèi)部改變所屬線圈的聯(lián)接方法的變極法。 一般變極時(shí)均采用這種方法。多極電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式多極電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式最常用的兩種最常用的兩種繞組從單星形（每相只有一條支路）改接成雙星形（每相有兩條支路）寫作Y/YYY/YY三角形改接成雙星形，寫作/YY/YY目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出改接前后輸出功率之比改接前后輸出功率之比Y/YYY/YY11111132cos323cos3NNUIPUPI接法接法 適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載/YY/YY1111112 3cos2 31.153cos3NNUIPPUI適用于恒功率負(fù)載倍極比倍極比：多速電動(dòng)機(jī)若變極前后的極數(shù)比為整數(shù)，如

29、如4極變8極，2極變4極等，否則就稱為非倍極比非倍極比，如4極變6極。特點(diǎn)：特點(diǎn)：調(diào)速的平滑性差，但具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性較好，對(duì)于不需要無極調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等，多速發(fā)動(dòng)機(jī)得到廣泛應(yīng)用。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的機(jī)械特性曲線恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的機(jī)械特性曲線恒功率調(diào)速的機(jī)械特性曲線恒功率調(diào)速的機(jī)械特性曲線目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出調(diào)速調(diào)速原理：原理： 改變電源頻率從而使電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速考慮到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，并使電動(dòng)機(jī)得到充分利用通常希望氣隙磁通氣隙磁通m m維持額定值不變U1E1=4.44f1N1mK1，若要使m為定值，則U1必須隨頻率的變化作正比變化11

30、11UfUf定 值式中加“”的表示變頻后的量。為了保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，希望變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的過過載能力載能力不變mmNTT定值為了保證變頻前后m不變，就要求22112121111NNNNUUf TfTTUfUfT對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因?yàn)門N=TN，由上式可得 定值，這時(shí)既保證了電動(dòng)機(jī)的過載能力m不變，同時(shí)又滿足m=定值的要求，這說明變頻調(diào)速適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。1111UfUf目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出變頻調(diào)速的調(diào)速性能比較好，它的調(diào)速范圍大，一般可達(dá)變頻調(diào)速的調(diào)速性能比較好，它的調(diào)速范圍大，一般可達(dá)10-1210-12。平滑性好，特性硬度不變平滑性好，特性硬度不變。需要一套專用的

31、變頻電源，設(shè)備投資較高需要一套專用的變頻電源，設(shè)備投資較高晶閘管技術(shù)的發(fā)展，為獲得變頻電源提供了新的途徑晶閘管技術(shù)的發(fā)展，為獲得變頻電源提供了新的途徑 定子電阻R1的影響，隨著頻率的降低，最大轉(zhuǎn)矩略有減小，當(dāng)頻率很低時(shí)（如圖中的f15、f16），Tm降得很多。為了保證電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)有足夠大小的Tm值，U1應(yīng)比f1降低的比例小些，使 的比值隨f1的降低而增加，如圖中虛線所示。11Uf目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 調(diào)速范圍不大，僅為2-3。 從調(diào)速性質(zhì)來看，轉(zhuǎn)子串電阻屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 轉(zhuǎn)子串接電阻后，增加了轉(zhuǎn)子銅耗，調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性欠佳。 中小容量的繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中得到 廣泛應(yīng)用，如橋式

32、起重機(jī)上的繞線轉(zhuǎn)子 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)幾乎都采用這種調(diào)速方法。 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法簡單，設(shè)備投資不高 電動(dòng)機(jī)的固有特性和轉(zhuǎn)子電路串接電動(dòng)機(jī)的固有特性和轉(zhuǎn)子電路串接R Rpapa和和R Rpapa時(shí)的人為特性時(shí)的人為特性，見右圖。串入電阻后，電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)便由原來的點(diǎn)移到人為特性的b點(diǎn)或c點(diǎn)，調(diào)速過程與直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻調(diào)速相同。 只適用于線繞轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)：目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 串級(jí)調(diào)速串級(jí)調(diào)速是繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中引入一個(gè)附加電動(dòng)勢(shì)Ef來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，它是一種改變轉(zhuǎn)差率s進(jìn)行調(diào)速的方法附加電動(dòng)勢(shì)的方向不同，調(diào)速的結(jié)果也不同。電動(dòng)機(jī)的一般運(yùn)行條件下，因?yàn)檗D(zhuǎn)

