第9章異步電機(jī)的電力拖動(dòng)

第九章異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)目錄9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)9.5三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)2/999.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)3/99固有機(jī)械特性當(dāng)U1L=U1N

、f1=fN，且繞線型轉(zhuǎn)子中不外串電阻或電抗時(shí)，機(jī)械特性。Te=f(s)轉(zhuǎn)矩特性

n=f(Te)機(jī)械特性

(U1、f1、R2、X2

常數(shù))

三相異步電動(dòng)機(jī)等效電路I1I2'Rm＋R1Xm+X1R1jX1

R2'jX2

'E1=

E2'1－ssR2'Im+U1－9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)4/99固有機(jī)械特性Te=f(s)轉(zhuǎn)矩特性

n=f(Te)機(jī)械特性

(U1、f1、R2、X2

常數(shù))OTes1n1TenOTLaba點(diǎn)：擾動(dòng)n↑→

Te>TL→n↑↑→b點(diǎn)b點(diǎn)：擾動(dòng)n↑→

Te<TL→n↓→b點(diǎn)9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)5/99固有機(jī)械特性穩(wěn)定運(yùn)行條件恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行區(qū)間機(jī)械特性曲線下降區(qū)間

n?

n1~nMn1TenOTLaba點(diǎn)：擾動(dòng)n↑→

Te>TL→n↑↑→b點(diǎn)b點(diǎn)：擾動(dòng)n↑→

Te<TL→n↓→b點(diǎn)nmMa點(diǎn)：擾動(dòng)TL↑→

Te<TL→n↓→Te↓→Te<<TL→n↓↓a點(diǎn)：擾動(dòng)TL↓→

Te>TL→n↑→Te↑→Te>>TL→n↑↑9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)6/99固有機(jī)械特性額定狀態(tài)各個(gè)物理量處于額定值。n=nN，s=sN;Te

=TN，P2=PN;…長期運(yùn)行能力的標(biāo)志。理想空載狀態(tài)n=n1，s=0;Te

=0，P2=0；長期運(yùn)行區(qū)間（n1~N）。n1TenOTNnNNN點(diǎn)n1點(diǎn)M9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)7/99固有機(jī)械特性臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)矩極值（最大值）。n=nm，s=sm，Te

=Tm，

短時(shí)運(yùn)行(過載能力)的標(biāo)志。起動(dòng)狀態(tài)n=0，s=1，Te

=Tst，…；起動(dòng)條件：Tst>TL,并且Ist<線路允許值。起動(dòng)能力。n1TenOTNnNNN點(diǎn)n1點(diǎn)MnmTMS1.6~2.25~72~2.2M點(diǎn)S點(diǎn)Tst9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)8/99固有機(jī)械特性實(shí)用公式（近似）適用范圍0<s<sm；異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，起動(dòng)過程與正常運(yùn)行有較大的差異。忽略T0，Te=TN，s=sN，Tm=kmTN，則，（1）已知某轉(zhuǎn)速下的電磁轉(zhuǎn)矩求轉(zhuǎn)速；（2）已知轉(zhuǎn)速求電磁轉(zhuǎn)矩。9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)9/99[例9-1]Y280M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=90kW，額定頻率fN=50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN=1480rpm，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)km=2.2。試求：(1)該電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1487rpm時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；(3)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=450N

m時(shí)的轉(zhuǎn)速。解：(1)額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)差率實(shí)用近似公式(2)n=1487rpm時(shí)轉(zhuǎn)差率電磁轉(zhuǎn)矩9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)10/99[例9-1]Y280M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=90kW，額定頻率fN=50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN=1480rpm，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)km=2.2。試求：(1)該電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1487rpm時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；(3)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=450N

m時(shí)的轉(zhuǎn)速。(3)由實(shí)用近似公式得關(guān)于s的一元二次方程s的根s<sm，

取“-”號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)速解畢轉(zhuǎn)子串聯(lián)對(duì)稱電阻（1）n1與R2無關(guān)，不變；（2）Tm與R2無關(guān)，不變；（3）sm

