三相異步電動機的起動、調(diào)速與制動要求

1、三相異步電動機的起動、調(diào)速與制動要求三相異步電動機的起動、調(diào)速和制動 起動電流倍數(shù)Ist/IN; 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Mst/MN; 起動時間; 起動時消耗的能量; 起動設備的簡單和可靠； 起動的過渡時間。 起動性能包括鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動 三相異步電動機在實際運行過程中，由于生產(chǎn)上的需要而起動和停止。在選用電動機時，必須要求電動機能帶動生產(chǎn)機械并很快地轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速。要求電動機起動時滿足（1）能產(chǎn)生足夠大的起動轉(zhuǎn)矩Tst，使電動機很快地轉(zhuǎn)動起來。（2）起動電流Ist不要太大，避免起動時大電流在電網(wǎng)上產(chǎn)生較大的壓降而影響接在電網(wǎng)上的其它電氣設備和電動機的正常運行。 一般普通鼠籠式異步

2、電動機， 所以要研究異步機的起動特性和異步機的各種起動方法。鼠籠異步電動機的起動三相異步電動機的起動、調(diào)速和制動起動電流 ：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍。定子電流 原因：起動時 ，轉(zhuǎn)子導條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱影響：異步電動機直接起動時的問題：電流大但轉(zhuǎn)矩并不大。 起動時， S1， 等效阻抗小， 起動電流大； f2f1 ， 2接近900， cos 2很小， 轉(zhuǎn)子電流用功分量小。 鼠籠異步電動機的起動 不僅取決于電機本身的大小， 還與供電電網(wǎng)容量和供電線路長短有關。 （要求母線降落不大于10

3、） 電動機容量與供電變壓器的比值； 起動是否頻繁； 供電線路距離； 同一臺變壓器其它用戶的要求；一般以下電機允許直接起動。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動電流造成影響對電源和其他負載的影響對電動機本身的影響電動機起動瞬間對負載會造成一定的機械沖擊 起動電流大，在電網(wǎng)的變壓器容量與異步電動機起動容量相比不足夠大時，直接起動會使變壓器輸出電壓下降，當電壓降U10%時，將使接在變壓器上的其他電器及電動機正常工作受影響。直接起動的起動轉(zhuǎn)矩并不大，而起動時必須滿足TTL條件電動機才能起動起來，在空載情況下可以滿足上述要求，而當重載起動時可能滿足不了上述要求。鼠籠異步電動機的起

4、動鼠籠異步電動機的起動7.1.1 在額定電壓下直接起動 將定子三相繞組直接接在三相電源上起動，稱直接起動。 一般以下的小容量鼠籠異步電動機都可以直接起動。如果變壓器容量足夠大，直接起動的容量還可相應增大，一般按經(jīng)驗公式核定： 式中kI為起動電流倍數(shù)；Ist為電動機的起動電流（A）；IN為電動機的額定電流（A）；SN為電源變壓器總?cè)萘?；PN為電動機的額定功率。鼠籠異步電動機的起動 起動電流大，對電機本身無太大影響（因為是短時的，且現(xiàn)代設計的鼠籠電機都按直接起動電磁力和發(fā)熱來考慮機械強度和熱穩(wěn)定的）主要對電網(wǎng)有影響，如果電源容量較大，可以直接起動。一般千瓦以下容量電動機可以直接起動。注意：容量大小

5、不是絕對的，如果電網(wǎng)容量大， 就可以允許容量再大些的電機直接起動。 只要直接起動時起動電流在電網(wǎng)中引起電 壓降不超過電網(wǎng)額定電壓的（1015）% 就允許直接起動。鼠籠異步電動機的起動 起動的主要矛盾時電流。 降低電流的方法， 主要靠降低電壓。起動電流： 降壓起動時， 起動電流與定子電壓成比例降低。待轉(zhuǎn)速升高到一定值， 恢復全電壓。 注意： 起動轉(zhuǎn)矩與U2成正比， 降壓起動后， 比起動電流降低得更厲害。鼠籠異步電動機的起動常用的降壓起動方法 定子串電阻或電抗降壓起動 用自耦變壓器降壓起動 Y起動 延邊三角形起動鼠籠異步電動機的起動7.1.2 星三角起動降壓起動 正常運行時，接成形的鼠籠電動機，在

6、起動時接成星形，起動完畢后再接成 ，稱星-三角起動。 鼠籠異步電動機的起動Y 起動： 正常運行AZBYXC 起動ABCXYZ鼠籠異步電動機的起動Y-起動電流和起動轉(zhuǎn)矩直接起動(接) 降壓起動( Y接)起動電流 起動轉(zhuǎn)矩 起動電流及起動轉(zhuǎn)矩降低同樣的倍數(shù)，即都為直接起動時的三分之一。星三角起動適用條件條件：1.只適用于空載或輕載起動。2.只限于正常運行時定子繞組為三角形接線的電機。 3.限于在500V以下的低壓電機(因高壓電機定子出6個端頭有困難)。星三角起動的優(yōu)點： 設備簡單，價格便宜，故在輕載起動時應優(yōu)先采用。缺點是應用時要受一定條件的限制。鼠籠異步電動機的起動自耦變壓器降壓起動起動電流和起

7、動轉(zhuǎn)矩I1st全壓直接起動時的起動電流； I1st 降壓時電源提供的起動電流(即TA的原邊電流)；I2電動機的起動電流(TA的副邊電流)鼠籠異步電動機的起動 電動機定子繞組內(nèi)的電流：直接起動時為I1st ，降壓起動時為I2，這時電網(wǎng)供給TA的電流為I1st ，從電網(wǎng)輸入的電流為I1st = I2 / = I1st/ 2，即 I1st = I1Q/ 2 ,說明串入TA起動后電網(wǎng)供給的電流減小了2 倍。注：電動機的起動電流仍減小倍， I1st = I2 / 而I1st = I1st/ 2 ，對電網(wǎng)沖擊電流減小，只有I1st/ 2 倍,起動轉(zhuǎn)矩Tst U2， Tst = Tst / 2。鼠籠異步電動

