《異步電機(jī)拖動(dòng)第4版ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《異步電機(jī)拖動(dòng)第4版ppt課件（62頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

5.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,思考題與習(xí)題,本章首先討論三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，然后以機(jī)械特性為理論基礎(chǔ)，分析研究三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速等問(wèn)題。,基本要求： 1.熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式和參數(shù)表達(dá)式、掌握實(shí)用表達(dá)式及其計(jì)算； 2.熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性曲線，深入理解特性曲線上的起動(dòng)點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，額定運(yùn)行點(diǎn)和同步點(diǎn)的意義； 3.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)降低定子電壓的人為機(jī)械特性和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串聯(lián)對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性以及與固有特性比較，人為機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率的變化情況； 4.了解三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的特點(diǎn)，熟練掌握星一三角形降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)的方法及其有關(guān)計(jì)算； 5. 掌握三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)方法；,6.了解三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)方法及其特點(diǎn)； 7.了解三相異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的工作原理和起動(dòng)方法； 8.掌握能耗制動(dòng)的方法及轉(zhuǎn)子電阻大小和直流勵(lì)磁電流大小對(duì)制動(dòng)的影響，了解能耗制動(dòng)機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)； 9.掌握電源兩相反接制動(dòng)和倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)的方法制動(dòng)時(shí)的能量關(guān)系； 10.掌握回饋制動(dòng)的條件、回饋制動(dòng)機(jī)械特性的形狀，了解生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)回饋制動(dòng)的例子； 11.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法。,教學(xué)內(nèi)容：,5.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性,教學(xué)目的與要求：,1 熟練掌握異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性表達(dá)式,2 熟練掌握各物理量對(duì)機(jī)械特性的影響,3 掌握機(jī)械特性的求取方法,5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,一、物理表達(dá)式,5.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式,二、參數(shù)表達(dá)式,表明：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通 與轉(zhuǎn)子電流的有功分量 相互作用產(chǎn)生的。,說(shuō)明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（Ｕ1、f1）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（R、X、m、p）和運(yùn)行參數(shù)（s）有關(guān)。,三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即 ，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率之間存在一定的關(guān)系，所以異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性通常用 表示。,三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 曲線,分析： （1）0＜n＜n1，0＜S＜1，n1、Tem＞0，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，第一象限； （2）n＞n1，S＜0，n ＞0，發(fā)電機(jī)狀態(tài)，第二象限； （3）n＜0，S＞0， n ＜0， Tem ＜0，電磁制動(dòng)狀態(tài)，第四象限,1.額定轉(zhuǎn)矩,2.最大轉(zhuǎn)矩 —（停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）,在特性曲線上有兩個(gè)最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界 轉(zhuǎn)差率，可令 求得:,2） 越大， 越大； 與 無(wú)關(guān)；,1） 與 成正比； 與 無(wú)關(guān)；,3） 和 都近似與漏抗成反比；,忽略R1,忽略R1,討論：,4）,最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過(guò)載能力:,3. 過(guò)載能力,反映電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載能力,為滿足要求,一般： 1.6～ 2.2，起重、冶金機(jī)械專用電動(dòng)機(jī) 2.2 ～ 2.8,4. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,時(shí)的 稱為 ，當(dāng) 時(shí)，電機(jī)才能起動(dòng)。,討論：,2）頻率越高，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越?。?4）在一定范圍內(nèi)，增大轉(zhuǎn)子回路電阻，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。,5）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),1）參數(shù)、頻率一定時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；,當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串入 后，當(dāng) 時(shí)，,即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)最大值。,串入電阻計(jì)算：,一般： =1.0—2.0 ，起重、冶金專用的籠型電動(dòng)機(jī)： = 2.8—4.0,3）漏抗越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小；,三、實(shí)用表達(dá)式,工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過(guò)載能力來(lái)求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：,利用電磁轉(zhuǎn)矩除以最大電磁轉(zhuǎn)矩可得電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式：,第一步：,kW,r/min,（N·m）,第二步：由 ，求出 。,第三步：,將Tm和sm代入即可得到機(jī)械特性方程式，可作出 。,5.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性,一、固有機(jī)械特性,固有機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性。