R2，R2↑

sm↑

nm↓；（4）R2↑

Tst↑（R2<X1σ+X2σ）。降低定子電壓（1）n1與U無關(guān)，不變；（2）sm與U無關(guān)，不變；（3）Tm(Tst)

U2，平方；（4）若Te=TL，U↓，n↓。9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)11/99人為機(jī)械特性--改變定子、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)的機(jī)械特性。UN0.81Tm0.81Tstn1TenOsm0.9UNTLn1TenOTmR2R2+Rs1R2+Rs1+Rs29.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)12/99人為機(jī)械特性--改變定子、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)的機(jī)械特性。定子串聯(lián)對(duì)稱電阻或電抗（1）n1與R1、X1無關(guān)，不變；（2）Rf

(Xf)↑

Tm、Tst↓；（3）Rf

(Xf)↑

sm↓

nm↑

；改變定子頻率改變定子繞組接線方式（極對(duì)數(shù)）n1TenORf>0Rf=0∧sm'Tm'smTm9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)13/99[例9-2]Y315S-6型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率PN=75kW，額定轉(zhuǎn)速nN=990r/min，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst＝1.6，過載能力km=2.0。求：(1)在額定電壓下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩；(2)當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的80％時(shí)，該電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。解：(1)額定轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

(2)80%，平方關(guān)系，Q？如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩，確定是否可以直接起動(dòng)。解畢9.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)14/99[例9-3]一臺(tái)繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路不串電阻時(shí)，n=1440r/min，若在轉(zhuǎn)子回路串入電阻使轉(zhuǎn)子電路每相電阻增加一倍，試問這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？解：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)子回路串電阻前后，穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩不變。即，不變。因此有，又，轉(zhuǎn)子串電阻后，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速，解畢Endof9.19.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)15/99直接起動(dòng)（1）小容量，PN<=7.5kW；（2）電源容量足夠大時(shí)。（3）滿足，SsN

電源總?cè)萘浚╧VA）PmN

電動(dòng)機(jī)功率（kW）起動(dòng)電流倍數(shù)2倍，電動(dòng)機(jī)功率要小于電源容量的1/5；起動(dòng)電流倍數(shù)3倍，電動(dòng)機(jī)功率要小于電源容量的1/9；…起動(dòng)電流倍數(shù)越大，要求電動(dòng)機(jī)功率占比電源總?cè)萘康谋壤叫　?.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)16/99減壓起動(dòng)（1）定子串電阻或電抗電路較為簡單；電阻損耗大；電抗投資大；…M3~3~R(L)Q1Q2FU運(yùn)行起動(dòng)9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)17/99減壓起動(dòng)（2）星-角減壓起動(dòng)正常運(yùn)行時(shí)為?聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)；減壓比例固定（1/√3）;電源電壓不變，改變定子接線。起動(dòng)時(shí)Y運(yùn)行時(shí)?UVWUNIsYUVWUNIs?定子線電壓比定子相電壓比定子相電流比起動(dòng)電流比電源電流比起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)18/99減壓起動(dòng)（2）星-角減壓起動(dòng)IsY＜Imax

；TsY>TL

；控制電路3~W2W1V1U1U2V2Q1運(yùn)行↑Q2↓起動(dòng)自耦變壓器選擇方法：9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)19/99減壓起動(dòng)（3）自耦變壓器減壓起動(dòng)電壓比例kA;電源電壓不變，串接自耦變壓器。定子線電壓比定子相電壓比定子相電流比起動(dòng)電流比電源電流比起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)20/99[例9-4]一臺(tái)Y280S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定容量PN=75kW，三角形聯(lián)接，額定電壓起動(dòng)電流倍數(shù)kI=7.0，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=1.9，電源容量1250kVA。如果帶額定負(fù)載起動(dòng)，問采用什么方法？解：電源電流最大值，（1）直接起動(dòng)，不能直接起動(dòng)。（2）Y-?起動(dòng)，電流滿足要求，轉(zhuǎn)矩不滿足，不能Y-?起動(dòng)。（3）自耦變壓器，解畢9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)21/99起動(dòng)性能改善（1）深槽

