交流異步電機(jī)的控制技術(shù)-起動課件講解

學(xué)習(xí)情境八交流異步電機(jī)及其控制技術(shù)特斯拉電動汽車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，需要你去對電機(jī)進(jìn)行檢查。請你總結(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)劃對電動汽車的交流異步電機(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足哪兩個基本條件？3.交流異步電機(jī)有哪些起動的方式？1.交流異步電機(jī)的起動將三相異步電機(jī)接入電源，電機(jī)由靜止不動到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行所經(jīng)歷的過程稱為起動。在剛接入電源的一瞬間，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=0，此時旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間相對運(yùn)動速度最大。如果電機(jī)不是頻繁起動就不會有熱量的積累，對電機(jī)本身沒有多大的影響。但是，過大的起動電流對供電線路會有一定的影響。因?yàn)檫^大的起動電流會在線路上產(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)另外在剛起動時，雖然起動電流大，但由于s=1，轉(zhuǎn)子感抗大，這使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)較小，因而起動轉(zhuǎn)矩并不大，不能帶動較大的負(fù)載起動?？梢姼袘?yīng)電機(jī)起動時存在起動電流大、起動轉(zhuǎn)矩小的問題。因此，常采用不同的起動方法來改善起動性能。資訊三交流異步電機(jī)的控制技術(shù)012）降壓起動對于不允許直接起動的電機(jī)，可以采用降壓起動的方法，以減小起動電流。降壓起動就是在起動時，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，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)的起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比，在降低起動電壓限制起動電流的同時，也大大降低了起動轉(zhuǎn)矩。因此降壓起動的方法只適用于電機(jī)的輕載或空載起動。降壓起動有以下幾種常用的方法。1）直接起動通過開關(guān)或接觸器將電機(jī)直接接入電源的起動方法稱為直接起動。在以下幾種情況下，一般可以采用直接起動的方法：若電機(jī)的電源是在具有獨(dú)立變壓器供電的情況下，對于不經(jīng)常起動的異步電機(jī)，其功率不超過電源容量的30%，對于頻繁起動的異步電機(jī)，其功率不超過電源容量的20%；如果沒有獨(dú)立變壓器供電，異步電機(jī)直接起動時所產(chǎn)生的電壓降不應(yīng)超過額定電壓的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。這種方法是在起動時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，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。這樣在起動時，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)的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。定子繞組接成星形時的起動電流(見圖8-6)為IIY=IPY=UPY/｜Z｜=U1/（

√3

｜Z｜）（8-3）定子繞組接成三角形時的起動電流為II△=√3UP△/｜Z｜=√3U1/｜Z｜（8-4）則IIY/II△=（U1/｜Z｜）/（/√3√3U1/｜Z｜）=1/3（8-5）即降壓起動時的電流為直接起動時的13。圖8-6星形-三角形降壓起動電流的計(jì)算教學(xué)視頻星形-三角形起動教學(xué)視頻三相異步電動機(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)這種起動方法的線路如圖8-7所示。在起動時先將開關(guān)Q2向下合，實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的星形接法起動。待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時再將開關(guān)Q1向上合，將電機(jī)換接成三角形。目前常采用繼電器-接觸器控制線路來實(shí)現(xiàn)星形-三角形接法的自動轉(zhuǎn)換。圖8-7星形-三角形降壓起動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。若三相異步電機(jī)不能采用星形-三角形降壓起動，可采用自耦變壓器降壓起動，起動線路如圖8-8所示。起動時先將開關(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，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時，再將開關(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的線路教學(xué)視頻自耦變壓器降壓起動控制電路采用這種降壓起動的方法，使定子繞組的電壓為原來的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起動電流的1/k2，起動轉(zhuǎn)矩也為直接起動時的1/k2。這種起動方法的優(yōu)點(diǎn)是起動電壓可以根據(jù)需要來選擇，使用起來方便靈活，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)子串接起動電阻，不但減小了起動電流，而且增大了轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)，因此提高了電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動。這種起動方法是在轉(zhuǎn)子繞組中接入起動電阻，因此只適用于繞線式異步電機(jī)。其起動線路如圖8-9所示。起動時，