三相异步电动机的机械特.ppt
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1、第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.1 三相异步电动机的机械特性 5.2 三相异步电动机的起动 5.3 三相异步电动机的制动 5.4三相异步电动机的调速 思考题与习题 本章首先讨论三相异步电动机的机械特性,然后以机械 特性为理论基础,分析研究三相异步电动机的起动、制动和 调速等问题。 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.1三相异步电动机的机械特性 一、物理表达式 5.1.1 三相异步电动机机械特性的三种表达式 二、参数表达式 三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之 间的关系,由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系,所以 异步电动机的机械特性通常用 表示。 表明:三相异步电动
2、机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的 有功分量 相互作用产生的。 说明:电磁转矩与电源参数(1、f1)、结构参数(R、X、m、 p)和运行参数(s)有关。 第5章 三相异步电动机的电力拖动 三相异步电动机的机械特性 曲线 第5章 三相异步电动机的电力拖动 在特性曲线上有两个最大转矩,最大转矩对应的转差率称为临界 转差率,可令 求得: 最大转矩与额定转矩之比称为过载能力: 2、 越大, 越大; 与 无关。 1、 与 成正比; 与 无关。 3、 和 都近似与漏抗成反比 第5章 三相异步电动机的电力拖动 在特性曲线上还有一个起动转矩,即 时的转矩: 结论:当其它参数一定时 1、起动转矩与电源电压平方
3、成正比; 2、频率越高,起动转矩越小;漏抗越大,起动转矩越小; 3、绕线式电动机,转子回路电阻越大,起动转矩先增后减。 4、起动转矩倍数 第5章 三相异步电动机的电力拖动 三、实用表达式 工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来 求出实用表达式。方法是: 将Tm和sm代入即可得到机械特性方程式。 利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式: 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 一、固有机械特性 固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下,按规定的接 线,定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。 sn 0 nNsN nm sm
4、 1 0 TNTstTm Tem 几个特殊点: A B C D 1.起动点A: 2.最大转矩点B: 3.额定运行点C 4.同步运行点D 第5章 三相异步电动机的电力拖动 二、人为机械特性 人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机 械特性。 1. 降压时的人为机械特性 s n sm 10 TL UN 0 Tst Tm Tem n1 0.8UN 0.64Tst0.64Tm 下降后, 和 均下降, 但 不变, 和 减少。 如果电机在定额负载下运 行, 下降后, 下降, 增大, 转子电流因 增大而增 大,导致电机过载。长期欠压 过载运行将使电机过热,减 少使用寿命。 第5章 三相异步电动
5、机的电力拖动 2. 转子回路串对称电阻时的人为机械特性 串电阻后, 、 不变, 增大。 在一定范围内增加电阻,可以 增加 。当 时 ,若 再增加电阻, 减小。 串电阻后,机械特性线性段斜率变大,特性变软。 除了上述特性外,还有 改变电源频率、极对数等人 为机械特性。 1 0TstTm Tem s n 0 n1 smR2 Tst sm R2+Rs 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.2三相异步电动机的起动 起动指电动机接通电源后由静止状态加速到稳定运行状态的 过程.对电动机的起动性能要求二:起动电流小,起动转矩不大。 1.起动电流大的原因 起动时, ,转子感应电动势大,使转子电流大,根据磁 动
6、势平衡关系,定子电流必然增大. 2.起动转矩不大的原因 从下述公式分析 起动时, ,远大于运行时的 ,转子漏抗 很大, 很低,尽管 很大,但 并不大. 由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小 ,对应的气隙磁通减小. 由上述两个原因使得起动转矩不大. 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.2.1 三相笼型异步电动机的起动 一、直接起动 可以直接起动的条件:起动电流倍数 二、降压起动 适用于正常运行时定子绕组为三角形接线 的电动机。起动时 Y接;运行时接。 起动电流关系: Y- 降压起动多用于空载或轻载起动 1.Y- 降压起动 起动转矩关系: 第5章 三相异步电动机的电力拖动 2.
7、自耦变压器降压起动 直接起动时的起动电流: 降压后二次侧起动电流: 变压器一次侧电流: 电网提供的起动电流减小倍数: 起动转矩减小的倍数: 自耦变压器一般有三个分接头可供选用。 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.2.2 三相绕线型异步电动机的起动 一、转子回路串电阻起动 在转子回路中串联适当的电阻,既能 限制起动电流,又能增大起动转矩。 为了有较大的起动转矩、使起动 过程平滑,应在转子回路中串入多级 对称电阻,并随着转速的升高,逐渐 切除起动电阻。 第5章 三相异步电动机的电力拖动 电动机由a点 开始起动,经 bcde f gh,完 成起动过程。 起动过程 第5章 三相异步电动机的电力拖动
8、 二、转子串频敏变阻器起动 频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。 起动时,S2断开,转子串入频敏 变阻器,S1闭合,电机通电开始起动。 起动时, ,频敏变阻器铁损大,反 映铁损耗的等效电阻 大,相当于转 子回路串入一个较大电阻。随着 上 升, 减小,铁损减少,等效电阻 减小,相当于逐渐切除 ,起动结束 ,S2闭合,切除频敏变阻器,转子电 路直接短路。 第5章 三相异步电动机的电力拖动 5.3三相异步电动机的制动 5.3.1 能耗制动 实现:制动时,S1断开,电机脱离电网, 同时S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁 电流。 直流励磁电流产生一个恒定的磁场, 因惯性继续旋转的转子切割恒定磁场,导 体
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