槽深h，槽寬b，深寬比h:b=10~20。凸型槽、刀型槽。起動(dòng)時(shí)f2較大，漏電抗大；X2σ大。電流主要取決于電抗。電流密度槽底小，槽口大；電流集中在導(dǎo)體表面；R2大

。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，起動(dòng)電流較小。運(yùn)行時(shí)f2較小，漏電抗較小；X2σs=sX2σ↓。電流主要取決于電阻。趨膚效應(yīng)減?。籖2↓

。轉(zhuǎn)矩、電流和負(fù)載對(duì)應(yīng)（轉(zhuǎn)子銅損等恢復(fù)正常情況）。漏電抗小↑漏電抗大增大↑電流密度9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)22/99起動(dòng)性能改善（2）雙籠

內(nèi)籠、外籠可獨(dú)立，可并聯(lián)。外籠電阻大、內(nèi)籠電阻小。外籠截面小、內(nèi)籠截面大。起動(dòng)時(shí)f2較大，漏電抗大；X2σ大。內(nèi)籠電抗大，外籠電抗小，I2集中在外籠，外籠R2大

，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。外籠

起動(dòng)籠。運(yùn)行時(shí)f2較小，漏電抗較小；X2σs=sX2σ↓。電流主要取決于電阻。I2集中在內(nèi)籠，R2小

，內(nèi)籠

工作籠。電阻大漏抗小電阻小漏抗大上籠（外籠）下籠（內(nèi)籠）9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)23/99起動(dòng)性能改善

深槽雙籠n1TenOn1TenO低轉(zhuǎn)子電阻深槽內(nèi)籠外籠合成曲線高轉(zhuǎn)子電阻9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)24/99轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)分級(jí)起動(dòng)3~M3~Q2Q2Q1Q1Rst1Rst23(R22)TLT2T12(R21)1(R2)abcdefn1TenO起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1=(0.8~0.9)Tm=(1.5~2.0)TL切換轉(zhuǎn)矩T2=(1.1~1.2)TL起切比β

=T1/T29.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)25/99轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)繞線型異步電動(dòng)機(jī)3~M3~Q2Q2Q1Q1Rst1Rst2轉(zhuǎn)子阻抗轉(zhuǎn)子電阻9.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)26/99轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器特點(diǎn)厚鋼板（渦流）；頻率高，損耗大、電阻大；頻率低，損耗小、電阻小。起動(dòng)時(shí)f2

高，電阻大，Tst'大，Ist'小。運(yùn)行時(shí)f2

小，電阻小，等效自動(dòng)切除外接電阻器功能。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，運(yùn)行可靠，堅(jiān)固耐用；無需控制，維護(hù)方便；近似恒轉(zhuǎn)矩特性，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)，適用于頻繁起動(dòng)的機(jī)械。頻敏變阻器Endof9.29.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)27/99轉(zhuǎn)速調(diào)速方法改變極對(duì)數(shù)p改變轉(zhuǎn)差率s改變電源頻率f1（1）變頻調(diào)速——

有級(jí)調(diào)速?！?/p>

無級(jí)調(diào)速?！?/p>

連續(xù)調(diào)速。U、f可變M3~3~整流電路逆變電路50Hz控制電路直流變頻器原理圖9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)28/99（1）變頻調(diào)速f1<fN為了維持Φm不變，需要壓頻比為常數(shù)。n1∝f1

f1

n1

；sm∝1/f1

f1

sm

；Tm∝(U1/f1)2

Tm不變；?nm=n1-nm=

smn1

?nm不變。f1>fN，U1=UN（不能過壓）

f1

Φm

；n1∝f1

且sm∝1/f1

?nm=n1-nm=

smn1

?nm不變；Tm∝(1/f1)2。n1TenOn1'f1fN∨n1TenOn1'f1fN∨9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)29/99（1）變頻調(diào)速原理轉(zhuǎn)速不能突變，