33、差率s很小， ，2rRsX可以認(rèn)為轉(zhuǎn)子電流 ，即電流 與 同相。22srEIR2I2sEfE&2sE&未加入附加電動(dòng)勢(shì)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流22srEIR22fsrEEIR引入附加電動(dòng)勢(shì)的瞬間，轉(zhuǎn)子電流目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 轉(zhuǎn)子電流增加了，同時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩Tem也相應(yīng)增大，使電動(dòng)機(jī)加速，轉(zhuǎn)差率s變小，合成電動(dòng)勢(shì) 也減小，電流I2和轉(zhuǎn)矩T則在躍升到某一最大值后逐漸下降，直到轉(zhuǎn)速升高至某一數(shù)值，使電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。若穩(wěn)定后的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率sk，顯然22sffEEsEE&2222kfrrfks EEsEIRREssE如果 ，則sk0，這

34、時(shí)電動(dòng)機(jī)仍作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，但轉(zhuǎn)速n將高于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子電流I2不是由轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生，而是附加電動(dòng)勢(shì) 所產(chǎn)生。2fEsEfEfE&2sE&情況和上述相反，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將減速，同理可推出，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率：2fkEssE目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出fE&2sE&有了附加電動(dòng)勢(shì) 后，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù) 提高了；反之，若附加電動(dòng)勢(shì) 滯后 ，則將使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù) 減小。fE&1cosfE&cos290sE&一般情況下，附加電動(dòng)勢(shì) 可以與 相差角，這時(shí)可將 分解為兩個(gè)分量，與 同相的分量 使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，與

35、成90的分量 使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)發(fā)生變化。fE&2sE&cosfE&fE&2sE&2sE&sinfE& 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的相量圖2090ffsEEE和領(lǐng)先目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程中，其轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩Tem都是時(shí)間t的函數(shù)。假設(shè)在起動(dòng)過渡過程中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載，即Tz=0，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方程式運(yùn)動(dòng)方程式：上式右側(cè)各個(gè)參量都是機(jī)械量，將TmA稱作機(jī)械時(shí)間常數(shù)機(jī)械時(shí)間常數(shù)22121375213752/375emmemmmmmmmAnmGD dnTdtssTTsssGD nsdtdsTssTGDT1dn

36、dsndtdt式中目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出2mAmmTssdtdsss確定過渡過程所需時(shí)間，以及求得轉(zhuǎn)速與時(shí)間的函數(shù)式n=f（t），進(jìn)一步可確定電磁轉(zhuǎn)矩與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式的Tem=f（t）。這樣便可得到過渡過程中轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩變化曲線。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出設(shè)s0為起動(dòng)過程中起動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)差率、sx為起動(dòng)過程結(jié)束時(shí)的轉(zhuǎn)差率。那么0022002122xtpsmAmpsmmAxmmxTsstdtdsssTssssnss可知，只要知道起始點(diǎn)、結(jié)束點(diǎn)的轉(zhuǎn)差率，便可求出時(shí)間tp，同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)tp與sm值有關(guān)，如需求得最短過渡過程時(shí)間，可令 ，求得相應(yīng)的sm值為0pmdtds

37、2200/21mxxssssns目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出分段進(jìn)行近似求解，即按ssm，ssm兩段進(jìn)行近似處理。1）當(dāng)ssm時(shí)120,1mAmTdtsdssts時(shí)1241emm mmmATT ss tT于是求得電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩Tem：41mmAs tsT 解方程得：1411mmAs tnnT 那么目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出2 2）當(dāng)）當(dāng)s ssmsm時(shí)時(shí)函數(shù)關(guān)系式n=f（t），Tem=f（t）分段確定后，便可作出過渡過程中轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線2211,42m Ammm AmmmmmmT sdtdsssTt tT As nss ss 時(shí)1221smA msm A

38、msAeTnnAeT解得：那么2mmsm AmtAs eT式中22memsmmmTtTAesT A于是可求得電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩Tem：smon sn1 01tmtTemTmtmt目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇，主要是確定電動(dòng)機(jī)的功率和工作方式，同時(shí)還要確定電動(dòng)機(jī)的電流種類、型式、額定電壓和額定轉(zhuǎn)速。選擇電動(dòng)機(jī)的原則：選擇電動(dòng)機(jī)的原則：1）滿足生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載要求；2）經(jīng)濟(jì)合理在決定電動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，要考慮電動(dòng)機(jī) 的發(fā)熱、過載能力和啟動(dòng)能力三方面的因素，其中一般以發(fā)熱問題最為重要。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)熱：實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換過程中電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)熱：實(shí)現(xiàn)電能

