異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)異常運(yùn)行十一章單相異步機(jī)

一、能耗制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為n,如果突然切斷電動(dòng)機(jī)的三相交流電源，同時(shí)把直流電通入它的定于繞組，電源切換后的瞬間，三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成了一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動(dòng)勢(shì)?？臻g固定不轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電流；進(jìn)而轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩T。T的方向與n反方向，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，T為制動(dòng)性的阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速n＝0時(shí)，磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，T＝0，減速過(guò)程才完全終止。上述制動(dòng)停車過(guò)程中，系統(tǒng)原來(lái)貯存的動(dòng)能消耗了，這部分能量主要被電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中。因此，上述過(guò)程亦稱之為能耗制動(dòng)過(guò)程。特點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確、能耗小、需要專用的整流電源第1頁(yè)/共15頁(yè)第一頁(yè)，共16頁(yè)。二、反接制動(dòng)：利用異步電動(dòng)機(jī)在施加負(fù)序電流后將產(chǎn)生反向電磁轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，利用與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩起到快速制動(dòng)的目的。由于反向電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)值很大，制動(dòng)所需時(shí)間很短。但是，必須在降速到n＝0時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源并停車，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向起動(dòng)，三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)停車比能耗制動(dòng)停車速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，經(jīng)常采用反接制動(dòng)停車接著反向起動(dòng)，就是為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率。第2頁(yè)/共15頁(yè)第二頁(yè)，共16頁(yè)。三、反饋制動(dòng)：（再生回饋制動(dòng)）1、正向回饋制動(dòng)運(yùn)行：整個(gè)回饋制動(dòng)過(guò)程中，始終有n＞。正向回饋制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n＞，轉(zhuǎn)差率實(shí)際是系統(tǒng)減少了動(dòng)能而向電動(dòng)機(jī)送入機(jī)械功率并轉(zhuǎn)換為電功率回饋給電源了，這時(shí)的三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)發(fā)電機(jī)。2、反向回饋制動(dòng)運(yùn)行：當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電源為負(fù)相序（A、C、B）時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第IV象限，電磁轉(zhuǎn)矩T＞0，轉(zhuǎn)速n＜0,稱為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。起重機(jī)下放重物時(shí)，經(jīng)常采用反向回饋制動(dòng)運(yùn)行方式。若負(fù)載大小不變，轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值加大，串入電阻值越大，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值越高。第3頁(yè)/共15頁(yè)第三頁(yè)，共16頁(yè)。第十一章單相異步電動(dòng)機(jī)

單相繞組的異步電動(dòng)機(jī)存在的問(wèn)題：現(xiàn)象：在生活中遇到使用電風(fēng)扇時(shí)，接通電源，電風(fēng)扇缺不動(dòng)，用物體撥動(dòng)風(fēng)扇葉片后，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。說(shuō)明：此時(shí)的電風(fēng)扇沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一旦起動(dòng)后電風(fēng)扇可以連續(xù)運(yùn)行。單相繞組——通入單相交流電流——脈振磁場(chǎng)分析一：脈振磁場(chǎng)在空間的位置不變——轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與定子磁場(chǎng)間處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)——轉(zhuǎn)子內(nèi)無(wú)感應(yīng)電勢(shì)及電流——轉(zhuǎn)子上無(wú)法產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩——電機(jī)無(wú)法起動(dòng)第4頁(yè)/共15頁(yè)第四頁(yè)，共16頁(yè)。分析二：脈振磁場(chǎng)分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（大小及旋轉(zhuǎn)速度相等、旋轉(zhuǎn)方向相反）——轉(zhuǎn)子導(dǎo)體分別切割正向和反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——產(chǎn)生正向及反向的感應(yīng)電勢(shì)和電流——在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生正向及反向的電磁轉(zhuǎn)矩（大小相等、反向相反）——轉(zhuǎn)子上的合成電磁轉(zhuǎn)矩等于零——電機(jī)無(wú)法起動(dòng)但：如果有外力作用推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)——轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子磁場(chǎng)——轉(zhuǎn)子上形成感應(yīng)電勢(shì)及電流——轉(zhuǎn)子可獲得電磁轉(zhuǎn)矩（方向與外力拖動(dòng)的方向一致）即單相繞組的異步電動(dòng)機(jī)存在的問(wèn)題是：電動(dòng)機(jī)無(wú)法獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但電機(jī)一旦起動(dòng)后可以正常運(yùn)行。從以上過(guò)程來(lái)看，要解決單相繞組的異步電動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的關(guān)鍵問(wèn)題是如何在電機(jī)中建立起——旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第5頁(yè)/共15頁(yè)第五頁(yè)，共16頁(yè)。建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的條件：