8、機的起動 起動電流和起動轉(zhuǎn)矩降低的比值相同，與定子串電阻或電抗的起動方式相比較，在獲得同樣起動轉(zhuǎn)矩的條件下，這種方法的限流效果好。反之，若在相同的起動電流條件下，可獲得比較大起動轉(zhuǎn)矩故用自耦變壓器降壓起動的方法能帶動較大的負載起動。 國產(chǎn)自耦變壓器為滿足不同的負載要求，其副邊一般有三個抽頭，可根據(jù)允許的起動電流和所需的起動轉(zhuǎn)矩任意選擇。這種起動方法的缺點：起動設備體積較大，價格高。鼠籠異步電動機的起動自耦變壓器的選擇 常用QJ3、QJ2系列，用于較大容量，Y接的鼠籠式電動機。 QJ2的抽頭為：55% 64% 73% QJ3的抽頭為：40% 60% 80% 其中， QJ2型自耦變壓器允許在4小時

9、內(nèi)每小時連續(xù)起動5次，每次秒。 QJ3 型為短時工作制，只允許在室溫下連續(xù)起動兩次，以后待冷卻后才能再行起動。選用時一定要注意這些問題。 例：55%抽頭意思為N2/N1=1/ ， =1/0.55=1.82 適用于有載起動。鼠籠異步電動機的起動定子串電阻或電抗的降壓起動鼠籠異步電動機的起動定子等值電路 從上圖的等值電路中可見，定子串電阻或電抗起動，電壓從U1N降至U1，即加到定子繞組上的電壓在起動時為U1，這樣就減小了起動電流。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動分析起動電流及起動轉(zhuǎn)矩 設為起動電流所需降低的倍數(shù)，Ist為降壓時的起動電流，則應有： Ist =Ist/ ，IstU1st，U1

10、st =U1st/ =U1N/ 說明電壓降低了倍。 由于T U2，則Tst =Tst/ 2 ，說明轉(zhuǎn)矩降低了2倍。只要使Tst （）TL，即滿足要求。鼠籠異步電動機的起動說明 從 I1st =I1st/ ， Tst =Tst/ 2，可見： 定子回路串電阻或電抗的降壓起動方法雖然能降低起動電流，但使起動轉(zhuǎn)矩顯著減小。只適用于空載或輕載起動。電抗降壓起動通常用于高壓電動機，電阻降壓起動一般用在低壓電動機。降壓起動除了限制起動電流，有時以減小起動轉(zhuǎn)矩為主要目的，以減輕對機構(gòu)的沖擊并保證平穩(wěn)加速。鼠籠異步電動機的起動3)起動電阻或電抗的計算 計算Rst或Xst后，還應校驗滿足Tst （）TL , TL

11、為起動時的負載轉(zhuǎn)矩。鼠籠異步電動機的起動4) rk 和xk的估算 rk 和xk可通過實驗方法測出，也可估算。方法一：短路試驗(如已有電機)，測出rk 、xk、 zk方法二：估算(尚無電機)，根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)可知 當定子Y接時： 當定子接時：設直接起動時的功率因數(shù)為cos1st ，則有高起動轉(zhuǎn)矩的鼠籠電動機鼠籠異步電動機的起動1、高轉(zhuǎn)差率三相異步電動機（YH系列） YH系列電動機的功率等級、外形與安裝尺寸與Y系列電動機同機座的相同。工作方式為斷續(xù)工作制S3，負載持續(xù)率有15、25、40和諧0%等四種。 YH系列高轉(zhuǎn)差率三相異步電動機是Y系列電機的派生系列，它具有堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大、堵轉(zhuǎn)電流小、轉(zhuǎn)差率高和機械

12、特性軟等特點，適用于傳動飛輪轉(zhuǎn)矩大和不均勻沖擊負載以及正、反轉(zhuǎn)次數(shù)多的工作場合。如錘擊機、剪刀機、沖壓機和鍛冶機等機械設備鼠籠異步電動機的起動特點：槽深h，槽寬b，hb，即h =(1012)b與普通籠型異步電動機相比，這種電機的主要結(jié)構(gòu)特點是轉(zhuǎn)子槽形窄而深，轉(zhuǎn)子導體或是整根的銅條，或是鋁熔液澆鑄而成。2.深槽式異步電動機 由于氣隙和槽導體(非鐵磁材料)的磁阻大而轉(zhuǎn)子鐵芯磁阻小，故漏磁通基本上只穿過一次槽導體。然后經(jīng)槽底部鐵芯形成閉合回路。 若假想沿槽高把轉(zhuǎn)子導體分成若干并聯(lián)小導條，它們兩端為端環(huán)短接，其電壓相等，則各小導條中的電流將按其阻抗的反比例來分配。由上圖(a)可見槽底部導條鏈的漏磁通多

13、，則底部漏抗大，槽頂部導條鏈的漏磁通少，則頂部漏抗小。由于槽很深，則槽底與槽頂漏抗相差甚遠，且x2 f2。鼠籠異步電動機的起動起動時：n=0，s=1，f2=sf1=f1， f2較高，則sx2 較大，sx2r2，槽內(nèi)電流的分布主要取決于漏抗的大小。槽頂部漏抗sx2小，則電流密度大，槽底部漏抗sx2大，則電流密度小。這種把導體中的電流排擠到槽頂部的作用稱趨表效應(集膚效應，擠流效應)。 圖(b)中電流密度分布，它是自下而上逐漸增大，槽底部分導體在流通電流時所起作用很小，就相當于導體有效高度及截面積縮小，導體電阻變大，從而減小了起動電流，增大了起動轉(zhuǎn)矩。見圖(c)所示，導體有效截面縮小，故起動時，轉(zhuǎn)

14、子有效電阻增加，起動性能得改善。鼠籠異步電動機的起動 （b）正常運行時，s很小， f2=sf1 很小，x2s=sx2 很小，這時轉(zhuǎn)子電流的大小主要由電阻決定。 r2 sx2，因各處電阻相等，則電流的分布是均勻的，導體截面積全部得以利用，而使轉(zhuǎn)子電阻自動減小到較低的正常數(shù)值。(集膚效應不明顯)優(yōu)缺點優(yōu)點：起動時轉(zhuǎn)子電阻加大，改善了起動性能，而運行時為正常值，轉(zhuǎn)子電阻仍然較小，不致影響電動機的運行效率。 缺點：轉(zhuǎn)子槽漏抗較大，功率因數(shù)稍低，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)稍小，即Mm稍小。鼠籠異步電動機的起動特性曲線 深槽式異步電機的機械特性從圖中可見深槽式過載能力比普通鼠籠異步電機低。它的起動性能是靠降低了一些工作