新的工作點(diǎn)（交點(diǎn)）

新的穩(wěn)定工作點(diǎn)；特點(diǎn)調(diào)速范圍D較大；平滑性好（無級(jí)調(diào)速）；穩(wěn)定性好；初投資大，運(yùn)行費(fèi)用小。f1<fN時(shí)，U1/f1不變

Φm不變，Te=CTΦmI2cosφ2基本不變，恒轉(zhuǎn)矩；f1>fN時(shí)，Φm∝1/f1，Te∝1/n，P2=T2n∝Ten基本不變，恒功率負(fù)載。n1TenOn1'f1fN∨n1TenOn1'f1fN∨TLTL9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)30/99[例9-6]一臺(tái)YVF280S-4型變頻三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=75kW，UN=380V，nN=1450rpm，fN=50Hz，km=2.4，如果帶恒轉(zhuǎn)矩額定負(fù)載，采用恒定壓頻比變頻調(diào)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速為550rpm時(shí)，試確定頻率和電壓。解：額定轉(zhuǎn)差率，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)速差不變，變頻后同步轉(zhuǎn)速，因此，頻率，電壓，解畢9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)31/99（2）變極調(diào)速原理改變磁極對(duì)數(shù)

新的同步轉(zhuǎn)速

新的轉(zhuǎn)速；特點(diǎn)調(diào)速范圍D較?。?-4）；有級(jí)調(diào)速；穩(wěn)定性好；經(jīng)濟(jì)性好。YYY(?)，n1

；Y(?)

YY，n1

。TLn1TenOYYY0.5n1n1TenO△YY0.5n1TL9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)32/99（2）變極調(diào)速方法改變磁極對(duì)數(shù)

新的同步轉(zhuǎn)速

新的轉(zhuǎn)速；U1U2U3U4××U1U2U3U4NNSU1U2U3U4××U1U2U3U4SNU1U2U3U4SN單繞組變極原理9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)33/99（2）變極調(diào)速9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)34/99（2）變極調(diào)速方法單繞組變極，通過改變一套繞組的連接方式而得到不同極對(duì)數(shù)；雙繞組變極，定子放置兩套不同極對(duì)數(shù)繞組，每次運(yùn)行使用其中一套，這兩套繞組又可以采用不同的連接，從而得到更多的極對(duì)數(shù)，二速、三速、甚至四速電機(jī)。特點(diǎn)調(diào)速范圍D較?。?-4）；平滑性差（有級(jí)調(diào)速）；穩(wěn)定性好；經(jīng)濟(jì)性好（單繞組變極），雙繞組變極經(jīng)濟(jì)性差；單繞組三速電機(jī)繞組接法已經(jīng)相當(dāng)復(fù)雜，變極調(diào)速一般不超過3速；變極調(diào)速一般適用于鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)（同時(shí)改變定子轉(zhuǎn)子繞組極數(shù)較為麻煩）；YYY(?)，n1

；Y(?)

YY，n1

；變速比為1:2的調(diào)速稱為倍極比調(diào)速；變速比不是1:2的稱為非倍極比調(diào)速；單繞組變極調(diào)速屬于倍極比調(diào)速方式；可獲得恒功率（YY-?）和恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速（YY-Y）。9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)35/99[例9-7]一臺(tái)YD132S-6/4型多速三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=3.0/4.0kW，nN=970/1440rpm，km=2.1/2.2，確定帶80%額定負(fù)載時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速。解（1）p=3，額定轉(zhuǎn)差率，臨界轉(zhuǎn)差率，忽略空載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，（2）p=2，解畢9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)36/99（3）變壓調(diào)速方法改變定子電壓，改變機(jī)械特性曲線，人為機(jī)械特性。特點(diǎn)調(diào)速范圍D小，與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)；平滑性較好（U1連續(xù)）；穩(wěn)定性差；經(jīng)濟(jì)性差，需要可調(diào)電源，功率因數(shù)和效率低；適合風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，既非恒功率，也非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。n1TenOsMUNTLTLTLU1n1TenOsMUNU19.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)37/99[例9-7]一臺(tái)YD280S-/4型異步電動(dòng)機(jī)，PN=75kW，UN=380V，nN=1480rpm，km=2.2，帶額定負(fù)載運(yùn)行，若采用調(diào)壓調(diào)速，電壓調(diào)整到80%UN時(shí)，確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。解（1）額定轉(zhuǎn)差率，臨界轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比例，轉(zhuǎn)速，Q？是否可以通過調(diào)壓調(diào)速，將電機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?000rpm？解畢9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)38/99（4）轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速方法繞線式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子電阻串電阻，人為機(jī)械特性。特點(diǎn)調(diào)速范圍D較大，平滑性較好（和Rr有關(guān)）；穩(wěn)定性差；經(jīng)濟(jì)性較差，初投資較低，運(yùn)行效率低；適用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。n1TenOTmR2R2+RrTLUNn1nOTeR2<X2n0nOT9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)39/99（5）串級(jí)調(diào)速方法繞線式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)一個(gè)附加電源。原理在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)一個(gè)與e2s