39、轉(zhuǎn)換過程中電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生損耗，并轉(zhuǎn)換成熱量而使電動(dòng)機(jī)的溫度升高產(chǎn)生損耗，并轉(zhuǎn)換成熱量而使電動(dòng)機(jī)的溫度升高為研究方便，通常假定電動(dòng)機(jī)為一均質(zhì)等溫固體目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 設(shè)電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載下長期連續(xù)工作，單位時(shí)間內(nèi)由電動(dòng)機(jī)損耗所產(chǎn)生的熱量為Q，則在dt時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Qdt2QA dt另一部分另一部分Q Q2 2，則向周圍散發(fā)出去，則向周圍散發(fā)出去電動(dòng)機(jī)的熱平衡方程式：電動(dòng)機(jī)的熱平衡方程式：QdtCdA dtC dQA dtA01ttTTCQTAAdTdtee令，則熱平衡方程式可寫成解微分方程得：1QC d其中Q1為電動(dòng)機(jī)吸收，使電動(dòng)機(jī)溫度升高目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁

40、退退 出出01ttTTee 000式中發(fā)熱過程的起始溫升。若發(fā)熱過程開始時(shí)，電動(dòng)機(jī)溫度與周圍介質(zhì)溫度相等（這時(shí)稱為電動(dòng)機(jī)的冷態(tài)），則001tTe當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升曲線方程：電動(dòng)機(jī)的溫升曲線方程：由溫升曲線可見，發(fā)熱過程開始時(shí)，由于溫升小，散發(fā)出去的熱量較少，大部分熱量被電動(dòng)機(jī)所吸收，因而溫升增長較快，m其后隨著溫升的增加，散發(fā)的熱量不斷增長，而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量因負(fù)載不變，則電動(dòng)機(jī)吸收的熱量不斷減少，溫升曲線趨于平緩。當(dāng)發(fā)熱量與散熱量相等時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升不再升高，達(dá)到一穩(wěn)定值目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出對(duì)應(yīng)于一定的負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的損耗所產(chǎn)生的熱量是一定的，因此電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定溫升也是一定的

41、，與起始溫升無關(guān)。若電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)，對(duì)應(yīng)于損耗而產(chǎn)生的熱量為QN。此時(shí)的穩(wěn)定溫升為 ，則當(dāng)電動(dòng)機(jī)在小于額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，其穩(wěn)定溫升就不會(huì)超過NN目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出電動(dòng)機(jī)的冷卻過程有兩種情況：電動(dòng)機(jī)的冷卻過程有兩種情況：冷卻過程的溫升曲線也是一條指數(shù)冷卻過程的溫升曲線也是一條指數(shù)曲線，如圖：曲線，如圖：01ttTTee1 1）當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為）當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為 ，相應(yīng)的溫升由原，相應(yīng)的溫升由原來的溫升來的溫升 降低到新的穩(wěn)定溫升降低到新的穩(wěn)定溫升 ，仿照發(fā)熱過程對(duì)溫升曲，仿照發(fā)熱過程對(duì)溫升曲線方程的推導(dǎo)，可得冷卻過程的溫升方程。線方程的推導(dǎo)

42、，可得冷卻過程的溫升方程。Q2 2）電動(dòng)機(jī)自電網(wǎng)斷開（停機(jī)或）電動(dòng)機(jī)自電網(wǎng)斷開（停機(jī)或斷能）時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為斷能）時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為零，則零，則0tTe目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中， 由于損耗產(chǎn)生熱量， 使電動(dòng)機(jī)的溫度升高，電動(dòng)機(jī)所能容許達(dá)到的最高溫度取決于電動(dòng)機(jī)所用絕緣材料的耐熱程度。不同的絕緣材料，其最高容許溫度是不同的。國際電工協(xié)會(huì)規(guī)定，絕緣等級(jí)可分為七個(gè)等級(jí)，電機(jī)中常用的絕緣材料，按其耐熱能力，分為A、E、B、F和H等五級(jí)。絕緣材料的最高容許溫度：絕緣材料的最高容許溫度：表示一臺(tái)電動(dòng)機(jī)能帶的負(fù)載的限度，而電動(dòng)機(jī)的額定功率就代表了這一

43、限度電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)的額定功率電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)的額定功率表示在環(huán)境溫度為40C時(shí)，電動(dòng)機(jī)長期連續(xù)工作，而電動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高溫度不超過絕緣材料最高容許溫度時(shí)的輸出功率目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出電動(dòng)機(jī)額定溫升電動(dòng)機(jī)額定溫升tt0 0= =電動(dòng)機(jī)最高允許溫度電動(dòng)機(jī)最高允許溫度t-t-環(huán)境溫度環(huán)境溫度t t0 0，式中式中t t0 0=+40=+40，t t是指電動(dòng)機(jī)繞組的最高允許溫度。是指電動(dòng)機(jī)繞組的最高允許溫度。對(duì)于運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，由于無法直接測(cè)出繞組的實(shí)際溫度，對(duì)于運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，由于無法直接測(cè)出繞組的實(shí)際溫度，只能間接測(cè)出機(jī)殼外表溫度只能間接測(cè)出機(jī)殼外表溫度( (即吊環(huán)孔內(nèi)的溫度即