15、性能而得到改善的。曲線1為普通鼠籠式曲線2為深槽式鼠籠異步電機鼠籠異步電動機的起動3.雙鼠籠式異步電動機結(jié)構(gòu)特點：電動機轉(zhuǎn)子上有兩套鼠籠。下籠：導體截面大，用電阻系數(shù)較小的紫銅制成，電阻較小。上籠：導體截面小，用電阻系數(shù)較大的黃銅制成，電阻較大。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動7.2 繞線式異步機起動轉(zhuǎn)子串頻敏電阻起動方法：轉(zhuǎn)子串三相對稱電阻起動，電阻分級切除鼠籠異步電動機的起動繞線式電機轉(zhuǎn)子串三相對稱電阻起動 起動時，要限制起動電流Ist，同時希望有較大的起動轉(zhuǎn)矩Tst?，F(xiàn)以三級起動為例，即 m=3。 1. 分級起動過程 起動前，KM1、KM2、KM3 加速接觸器

16、常開接點均打開，現(xiàn)使線路接觸器KM線圈導電，其常開接點閉合，電動機在串入全部電阻R3下起動，然后逐級短接起動電阻，一直加速到穩(wěn)定運行點I點為止，起動過程結(jié)束。起動的快速性和平穩(wěn)性與起動級數(shù)m、轉(zhuǎn)矩Tst1及Tst2有關。鼠籠異步電動機的起動2.機械特性的線性化 異步機的機械特性是非線性的，如圖所示鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動說 明 分級起動時電機工作在機械特性的工作段，即ssm段，在這段中可認為s/smRm，轉(zhuǎn)子電流I2大部分流過Rm支路，相當于串電阻起動；當ns f2 Rm 相當于連續(xù)自動切除電阻。同時 f2 sXm 當n=nN時， f2很小， f2 (13)Hz ， Xm 0，

17、 Rm幾乎被短路，故渦流很小。起動完畢，阻抗器被自動切除。鼠籠異步電動機的起動特 性 從以上分析可知，頻敏變阻器是一種無觸點的變阻器。它結(jié)構(gòu)簡單，材料和加工要求低，并且因沒有觸點和易磨損元件，壽命長，使用和維護方便，有較好的機械特性和起動平滑的優(yōu)點，但因頻敏變阻器的等效阻抗是一個非線性時變參數(shù)，計算起來相當復雜。工程上用經(jīng)驗公式或使用表格計算。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動7.3 異步電動機的軟起動 異步 電 動 機起動時要產(chǎn)生較大的電流沖擊，在實際中通常采用降壓起動的方法。傳統(tǒng)的籠型電動機的起動方式有Y- 起動，降壓起動，串電阻或電抗器降壓起動，三角形起動。這些方法雖然可以起到一定

18、的限流作用，但仍然存在許多問題：(a) 上述 起 動方式在電機起動過程中需要進行電源切換，電動機將有瞬時大電流沖擊問題。(b) 起動 設 備的起動參數(shù)一般無法調(diào)整，負載的適應性較差，對較重的負載，經(jīng)常出現(xiàn)難以起動的現(xiàn)象。(c) 起動 過 程中，接觸器帶負載切換，容易造成接觸器觸點的拉弧損失，發(fā)生故障多，工作量大。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動 隨著 電 力 電子技術的進步和發(fā)展，一種新型的起動設備軟起動器正在工業(yè)中推廣應用。這種軟起動器使得電動機起動平穩(wěn)，對電網(wǎng)沖擊小，可實現(xiàn)電動機軟停車、軟制動、以及電動機的過載、缺相保護。實現(xiàn)電動機節(jié)電運行。與傳統(tǒng)的起動設備相比，軟起動器具有更好的

19、起動性能。隨著它的推廣和應用，軟起動器將很快替代傳統(tǒng)起動設備。軟起動相控觸發(fā)脈沖的確定將三 組 反 并聯(lián)的晶閘管分別接至三相負載就形成了一個三相調(diào)壓電路，此時負載接成Y形：Y 形 調(diào) 壓 電 路在此 電 路 中由于沒有中線，所以在工作時若要負載電流流通，至少要有兩相溝通電路。為此:在 三 相電路中至少要有一相正向晶閘管與另一向反向晶閘管同時導通； 為 了 保證在電路起始工作時使兩個晶閘管同時導通，以及在感性負載與控制角較大時仍能保證不同相的正、反向的兩相晶閘管同時導通，所以如同三相全控整流電流一樣，要求采用大于60“的寬脈沖或雙脈沖的觸發(fā)電路。鼠籠異步電動機的起動為 保 證輸出電壓三相對稱并有

20、一定的調(diào)節(jié)范圍，要求晶閘管觸發(fā)信號除了必須與相應的交流電源有一致的相序外，各觸發(fā)信號之間還必須嚴格的保持一定的相位關系。既要求A, B, C三相電路中正向晶閘管(即在交流電源為正半波時工作的晶閘管)的觸發(fā)信號互差2/3，三相電路中反向晶閘管(即在交流電源為負半波時工作的晶閘管)的觸發(fā)信號也互差2/3 ，但同一相中反并聯(lián)著的兩個正、反向的晶閘管的觸發(fā)脈沖相角應互差二。根據(jù)上面的討論，可得出三相調(diào)壓電路中各晶閘管觸發(fā)脈沖的序列應如圖中T1 T2 、T3 、 T4, 、T5、T6的次序，相應兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位差為習/3。Y 形 調(diào) 壓 電 路鼠籠異步電動機的起動軟起動由 于 異 步電動機是電感