頻率相等、相位相同或相反的附加電動(dòng)勢(shì)ead

，代替Rr

上的電壓降，從而使這部分能量不致?lián)p耗掉。同相時(shí)，I2s↑

Te↑

n↑

sE2↓

I2s↓

Te↓

Te=TL反相時(shí)，I2s↓

Te↓

n↓

sE2↑

I2s↑

Te↑

Te=TL9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)40/99（5）串級(jí)調(diào)速特點(diǎn)調(diào)速方向:雙向；調(diào)速范圍：D較大；調(diào)速的平滑性：平滑性好（無級(jí)調(diào)速）；調(diào)速的穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好；調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：初期投資大；運(yùn)行效率較高，運(yùn)行費(fèi)用不大；調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。調(diào)速前后U1、

f1不變，Φm不變，Te=

CTΦm

I2Ncos

2基本不變。n1TenOE2sE2s+EadE2s－Ead9.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)41/99[例9-8]一臺(tái)YD280S-4型異步電動(dòng)機(jī)，PN=75kW，UN=380V，nN=1480rpm，IN=140A，E2N=345V，I2N=128A，km=3.0，求（1）轉(zhuǎn)子回路串入0.1Ω電阻，電機(jī)的轉(zhuǎn)速；（2）要求把轉(zhuǎn)速降低至1000rpm，確定串入的電阻值。解（1）額定轉(zhuǎn)差率，每相電阻，轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子回路總電阻成成比例變化，轉(zhuǎn)速，（2）轉(zhuǎn)差率解畢Endof9.39.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)42/99能耗制動(dòng)制動(dòng)原理運(yùn)行-制動(dòng)前，Q1閉合，Q2斷開；M電動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，Q1斷開，Q2閉合；M制動(dòng)。定子，Udc

I1

Φ|轉(zhuǎn)子，n

E2

I2||Te（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩）。M3~3~Q1n+U－Q2

RbI1×ΦFFTe9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)43/99能耗制動(dòng)機(jī)械特性①因Te

與n

方向相反，

n~Te

曲線在第Ⅱ、

Ⅳ象限。②因n=0時(shí)，Te=0，

n~Te曲線過原點(diǎn)。③制動(dòng)電流增大時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增大；產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速不變。OnTeI1"I1'＜9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)44/99能耗制動(dòng)制動(dòng)過程制動(dòng)前，特性1；制動(dòng)時(shí)，特性2。ab（Te＜0，制動(dòng)開始）O（n=0，Te=0），制動(dòng)過程結(jié)束。效果Rb↓

I1↑Φ↑Te↑制動(dòng)快↑功率P1=0，P2=TeΩ<0，動(dòng)能P2

轉(zhuǎn)子電路的電能PCu2消耗掉。TLOnTe12abMnTeTLMnTeTLM3~n+U－RbI1ΦTe9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)45/99能耗制動(dòng)制動(dòng)運(yùn)行-下放重物ab（Te＜0，制動(dòng)開始）O（n=0，Te=0），c，（Te=TL，n<0）制動(dòng)效果由制動(dòng)回路電阻決定。制動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)；需要直流電源。TLOnTe12abc制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)46/99反接制動(dòng)定子兩相反相-旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)反向