多相交流繞組、多相交流電流

二、單相繞組的異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法：1、分相起動(dòng)：利用多相繞組通入多相交流電流后將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)，在電機(jī)中設(shè)置兩個(gè)繞組——兩繞組在空間相差一定電角度（理想狀態(tài)是互差90度）、給兩個(gè)繞組里面輸入不同相位的交流電流（在其中一個(gè)繞組的回路中串聯(lián)電容——電容分相；利用兩個(gè)繞組的線徑、材料及繞組結(jié)構(gòu)的差異達(dá)到電流分相的目的——電阻分相）第6頁(yè)/共15頁(yè)第六頁(yè)，共16頁(yè)。1）電容起動(dòng)：利用電容分相的作用，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將電容器及起動(dòng)繞組所形成的串聯(lián)回路與工作繞組一同接通電源，從而產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；起動(dòng)結(jié)束后將該回路切除（見P251頁(yè)圖13—18圖中S為離心開關(guān)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的75%~80%時(shí)離心開關(guān)將起動(dòng)繞組回路切除）特點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)由于存在脈振磁場(chǎng)，使得電動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在該磁場(chǎng)的作用下——電動(dòng)機(jī)的損耗較大、電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩比較小、過(guò)載能力小2）電容運(yùn)轉(zhuǎn)：起動(dòng)繞組長(zhǎng)期通電的運(yùn)行方式特點(diǎn)：比電容起動(dòng)型的電動(dòng)機(jī)工作效率高、起動(dòng)特性、過(guò)載能力好3）電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)型：由于起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)需要的電容量較大，而工作時(shí)需要的電容量較小，故可設(shè)置兩個(gè)電容——如圖P252頁(yè)圖13—19，起動(dòng)時(shí)兩個(gè)電容并聯(lián)使用，起動(dòng)后切除一個(gè)電容，以保證電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)獲得較高的功率因數(shù)和過(guò)載能力。第7頁(yè)/共15頁(yè)第七頁(yè)，共16頁(yè)。在電容量的選擇上應(yīng)盡量做到令電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為圓形，從而產(chǎn)生均勻的電磁轉(zhuǎn)矩。（即令兩個(gè)繞組在空間上互差90度，繞組內(nèi)部的電流也互差90度）電阻分相：由于電阻分相的效果不理想，所以此起動(dòng)方法的起動(dòng)力矩不大。罩極起動(dòng)：定子鐵芯的約1/3處套一個(gè)短路環(huán)當(dāng)給定子繞組中輸入交流電流后將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)——磁力線經(jīng)鐵芯閉合時(shí)在短路環(huán)中將引起感應(yīng)電流——使得此處鐵芯中的磁通變化比周圍鐵芯中的磁通變化滯后一個(gè)時(shí)間。第8頁(yè)/共15頁(yè)第八頁(yè)，共16頁(yè)。三、單相異步電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的方法：改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向：1、電容分相的電機(jī)：對(duì)調(diào)起動(dòng)繞組的兩根端線2、罩極式電動(dòng)機(jī)：拆下鐵芯后反方向安裝；或?qū)⑥D(zhuǎn)子反向安裝。思考：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)出現(xiàn)接通開關(guān)后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，但用力將電動(dòng)機(jī)撥動(dòng)后電動(dòng)機(jī)將開始起動(dòng)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象時(shí)，檢查處理方法第9頁(yè)/共15頁(yè)第九頁(yè)，共16頁(yè)。第十二章異步電動(dòng)機(jī)的異常運(yùn)行一、電源異常：1、非額定電壓下運(yùn)行：（1）高于額定電壓：由于主磁通增大將引起：勵(lì)磁電流增大、鐵損增大、功率因數(shù)下降、溫升增高、效率降低等現(xiàn)象。（2）低于額定電壓：由于主磁通減少將引起：（負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)）轉(zhuǎn)子及定子電流大、銅損增大、繞組發(fā)熱、效率降低，嚴(yán)重時(shí)引起停轉(zhuǎn)。但如是空載或輕載運(yùn)行時(shí)，電壓下降幅度不大時(shí)反而有益：勵(lì)磁電流減小、銅損鐵損減小、效率提高解決：穩(wěn)壓源第10頁(yè)/共15頁(yè)第十頁(yè)，共16頁(yè)。2、非額定頻率下運(yùn)行：（1）低于額定頻率：由于此時(shí)主磁通增大將引起：…….同時(shí)頻率下降將引起轉(zhuǎn)速下降——電機(jī)的散熱能力降低，加速絕緣的老化速度。（2）高于額定頻率：由于主磁通減少將引起：勵(lì)磁電流減小、銅損鐵損減小、效率提高解決：正確選用與電源頻率一致的電動(dòng)機(jī)。第11頁(yè)/共15頁(yè)第十一頁(yè)，共16頁(yè)。3、電源缺相：由于各種原因造成缺相時(shí)，分兩種情況：（1）單相運(yùn)行：（2）兩相運(yùn)行:P155圖12—1缺少一相電源，由于有電源相的電動(dòng)機(jī)繞組上得到的電壓只有正常線電壓的一半，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩平方倍下降，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)困難，極易將電動(dòng)機(jī)燒壞。解決：電動(dòng)機(jī)采用相差保護(hù)。第12頁(yè)/共15頁(yè)第十二頁(yè)，共16頁(yè)。二、電動(dòng)機(jī)異常：1、電氣異常：定子繞組：短路：定子過(guò)熱，聲音異常；斷路：造成斷相，分析與電源缺相類似定子鐵芯：松動(dòng)、局部損傷?，F(xiàn)象：電磁聲變大，鐵芯局部過(guò)熱轉(zhuǎn)子斷條：現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)振動(dòng)加大，有不均勻的嗡嗡聲，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)以上問(wèn)題的解決：利用——聽、聞、問(wèn)、摸、測(cè)等手段進(jìn)行電機(jī)檢修2、機(jī)械異常：有摩擦聲：安裝不當(dāng)或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部元件松動(dòng)或落入異物解決：拆開電動(dòng)機(jī)檢查，重新安裝轉(zhuǎn)速低、旋轉(zhuǎn)困難：軸承需要清洗，更換新的潤(rùn)滑油如果存在卡澀聲音，應(yīng)檢查軸承狀況，必要時(shí)更換軸承第13頁(yè)/共15頁(yè)第十三頁(yè)，共16頁(yè)。作業(yè)單相機(jī)：P152—2異常運(yùn)行：P155—2第14頁(yè)/共15頁(yè)第十四頁(yè)，共16頁(yè)。感謝您的觀看。第15頁(yè)/共15頁(yè)第十五頁(yè)，共16頁(yè)。內(nèi)容總