21、性負載，從電力電子技術方面可知，只有當移相角大于感性負載的功率因數(shù)角時才能起調(diào)壓作用，而當 外，發(fā)出的觸發(fā)脈沖還應使晶閘管正常觸發(fā)導通。鼠籠異步電動機的起動軟起動用雙 向 晶 閘管調(diào)壓的方法有兩種:一種是相控技術 通過改變晶閘管的觸發(fā)相位來改變電壓輸出波形以實現(xiàn)調(diào)壓。采用相控技術的問題在于它輸出電壓中所含諧波分量比較大。另一種是整周波通斷控制 即用雙向晶閘管作為靜止接觸器，交替地接通和切斷幾個周波的電源電壓，用改變接通時間和切斷時間之比來控制輸出電壓的有效值。 但是晶閘管的通斷控制用于異步電動機定子上，通斷交替的頻率不能過低，否則一方面會引起電機轉(zhuǎn)速的波動，而另一方面每次接通電流相當于一次重合

22、閘過程;如通斷交替頻率較高，每次通斷時間間隔中交流電周波數(shù)較少，采用整周波通斷控制可能調(diào)速不夠平滑，所以在異步電機的調(diào)壓控制中多用相控技術。鼠籠異步電動機的起動電動機的軟起動方式斜坡升壓軟起動 這種起動方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數(shù)關系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影響較大，實際很少應用。斜坡恒流軟起動 這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定（t1 至t2 階段），直至起動完畢。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機負載調(diào)整設定。電流上

23、升速率大，則起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式，尤其適用于風機、泵類負載的起動。鼠籠異步電動機的起動恒流軟起動脈沖沖擊起動 在起動開始階段，讓晶閘管在級短時間內(nèi)，以較大電流導通一段時間后回落，再按原設定值線性上升，連入恒流起動。 該起動方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動鼠籠異步電動機的起動三相異步電動機的調(diào)速異步機變極調(diào)速鼠籠電機變轉(zhuǎn)差率 s 調(diào)速調(diào)壓調(diào)速滑差電機調(diào)速(電磁離合器調(diào)速)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子串電勢調(diào)速變頻調(diào)速變頻機組交直交變頻交交變頻三相異步電動機的調(diào)速調(diào)速方式名稱控制

24、對象特點變極調(diào)速交流異步電動機有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多4段速調(diào)壓調(diào)速無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低系統(tǒng)簡單，性能較差轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速變頻調(diào)速交流異步電動機真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬電機最大出力能力不變，效率高系統(tǒng)復雜，性能好可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美早晚發(fā) 展 時 間三相異步電動機的調(diào)速電機控制算法功率半導體技術V/F控制SCRGTR矢量控制IGBT計算機技術單片機DSP IGBT大容量化更高速率和容量如：矩陣式變頻器大功率傳動使用變頻器，體積大，價格高未來發(fā)展方向完美無諧波PWM技術SPWM技術PWM優(yōu)化新一代開關技術無速度矢量控制電流矢量V/F70年代80年代60年代90年代高

25、速DSP專用芯片00年代超靜音變頻器開始流行解決了GTR噪聲問題變頻器性能大幅提升大批量使用，取代直流算法優(yōu)化 更大容量 更高開關頻率PWM技術空間電壓矢量調(diào)制技術變頻器體積縮小，開始在中小功率電機上使用三相異步電動機的調(diào)速 電機定子電壓 U1必須隨之同時發(fā)生變化，即在變頻的同時也要變壓。這種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法我們稱為 VVVF（Variable Voltage Variable Frequency)，簡稱為 V/F變頻控制。U(V)f (Hz) 10503800典型變頻調(diào)速的 V-f 曲線圖變頻調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速VVVF控制方式VVVF控制方式 恒定保持恒定 恒定保持在接近飽和數(shù)值保持在接

26、近飽和數(shù)值進一步增大磁通 ，將使電機的鐵心飽和，從而導致電機中流過很大的勵磁電流，增加電機的銅損耗和鐵損耗，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。磁通 的減小，則鐵心未得到充分的利用，使得輸出轉(zhuǎn)矩下降。定子電阻很小保持恒定 三相異步電動機的調(diào)速 VVVF變頻器的控制相對簡單，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較小，受定子電阻壓降的影響比較顯著，故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。三相異步電動機的調(diào)速磁場定向控制(

27、FOC)矢量控制1971年，德國西門子公司的F.Blaschke 提出了感應電機矢量控制技術基本功能利用坐標變換實現(xiàn)定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦。轉(zhuǎn)差頻率矢量控制定子磁場定向矢量控制氣隙磁場定向矢量控制轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制三相異步電動機的調(diào)速矢量控制過程三相靜止軸系ABC兩相靜止軸系兩相同步旋轉(zhuǎn)軸系M-T3s/2s 變換Clarke變換2s/2r 變換 Park變換三相靜止軸系ABC兩相靜止軸系兩相同步旋轉(zhuǎn)軸系M-T2s/3s 變換Clarke變換2r/2s 變換 Park變換電機系統(tǒng)電機系統(tǒng)三相異步電動機的調(diào)速矢量的核心技術坐標變換三相異步電動機的調(diào)速矢量控制原理圖三相異步電動機的調(diào)速變頻

28、調(diào)速的特點1)在基頻以下變頻調(diào)速時，應進行定子電壓與頻率的配合控制，保持E1/f1為常數(shù)的配合?？刂茣r為恒磁通變頻調(diào)速。保持U1/f1為常數(shù)配合控制時為近似恒磁通變頻調(diào)速。前者屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，后者屬于近似恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。在基頻以上調(diào)速時，保持U1=U1N不變，隨f1升高， m下降，屬于近似恒功率調(diào)速方式。三相異步電動機的調(diào)速變頻調(diào)速的特點2)機械特性基本平行，屬硬特性，調(diào)速范圍寬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。3) 運行時s小，轉(zhuǎn)差功率損耗小，效率高。4)可以連續(xù)調(diào)節(jié)，能實現(xiàn)無級調(diào)速。優(yōu)點：具有良好的調(diào)速性能。缺點：需一套性能優(yōu)良變頻電源。應用：冶金，化工，機械制造業(yè)，采礦等。三相異步電動機的調(diào)速三相異步

