交流異步電機(jī)的控制技術(shù)-起動(dòng)課件講解

學(xué)習(xí)情境八交流異步電機(jī)及其控制技術(shù)特斯拉電動(dòng)汽車(chē)使用的是一款交流異步電機(jī)，最近該電機(jī)出現(xiàn)了故障，需要你去對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查。請(qǐng)你總結(jié)一下交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其控制技術(shù)。學(xué)習(xí)情景描述學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解交流異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；2.掌握交流異步電機(jī)的工作原理；（重點(diǎn)、難點(diǎn)）3.了解交流異步電機(jī)的控制技術(shù)；4.掌握交流異步電機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用。工作任務(wù)1.在教師的指導(dǎo)下，制訂交流異步電機(jī)的檢查計(jì)劃；2.根據(jù)檢查計(jì)劃對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的交流異步電機(jī)進(jìn)行檢查。目標(biāo)和任務(wù)一、課前任務(wù)單根據(jù)查找的資料，完成下列課前任務(wù)單（見(jiàn)表8-1）。表8-1交流異步電機(jī)及其控制技術(shù)課前任務(wù)單學(xué)習(xí)內(nèi)容1.正常運(yùn)行時(shí)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)差率一般為（）。2.交流異步電機(jī)能夠正常工作必須滿(mǎn)足哪兩個(gè)基本條件？3.交流異步電機(jī)有哪些起動(dòng)的方式？1.交流異步電機(jī)的起動(dòng)將三相異步電機(jī)接入電源，電機(jī)由靜止不動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行所經(jīng)歷的過(guò)程稱(chēng)為起動(dòng)。在剛接入電源的一瞬間，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=0，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度最大。如果電機(jī)不是頻繁起動(dòng)就不會(huì)有熱量的積累，對(duì)電機(jī)本身沒(méi)有多大的影響。但是，過(guò)大的起動(dòng)電流對(duì)供電線路會(huì)有一定的影響。因?yàn)檫^(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)在線路上產(chǎn)生較大的電壓降，降低了電網(wǎng)供電的電壓，使同一供電系統(tǒng)上的其他電器設(shè)備不能正常工作。資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)另外在剛起動(dòng)時(shí)，雖然起動(dòng)電流大，但由于s=1，轉(zhuǎn)子感抗大，這使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)較小，因而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大，不能帶動(dòng)較大的負(fù)載起動(dòng)?？梢?jiàn)感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)存在起動(dòng)電流大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小的問(wèn)題。因此，常采用不同的起動(dòng)方法來(lái)改善起動(dòng)性能。資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)012）降壓起動(dòng)對(duì)于不允許直接起動(dòng)的電機(jī)，可以采用降壓起動(dòng)的方法，以減小起動(dòng)電流。降壓起動(dòng)就是在起動(dòng)時(shí)，降低加在定子繞組上的電壓，待電機(jī)的轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，再將定子繞組的電壓恢復(fù)到額定值，使電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。由于三相異步電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比，在降低起動(dòng)電壓限制起動(dòng)電流的同時(shí)，也大大降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此降壓起動(dòng)的方法只適用于電機(jī)的輕載或空載起動(dòng)。降壓起動(dòng)有以下幾種常用的方法。1）直接起動(dòng)通過(guò)開(kāi)關(guān)或接觸器將電機(jī)直接接入電源的起動(dòng)方法稱(chēng)為直接起動(dòng)。在以下幾種情況下，一般可以采用直接起動(dòng)的方法：若電機(jī)的電源是在具有獨(dú)立變壓器供電的情況下，對(duì)于不經(jīng)常起動(dòng)的異步電機(jī)，其功率不超過(guò)電源容量的30%，對(duì)于頻繁起動(dòng)的異步電機(jī)，其功率不超過(guò)電源容量的20%；如果沒(méi)有獨(dú)立變壓器供電，異步電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電壓降不應(yīng)超過(guò)額定電壓的5%。02資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)（1）星形-三角形(Y-△)降壓起動(dòng)。這種方法是在起動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成星形（Y），當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)，再將定子繞組接成三角形(△)，使電機(jī)運(yùn)行在三角形的連接方式下。這樣在起動(dòng)時(shí)，就能將定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的13。下面分析電機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定子繞組接成星形時(shí)的起動(dòng)電流(見(jiàn)圖8-6)為IIY=IPY=UPY/｜Z｜=U1/（

√3

｜Z｜）（8-3）定子繞組接成三角形時(shí)的起動(dòng)電流為II△=√3UP△/｜Z｜=√3U1/｜Z｜（8-4）則IIY/II△=（U1/｜Z｜）/（/√3√3U1/｜Z｜）=1/3（8-5）即降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的13。圖8-6星形-三角形降壓起動(dòng)電流的計(jì)算教學(xué)視頻星形-三角形起動(dòng)教學(xué)視頻三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)這種起動(dòng)方法的線路如圖8-7所示。在起動(dòng)時(shí)先將開(kāi)關(guān)Q2向下合，實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的星形接法起動(dòng)。待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)再將開(kāi)關(guān)Q1向上合，將電機(jī)換接成三角形。目前常采用繼電器-接觸器控制線路來(lái)實(shí)現(xiàn)星形-三角形接法的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。圖8-7星形-三角形降壓起動(dòng)的線路資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)（2）自耦變壓器降壓起動(dòng)。若三相異步電機(jī)不能采用星形-三角形降壓起動(dòng)，可采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，起動(dòng)線路如圖8-8所示。起動(dòng)時(shí)先將開(kāi)關(guān)Q1向下合，使電機(jī)定子繞組與自耦變壓器低壓邊相接，進(jìn)行降壓起動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，再將開(kāi)關(guān)Q1向上合，使電機(jī)定子繞組直接與電源相接，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。圖8-8自耦變壓器降壓起動(dòng)的線路教學(xué)視頻自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路采用這種降壓起動(dòng)的方法，使定子繞組的電壓為原來(lái)的1/k（k是自耦變壓器的變壓比），供電線路的電流減小為原來(lái)起動(dòng)電流的1/k2，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也為直接起動(dòng)時(shí)的1/k2。這種起動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電壓可以根據(jù)需要來(lái)選擇，使用起來(lái)方便靈活，但需要自耦變壓器，從而增加了成本。資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)子串接起動(dòng)電阻，不但減小了起動(dòng)電流，而且增大了轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)，因此提高了電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動(dòng)。這種起動(dòng)方法是在轉(zhuǎn)子繞組中接入起動(dòng)電阻，因此只適用于繞線式異步電機(jī)。其起動(dòng)線路如圖8-9所示。起動(dòng)時(shí)，