切換的時(shí)刻s

接近2；反向電磁轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩）；加上負(fù)載轉(zhuǎn)矩制動(dòng)效果；迅速停車。特點(diǎn)無需直流電源；控制電路簡單；制動(dòng)電阻Rb？。3~M3~3~M3~Rb制動(dòng)前的電路制動(dòng)時(shí)的電路9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)47/99反接制動(dòng)正向電動(dòng)狀態(tài)Te制動(dòng)狀態(tài)MnTeTLMnTeTLMnTeTL相序改變，n1變向。s>1反向電動(dòng)狀態(tài)TLOn1n1bac－TLd固有特性M9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)48/99反接制動(dòng)正向電動(dòng)狀態(tài)Te制動(dòng)狀態(tài)MnTeTLMnTeTLMnTeTL相序改變，n1變向。s>1TLOn1n12－n1bac－TLd固有特性反向電動(dòng)狀態(tài)9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)49/99反接制動(dòng)制動(dòng)前-正向電動(dòng)狀態(tài)；制動(dòng)時(shí)-定子相序改變，n1

變向。同時(shí)：E2s、I2

反向，T反向；ab，Te<0（制動(dòng)開始）；c（n=0，Te=0），制動(dòng)結(jié)束。如果未切斷電源，M會(huì)反向起動(dòng)。d，穩(wěn)定運(yùn)行。TLOnT1n12－n1bac－TLd9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)50/99反接制動(dòng)制動(dòng)效果，取決于Rb大小。功率TLOnT1n12－n1bac－TLd三相電能電磁功率Pe轉(zhuǎn)子機(jī)械功率Pm定子轉(zhuǎn)子電阻消耗掉9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)51/99反接制動(dòng)倒拉反接-下放重物制動(dòng)前-正向電動(dòng)狀態(tài)；制動(dòng)時(shí)-轉(zhuǎn)子電路串接對(duì)稱電阻，Rb。ab，0<Te<TL（制動(dòng)開始）；c（n=0，Te<TL），反向起動(dòng)；d（n<0，Te=TL）制動(dòng)結(jié)束。改變Rb

特性2斜率變化，可以改變nd；反向穩(wěn)定運(yùn)行，需要Tc<TL，才能放下重物。OnT1n12bcTLad3e9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)52/99反接制動(dòng)倒拉反接-下放重物功率電功率與機(jī)械功率均消耗在轉(zhuǎn)子電路里。OnT1n12bcTLad9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)53/99[例9-10]一臺(tái)YR280M-8型異步電動(dòng)機(jī)，PN=45kW，nN=735rpm，I2N=76A，E2N=359V，km=2.4，帶額定負(fù)載運(yùn)行，采用反接制動(dòng)停車，要求制動(dòng)開始時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為2TN，求轉(zhuǎn)子每相需要串入的制動(dòng)電阻大小。解，

（sm

s

s'm

Rb）額定轉(zhuǎn)差率，臨界轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子電阻，額定轉(zhuǎn)矩，臨界轉(zhuǎn)矩，倒拉反接，9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)54/99[例9-10]一臺(tái)YR280M-8型異步電動(dòng)機(jī)，PN=45kW，nN=735rpm，I2N=76A，E2N=359V，km=2.4，帶額定負(fù)載運(yùn)行，采用反接制動(dòng)停車，要求制動(dòng)開始時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為2TN，求轉(zhuǎn)子每相需要串入的制動(dòng)電阻大小。轉(zhuǎn)差率，兩個(gè)結(jié)果都滿足條件解畢9.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第九章異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)55/99回饋制動(dòng)-再生發(fā)電制動(dòng)，n>n1，s<0。下放重物制動(dòng)前-正向電動(dòng)狀態(tài)；制動(dòng)時(shí)-定子相序改變，n1

變向。同時(shí)：E2s、I2

反向，Te反向；Te<0（制動(dòng)開始）；（n=0，Te<0），反向起動(dòng)；-n<-n1，反向發(fā)電運(yùn)