29、電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速變頻器的構(gòu)成控制回路接口模擬量輸入模擬量輸出通訊接口控制回路接口開關量輸入開關量輸出編碼器接口三相異步電動機的調(diào)速 工頻電網(wǎng)輸入380V 3PH/220V 3PH220V 1PH制動電阻直流電抗器三相交流電機三相異步電動機的調(diào)速歐美品牌西門子、科比、倫茨、施耐德、ABB 丹佛斯、ROCKWELL、VACON、 AB、西威 日本品牌富士、三菱、安川、三墾、日立、歐姆龍 松下電器、松下電工、東芝、明電舍國產(chǎn)品牌安邦信、佳靈、森蘭、英威騰、康沃、科姆龍、惠豐、匯川港臺品牌臺達、普傳、臺安、東元、美高韓國品牌LG 、現(xiàn)代、三星、收獲變頻器品牌三相異步電動機的調(diào)速匯川低壓

30、變頻器MD300A系列匯川 MD300系列低壓變頻器匯川 MD320系列低壓變頻器三墾變頻器交-交變頻系統(tǒng) 直接將50Hz的交流電變換成頻率可調(diào)的交流電。三相異步電動機的調(diào)速7.4.2 變極調(diào)速 變頻調(diào)速要采用專用變速電機，其轉(zhuǎn)子為鼠籠式根據(jù) 當f1一定時，n11/p，改變極對數(shù)p，可變n1。 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速 電機定子每相繞組由二部分組成，每一部分稱為半相繞組，改變其中一個半相繞組的電流方向，電機產(chǎn)生的磁極對數(shù)即可改變。如：已知電機繞組接線如下圖所示：三相異步電動機的調(diào)速7.4.3 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速1.串電阻后的機械特性 轉(zhuǎn)子串電阻后，n1不變，r2sm，Tm不變，在同

31、一T下，s r2+R，則轉(zhuǎn)子串入不同值的電阻后，可得到不同的轉(zhuǎn)速，機械特性如右圖。調(diào)速過程：串電阻瞬間三相異步電動機的調(diào)速2.調(diào)速特點 有級調(diào)速，設備簡單，只適用于有載調(diào)速，空載時轉(zhuǎn)速變化不大。低速時特性軟，損耗大，效率下降，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法適用于起重機械類負載，對通風機負載也可采用。三相異步電動機的調(diào)速3.調(diào)速時的損耗電磁功率：Pem=m1I2 r2 /s銅損耗： pCu2=m1I2 2r2 =s Pem全機械功率：Pj=m1I2 2 r2 (1-s)/s= (1- s) Pem 當s時，nn1，此時： Pem= Pj+ pCu2， Pj Pem，pCu2 Pem，電機效

32、率很低，r2 /s=常數(shù)只改變了Pj與pCu2間的分配。 當 RspCu2Pj ，說明轉(zhuǎn)速降低是靠增大轉(zhuǎn)子銅損減小全機械功率 Pj得來的，故不經(jīng)濟。三相異步電動機的調(diào)速4.調(diào)速電阻的計算 同一T值下有：由已知的轉(zhuǎn)速 n (或轉(zhuǎn)差率s )可求出R。5.應用 適用于對調(diào)速性能要求不高的生產(chǎn)機械，如吊車提升機構(gòu)。三相異步電動機的調(diào)速7.4.4 串極調(diào)速1.串級調(diào)速的基本原理 轉(zhuǎn)子串入電阻調(diào)速時，調(diào)速瞬間： n 來不及變化，當r2I2TnspCu2 (pCu2 =sPem)轉(zhuǎn)差功率sPem消耗在電阻上浪費。 三相異步電動機的調(diào)速分析 能否找出一種方法，既將消耗在電阻上的功率利用起來，又能提高調(diào)速性能呢

33、?串級調(diào)速就是在這種思想指導下，設計出來的。電勢Ef與I2反相位，提供Ef 的裝置吸收電功率。若能夠?qū)⑽盏碾姽β世闷饋?，就解決了轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速耗能大的問題。三相異步電動機的調(diào)速分析 如果將電阻R換成電勢Ef，且使Ef與sE2同頻率相位相反，則轉(zhuǎn)子內(nèi)串入電勢Ef的等值電路如右圖。轉(zhuǎn)子電流： 串入Ef瞬間，n來不及變化I2Tns I2T=TL 可見，串入Ef后同樣能達到調(diào)速的目的。三相異步電動機的調(diào)速 Ef與sE2相位相反，即為反電勢，說明提供Ef的裝置是吸收電功率的。如能將這部分功率加以利用，電機的效率即可提高。當然Ef也可以與sE2相位相同，則nn1。轉(zhuǎn)子電勢sE2的大小變化，頻率也變化。

34、 f2=sf1， Ef的頻率要隨f2變化是很困難的，所以先將轉(zhuǎn)子電勢E2s變成直流，之后引入直流電勢Ef 方向與E2s相反，這就是串級調(diào)速。串級調(diào)速可分為：機械回饋式和電氣回饋式。三相異步電動機的調(diào)速分析2.機械回饋式串級調(diào)速系統(tǒng)( 電機回饋式串級調(diào)速) 異步電動機YD與ZD直流電動機同軸，共同拖動負載。YD的轉(zhuǎn)子電勢經(jīng)整流后與ZD的電樞相并聯(lián)，通過改變ZD的勵磁電流IL的大小而改變ZD的Ed，即 達到調(diào)速目的。三相異步電動機的調(diào)速調(diào)速原理 IL=0， Ed=0，直流電勢Ef 由直流電動機供給。 YD 運行在固有機械特性上，n 最高，s 最小。 當IL0時，Ed 0 ，轉(zhuǎn)子引入附加電勢， IL

35、EdEfI2T ns I2T=TL， 達到調(diào)速目的。三相異步電動機的調(diào)速功率關系 異步機YD的電磁功率為Pem，其中(1-s)Pem直接輸送給機械負載。而sPem進入轉(zhuǎn)子，ZD 輸入功率為sPem-pCu2，ZD輸出功率為sPem-pCu2-pZD，如果忽略損耗，則pCu20，pZD 0。ZD的輸入為sPem，輸出為sPem，所以機械負載得到的功率為sPem+ (1-s)Pem=Pem，電機的效率大大提高。 可見，不論s多大，轉(zhuǎn)速n的高低，負載上得到的功率總是Pem，這樣轉(zhuǎn)差功率sPem得到利用，而沒有浪費掉。這種電機回饋式串級調(diào)速系統(tǒng)，只適用于大功率，低調(diào)速范D（23）的場合。（因D 大s大