44、吊環(huán)孔內(nèi)的溫度) )，比電動(dòng)，比電動(dòng)機(jī)繞組最熱點(diǎn)約低機(jī)繞組最熱點(diǎn)約低1010左右。故機(jī)殼外表實(shí)測(cè)溫度加上左右。故機(jī)殼外表實(shí)測(cè)溫度加上1010左右溫差，方為電動(dòng)機(jī)最高允許溫度左右溫差，方為電動(dòng)機(jī)最高允許溫度t t。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，負(fù)載持續(xù)時(shí)間的長短對(duì)電機(jī)的發(fā)熱情況影響較大，對(duì)正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率也有影響。電動(dòng)機(jī)的工作制就是對(duì)電動(dòng)機(jī)承受負(fù)載情況的說明。國家標(biāo)準(zhǔn)把電動(dòng)機(jī)的工作制分為國家標(biāo)準(zhǔn)將電動(dòng)機(jī)工作制分成三大類共8種連續(xù)工作制連續(xù)工作制是指電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載下持續(xù)運(yùn)行，其工作時(shí)間足以使電機(jī)的溫升達(dá)到穩(wěn)定溫升。紡織機(jī)、造紙機(jī)等很多連續(xù)工作的生產(chǎn)機(jī)械都選用連續(xù)工作

45、制電動(dòng)機(jī)。其典型負(fù)載圖和溫升曲線如所示 對(duì)于連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)，我們?nèi)∈蛊浞€(wěn)定溫升w 恰好等于容許最高溫升時(shí)的輸出功率作為額定功率。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 短時(shí)工作制短時(shí)工作制：指電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒定負(fù)載在給定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。該運(yùn)行時(shí)間不足以使電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定溫升，隨之即斷電停轉(zhuǎn)足夠時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)冷卻到與冷卻介質(zhì)的溫差在2K以內(nèi)。其典型負(fù)載圖及溫升曲線如圖所示。短時(shí)工作制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)限為15min、30min、60min、90min。 為了充分利用電動(dòng)機(jī)，用于短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)應(yīng)達(dá)到容許溫升，并按照這個(gè)原則規(guī)定電動(dòng)機(jī)的額定功率，即按照電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒定負(fù)載運(yùn)行，取在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)

46、間內(nèi)實(shí)際達(dá)到的最高溫升恰好等于容許最高溫升時(shí)的輸出功率，作為電動(dòng)機(jī)的額定功率。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出電動(dòng)機(jī)的溫升在一個(gè)穩(wěn)定的小范圍內(nèi)波動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)按一系列相同的工作周期運(yùn)行，根據(jù)一個(gè)周期運(yùn)行狀態(tài)不不同可分為六類，既斷續(xù)周期工作制（S3），包括啟動(dòng)的斷續(xù)周期工作制（S4）、包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制（S5）、連續(xù)周期工作制（S6）、包括電制動(dòng)的連續(xù)周期工作制（S7）、包括負(fù)載與轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的連續(xù)周期工作制（S8）負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率FCFC：斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時(shí)間與整個(gè)周期之比國標(biāo)規(guī)定國標(biāo)規(guī)定FCFC為為15%15%、25%25%、40%40%和和60%60%四種，四種

47、，每個(gè)周期的總時(shí)間每個(gè)周期的總時(shí)間不大于不大于10min.10min.典型負(fù)載圖和溫升曲線目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出 1. 1. 恒定負(fù)載恒定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)容量下電動(dòng)機(jī)容量的選擇的選擇只要計(jì)算出負(fù)載所需功率PL ， 選擇一臺(tái)額定功率PN 略大于PL 的連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)即可，不必進(jìn)行發(fā)熱校核。2. 2. 變化負(fù)載變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)容量下電動(dòng)機(jī)容量的選擇的選擇當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)周期性變化負(fù)載時(shí)，其溫升也必然作周期性的波動(dòng)。圖為負(fù)載變動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載圖。 電動(dòng)機(jī)容量應(yīng)在最大負(fù)載與最小負(fù)載之間，選擇合適，既可使電動(dòng)機(jī)得到充分利用，又可使電動(dòng)機(jī)溫升不超過容許值。目目 錄錄下下 頁頁上上 頁頁退退 出出電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的容量通常容量通常按下面幾種按下面幾種方方法法進(jìn)行進(jìn)行