36、sPem大ZD 容量不適合，還不如直接用直流機調(diào)速）三相異步電動機的調(diào)速3.電氣回饋式串級調(diào)速系統(tǒng) 以前采用電氣回饋式串級調(diào)速系統(tǒng)，它與機械回饋式串級調(diào)速系統(tǒng)區(qū)別在于： ZD 不與 YD 同軸，而是拖動一臺異步發(fā)電機YF 。由它發(fā)出三相交流電，把轉(zhuǎn)差率sPem回饋給電網(wǎng)，這種串級調(diào)速已不采用，而采用可控硅逆變器的電氣串級調(diào)速(SCR串級調(diào)速)如書上P218圖6-41直流電勢Ef由SCR逆變電源供給(U)，轉(zhuǎn)子整流電壓為Ud。三相異步電動機的調(diào)速電氣回饋式示意圖三相異步電動機的調(diào)速低同步可控硅串級調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機的調(diào)速分析 當UdEf，Id0，T0，電機輸出功率；當Ud=Ef，Id =0，

37、T=0，稱理想空載,n=n1，s=s0Uds0E2=U1cos=Ef ，其中E2相電勢；U1相電壓； 逆變角；s0 與理想空載轉(zhuǎn)速對應的轉(zhuǎn)差率； 則：s0=U1cos/E2；n0 串級調(diào)速時的理想空載轉(zhuǎn)速， n0 =n1(1-s0)；n1異步機的同步轉(zhuǎn)速。 改變逆變角 Ef變化s0變化n0變化n變化，但n1不變。三相異步電動機的調(diào)速4.異步機串級調(diào)速時的機械特性 無論采用哪種串級調(diào)速方法，對YD 來說，其機械特性形狀都是一樣的，即都是在轉(zhuǎn)子內(nèi)引入一個附加電勢，改變附加電勢的大小，可以改變s的大小，達到調(diào)速的目的。三相異步電動機的調(diào)速特性分析 已知： 如果Ef=sE2，則I2=0，T=0 ，稱為

38、理想空載狀態(tài)。令此時的轉(zhuǎn)差為s0，則有s0=Ef/E2 。改變Ef s0變化；Ef越大s0越大特性向下移動，且特性硬度減小； Efsm特性越軟。 Ef越大，調(diào)速作用越明顯。Ef與sE2反相時，電機轉(zhuǎn)速向低于n1方向調(diào)節(jié)，稱低速同步調(diào)速；當Ef相位與sE2同相時，電機轉(zhuǎn)速向高于n1的方向調(diào)節(jié)，稱超同步串級調(diào)速。三相異步電動機的調(diào)速特性三相異步電動機的調(diào)速特點優(yōu)點：效率高，特性硬，調(diào)速范圍較寬，無級調(diào)速。缺點：系統(tǒng)總功率因數(shù)較低，設備體積大，成本高。適用：水泵，風機等節(jié)能調(diào)速等。三相異步電動機的調(diào)速調(diào)壓調(diào)速1.開環(huán)調(diào)壓調(diào)速特性及其調(diào)速性能U1變化時：sm不變，n1不變，TU12， TmU12，U1

39、n s，機械特性如圖所示，可見轉(zhuǎn)子電阻為正常值如一般的鼠籠異步電動機，對恒轉(zhuǎn)矩負載，調(diào)速范圍很小，實用價值不高。三相異步電動機的調(diào)速分析 對風機類負載，調(diào)速范圍較大，但存在低速時功率因數(shù)低(cos1低)，電流大(I2大)的問題。所以降壓調(diào)速只適用于高轉(zhuǎn)差率鼠籠電機或繞線式異步機。 因為ns 2 1 cos1又因T=CmmI2cos2，T不變時，2cos2I2 ）三相異步電動機的調(diào)速2.調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)壓裝置： 以前用飽和電抗器，現(xiàn)廣泛采用可控硅交流調(diào)壓裝置。在前面所述開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速時，其機械特性軟，調(diào)速范圍不大。加轉(zhuǎn)速負反饋環(huán)節(jié)后成了調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)系統(tǒng)。三相異步電動機的調(diào)速系統(tǒng)分析 測速

40、發(fā)電機TG 測得電動機轉(zhuǎn)速即測速發(fā)電機的un，當nu ，將u與給定電壓u*比較得u，將u作為放大器輸入端，經(jīng)放大后的輸出為觸發(fā)器的發(fā)出信號，使觸發(fā)器發(fā)出一定相位的脈沖，晶閘管調(diào)壓器就輸出一定值的電壓，調(diào)節(jié)給定電壓u*的大小，就可得到不同輸出電壓值，從而達到調(diào)速的目的。三相異步電動機的調(diào)速系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)作用 設給定電壓為u*1，負載為TL1，定子電壓為U2系統(tǒng)工作在特性A點。當負載增大為TL2nuuU2=U1T過渡到特性的B點上。電動機轉(zhuǎn)速下降為nB；若為開環(huán)系統(tǒng)，電動機轉(zhuǎn)速就要降到特性曲線的C上所對應的轉(zhuǎn)速nC。通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，只要給定電壓u*保持不變，系統(tǒng)就可以使電動機的轉(zhuǎn)速也基本保持不

41、變。三相異步電動機的調(diào)速系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)作用 在不同的給定電壓u*下，可以得到一族基本平行的閉環(huán)控制系統(tǒng)的機械特性，如圖曲線1、2、3 所示，如果連續(xù)地改變u* ，則可使系統(tǒng)平滑調(diào)速。缺點：定子電壓和電流存在高次諧波分量，功率因數(shù)較低，效率不夠高。適用：中小容量的交流電動機。三相異步電動機的調(diào)速3.調(diào)速性能 調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速方法是非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和非恒功率調(diào)速。只適用于風機類型的負載 (因這種調(diào)速方法T1/s，而風機類負載TL1/s )。 調(diào)壓調(diào)速只適用于繞線異步電動機 (轉(zhuǎn)子可串入電阻)，而對鼠籠電動機只能短時間欠載運行 (因轉(zhuǎn)子不能串入電阻)，調(diào)速過程中，尤其在低速運行損耗大，轉(zhuǎn)子串入電阻

42、可減輕電機內(nèi)部發(fā)熱，而鼠籠型機只能短時運行。三相異步電動機的調(diào)速7.5 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速（滑差電機調(diào)速）1.電磁轉(zhuǎn)差離合器的組成 由三部分組成：1)籠型異步電動機：拖動電樞旋轉(zhuǎn)。2)電磁轉(zhuǎn)差離合器：電樞，磁極，滑環(huán)等。3)可控硅整流電源：將交流電變?yōu)橹绷?，提供直流勵磁電流。三相異步電動機的調(diào)速工作原理三相異步電動機的調(diào)速結(jié)構(gòu) 電磁轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)形式有多種，無論哪種，都由電樞和磁極組成(磁極包括鐵心和勵磁繞組)。這兩部分之間沒有機械上的聯(lián)系，二者中有氣隙，與異步電動機定、轉(zhuǎn)子間的氣隙相似，電樞和磁極都能自由旋轉(zhuǎn)。電樞由異步電動機拖動旋轉(zhuǎn)，因為異步電動機固有特性的直線段特性較硬，可認為其轉(zhuǎn)速不

43、變，異步機為原動力，這部分稱為主動部分。此軸叫主動軸?？煽毓枵麟娫赐ㄟ^電磁轉(zhuǎn)差離合器上滑環(huán)，給勵磁繞組供電。磁極通過聯(lián)軸節(jié)與負載相聯(lián)，稱為從動部分。此軸叫從動軸。三相異步電動機的調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理 當磁極上通過直流勵磁電流時，產(chǎn)生固定的磁極。異步電動機拖動電樞旋轉(zhuǎn)，電樞就切割磁力線，而產(chǎn)生渦流。如果將電樞看作不動，相當于固定的磁極在空間轉(zhuǎn)動，可見它和異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場作用相當。電樞作為載流導體，處在磁場中，受到電磁力作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。三相異步電動機的調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理 電樞由整塊鑄鋼制成，為圓筒形鋼體。電樞相當于無窮多根導體組成的鼠籠轉(zhuǎn)子，我們選擇其一根分析受力情況。設異

44、步機以n1的轉(zhuǎn)速拖動電樞逆時針旋轉(zhuǎn)，切割磁場產(chǎn)生感應電勢、電流，按右手定則，判斷為，再以左手定則判斷出對電樞產(chǎn)生順時針方向的轉(zhuǎn)矩M企圖迫使電樞反轉(zhuǎn)，但電樞的轉(zhuǎn)向是由異步電動機的轉(zhuǎn)向所決定的，因此，這個轉(zhuǎn)矩就成為主動軸的阻轉(zhuǎn)矩。而它的反作用轉(zhuǎn)矩作用在磁極上，推動磁極逆時針方向旋轉(zhuǎn)，將原動機(異步機) 的機械功率傳到負載上，其轉(zhuǎn)速為n2 ，方向與n1同向，磁極帶動負載一起旋轉(zhuǎn)。從動軸轉(zhuǎn)動后切割速度變?yōu)閚=n1- n2 而磁極的轉(zhuǎn)速n2又一定小于電樞轉(zhuǎn)速n1，工作原理與異步機相似。 三相異步電動機的調(diào)速名稱 電磁轉(zhuǎn)差離合器名稱的由來：由于從動軸和負載相連，要向負載輸出機械功率，由前面分析可知，只有n

45、0時，也就是說兩軸間有轉(zhuǎn)速差存在時，才有轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，才能把主動軸的功率傳送給從動軸，故有轉(zhuǎn)差二字。又因直流勵磁電流為零時，沒有磁場，磁極不會轉(zhuǎn)動，相當于把生產(chǎn)機械和電樞分開，一旦加上勵磁電流，磁極立即轉(zhuǎn)動，相當于把生產(chǎn)機械和電樞“合上”，作用和機械離合器一樣。因此叫轉(zhuǎn)差離合器。因異步機和生產(chǎn)機械之間不是通過機械直接連接，而是通過電磁作用互相聯(lián)系起來，所以全名叫 “電磁轉(zhuǎn)差離合器”，簡稱離合器。三相異步電動機的調(diào)速名稱 因為它的作用原理與異步機的相似，而且經(jīng)常與異步機本來配套成一體。小容量的裝置中二者就裝在一個機殼內(nèi)，同時轉(zhuǎn)差也叫滑差，所以又常把電磁轉(zhuǎn)差離合器和拖動它的異步電動機一起稱為滑差電機，

46、這種調(diào)速方法叫滑差電機調(diào)速。三相異步電動機的調(diào)速機械特性 滑差電機調(diào)速系統(tǒng)的機械特性，就是電磁轉(zhuǎn)差離合器本身的機械特性。即從動軸上的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速 之間的關系。即n2=f(T)，由于它的工作原理與異步電動機相似，所以機械特性也和異步機相似。離合器的電樞相當于異步機的轉(zhuǎn)子，用鑄鋼制成，由于它的電阻較大，所以機械特性和異步機轉(zhuǎn)子具有較大電阻時的機械特性相似，特性比較軟。三相異步電動機的調(diào)速特性三相異步電動機的調(diào)速分析 當n2=0時，切割磁場的轉(zhuǎn)速最高，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩M最大，磁極轉(zhuǎn)動后，n2n直到n2=n1n=0T=0。它的理想空載轉(zhuǎn)速就是異步電動機的轉(zhuǎn)速n1。 改變勵磁電流的大小，就改變了磁場的強弱。這實

47、質(zhì)上和異步電動機改變定子電壓的作用相同。所以改變勵磁電流大小，得到的機械特性相當于異步電動機改變定子電壓的人為特性。用可控硅供電電源給直流勵磁，通過連續(xù)改變可控硅控制角，可以得到很多條人為特性。三相異步電動機的調(diào)速分析 如果勵磁電流太小，磁場太弱，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩太小，從動軸轉(zhuǎn)動不起來，就會失控。所以有失控區(qū)。 另外，在一定的磁場下，負載過大，從動軸轉(zhuǎn)速太低，也會形成從動部分跟不上主動部分，所以運行速度不能太低。三相異步電動機的調(diào)速帶反饋調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機的調(diào)速應用滑差電機調(diào)速既不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速也不是恒功率調(diào)速優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，能平滑調(diào)速。缺點：低速時損耗大，電樞易發(fā)熱變形。應用：紡織、印

48、染、造紙等工業(yè)部門的一般設備上。三相異步電動機的調(diào)速現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)組成三相異步電動機的調(diào)速異步電動機調(diào)速系統(tǒng)基本類型1.轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)2.轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機的調(diào)速1.轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 全部轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)換成熱能的形式而消耗掉。晶閘管調(diào)壓調(diào)速屬于這一類。在異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中，這類系統(tǒng)的效率最低，是以增加轉(zhuǎn)差功率為代價來換取轉(zhuǎn)速的降低。但是由于這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡單，所以對于要求不高的小容量場合還有一定的應用。三相異步電動機的調(diào)速2.轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)差功率一小部分消耗掉，大部分則通過變流裝置回饋給電網(wǎng)。轉(zhuǎn)速越低，回饋的功率越多。繞線式

49、異步電動機串級調(diào)速屬于這一類。顯然這類調(diào)速系統(tǒng)效率較高。三相異步電動機的調(diào)速3.轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅耗部分的消耗是不可避免的，但在這類系統(tǒng)中，無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率的消耗基本不變，因此效率很高。變頻調(diào)速屬于此類。目前在交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻調(diào)速應用最多、最廣泛，可以構(gòu)成高動態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速。變頻調(diào)速技術及其裝置仍是21世紀的主流技術與主流產(chǎn)品。三相異步電動機的調(diào)速現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)今后發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：1.以取代直流調(diào)速系統(tǒng)為目標的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的進一步研究與開發(fā)。2.新型拓撲結(jié)構(gòu)功率變換器的研究與開發(fā)。模式的改進和優(yōu)化。4.中壓變頻裝置（我國稱為高壓變頻

50、裝置）的研究與技術開發(fā)。三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的制動7.5 三相異步電動機的各種運行狀態(tài)三相異步電動機的電動狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n同方向，電機從電源吸收電功率，扣除自身損耗外， 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功率送至負載；三相異步電動機的制動狀態(tài)：T與n方向相反；制動狀態(tài)方式： 反接制動； 回饋制動； 能耗制動；三相異步電動機的制動分析電動狀態(tài)時,由電網(wǎng)向電機輸入的有功功率： 由電網(wǎng)向電機輸入的無功功率：其中I1a與U1同相位。三相異步電動機的制動分析發(fā)電狀態(tài)時：I1a與U1反向， 90； 三相異步電動機的制動三相異步電動機的制動 制動的目的 為了使拖動系統(tǒng)迅速減速或是停車，這時，制動是電動機從某一

51、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下降到零的過程； 限制位能性負載的下放速度，這時是指電動機處于某一穩(wěn)定的制動運行狀態(tài)，電動機的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相平衡，系統(tǒng)保持勻速運行；變頻調(diào)速過程中處于減速狀態(tài)。三相異步電動機的制動下放重物時的回饋制動 首先將定子兩相反接,定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點由A到B。經(jīng)過反接制動過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負載作用下反向加速并超過同步速，直到C點保持穩(wěn)定運行。電機機械特性曲線1，運行于A點。三相異步電動機的制動 變極或變頻調(diào)速過程中的回饋制動電機機械特性曲線1，運行于A點。電機工作點由A變到B，電磁轉(zhuǎn)矩為負， ，電機處于回饋制動狀態(tài)。當

52、電機采用變極（增加極數(shù)）或變頻（降低頻率）進行調(diào)速時，機械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)?。1.方法及制動原理方法：電機在拖動位能性負載時，當電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T與負載轉(zhuǎn)矩 TL同方向時，使轉(zhuǎn)速n ，即nn1，電動機工作在發(fā)電狀態(tài)，向電網(wǎng)返回能量。特點：電機向電網(wǎng)輸送有功功率，由電網(wǎng)向電機輸入無功功率。7.5.1 回饋制動 (再生發(fā)電制動)三相異步電動機的制動2.能量關系 nn1，s0，Pj=m1I22r2 (1-s)/s0，說明輸入機械功率；Pem= m1I22r2 /s0，說明由轉(zhuǎn)子輸入機械功率傳到定子，再返回電源，這時電機為一臺異步發(fā)電機，又因這時T、n方向相反故為制動狀態(tài)，稱回饋制動或再生發(fā)

53、電制動。三相異步電動機的制動3.電流關系（1）轉(zhuǎn)子有功電流I2a：因s0， I2an1，從電網(wǎng)吸收無功建立磁場，向電網(wǎng)輸送有功，經(jīng)濟。應用： 電機拖動位能性負載(如繞線式異步機)下放重物。三相異步電動機的制動三相異步電動機的制動7.5.2 反接制動 反接制動 反接制動狀態(tài)是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)磁場方向相反，即轉(zhuǎn)速n和同步轉(zhuǎn)速n1反向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 反接制動分為轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動和定子兩相反接的反接制動。原理反接瞬間：n1-n1, n由于慣性來不及變化。這時s較大 sE2較大I2很大。為限制轉(zhuǎn)子電流，要串制動電阻(在轉(zhuǎn)子回路中R) 。 制動瞬間：反接制動瞬間因sA很小，nA n1，所以s 2。 轉(zhuǎn)子回路串入大電阻，若改變串入的電阻值可改變制動特性的斜率。三相異步電動機的制動 當電機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載時，在電動機轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩共同作用下，迫使電動機很快送減速到C點，n=0，制動結(jié)束。BC段為電源反接制動的制動特性，要想停車，需在n=0時拉閘，否則，若電機拖動反抗性負載，而且C點的電動機轉(zhuǎn)