,幾個(gè)特殊點(diǎn)：,A,B,C,D,1.起動(dòng)點(diǎn)A:,2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B:,3.額定運(yùn)行點(diǎn)C,4.同步運(yùn)行點(diǎn)D,二、人為機(jī)械特性,人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動(dòng)機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。,1. 降壓時(shí)的人為機(jī)械特性,下降后, 和 均下降, 但 不變, 和 減少。,如果電機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行, 下降后, 下降, 增大, 轉(zhuǎn)子電流因 增大而增大,導(dǎo)致電機(jī)過(guò)載。長(zhǎng)期欠壓過(guò)載運(yùn)行將使電機(jī)過(guò)熱，減少使用壽命。,2. 轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性,串電阻后, 、 不變， 增大。,在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加 。當(dāng) 時(shí) ，若再增加電阻， 減小。,串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。,除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對(duì)數(shù)等人為機(jī)械特性。,3. 定子串接對(duì)稱電抗或電阻時(shí) 的人為機(jī)械特性,教學(xué)重點(diǎn)：,1 機(jī)械特性的表達(dá)式,2 各物理量對(duì)機(jī)械特性的影響,教學(xué)難點(diǎn)：,各物理量對(duì)機(jī)械特性的影響,作業(yè)：,P182：5.5,小結(jié),3 機(jī)械特性的求取,5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),教學(xué)內(nèi)容：,5.2.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),5.2.2 三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),教學(xué)目的與要求：,2 掌握起動(dòng)的方法和原理,1 掌握起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大的原因,5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),1.定義：起動(dòng)指電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。,2.起動(dòng)性能指標(biāo),(Starting of three-phase asynchronous motor),概述：,（1）起動(dòng)電流倍數(shù),（2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),（3）起動(dòng)時(shí)間,（4）起動(dòng)設(shè)備的簡(jiǎn)易性、可靠性,3.對(duì)起動(dòng)的要求,（1）希望起動(dòng)電流小,（2）希望起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,（3）起動(dòng)時(shí)間,（4）起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠，操作方便。,（1）起動(dòng)電流大的原因,物理概念上講：起動(dòng)時(shí), ,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大,使轉(zhuǎn)子電流大,根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系,定子電流必然增大.,5.2.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),(Starting of three-phase basket rotor winding asynchronous motor),一、直接起動(dòng),又稱全壓起動(dòng)，起動(dòng)方法簡(jiǎn)單，不需要起動(dòng)設(shè)備，起動(dòng)性能差。主要表現(xiàn)：,為什么起動(dòng)電流大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大呢？,等效電路上：起動(dòng)時(shí),,2.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大的原因,從下述公式分析,起動(dòng)時(shí), ,遠(yuǎn)大于運(yùn)行時(shí)的 ,轉(zhuǎn)子漏抗 很大, 很低,盡管 很大,但 并不大.,由于起動(dòng)電流大,定子漏阻抗壓降大,使定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小,對(duì)應(yīng)的氣隙磁通減小.,由上述兩個(gè)原因使得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大.,起動(dòng)電流大的影響： 1）線路壓降大，造成電網(wǎng)電壓降低； 2）線路及電機(jī)熱損耗大； 3）在端部產(chǎn)生電磁力使其變形，損壞絕緣，轉(zhuǎn)子鼠籠條斷條。,可以直接起動(dòng)的條件：起動(dòng)電流倍數(shù),二、降壓起動(dòng),適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接線（△）的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí) Y接；運(yùn)行時(shí)△接。,1.Y-△ 降壓起動(dòng),,一般情況下，直接起動(dòng)只用于小容量電動(dòng)機(jī)（7.5kW以下），大容量電動(dòng)機(jī)是否允許直接起動(dòng)，取決于電源容量。,降壓的目的是限制起動(dòng)電流。限流的同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降低，適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的場(chǎng)合。,起動(dòng)電流關(guān)系:,設(shè)電動(dòng)機(jī)額定電壓為UN，每相漏阻抗為Zs，得： Y—起動(dòng)電流：,△—起動(dòng)電流：,據(jù) ，可得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系:,Y- △ 降壓起動(dòng)時(shí)， 和 都降為直接起動(dòng)時(shí)的 ，故Y- △ 降壓起動(dòng)多用于空載或輕載起動(dòng)。,2.自耦變壓器降壓起動(dòng),直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：,降壓后二次側(cè)起動(dòng)電流：,設(shè)自耦變壓器變比為k，則,自耦變壓器一次側(cè)電流，即降壓后電網(wǎng)供給的電流,自耦變壓器二次側(cè)電流，即降壓后流過(guò)電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流,,,自耦變壓器的一次側(cè)，即電網(wǎng)提供的起動(dòng)電流：,電網(wǎng)提供的起動(dòng)電流減小倍數(shù)：,QJ2型三個(gè)抽頭比（即1/k)分別為：55%、64%、73%。,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低的倍數(shù)為：,結(jié)論： （1）采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都 降低到直接起動(dòng)時(shí)的 。,（2）適用于容量較大的低壓電動(dòng)機(jī)，可獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,（3）起動(dòng)用自耦變壓器有QJ2和QJ3兩個(gè)系列，,QJ3型三個(gè)抽頭比（即1/k)分別為：40%、60%、80%。,二、深槽式及雙籠型異步電動(dòng)機(jī),1.深槽式電動(dòng)機(jī),PN＞100kW時(shí)，為改善起動(dòng)性能常制成雙籠式或深槽式電動(dòng)機(jī)。,槽深與槽寬之比，,起動(dòng)時(shí)，s=1，f2=f1，X2↑， 集膚效應(yīng)，R2↑；,運(yùn)行時(shí)，s很小，f2=sf1↓，X2↓， 電流分布取決于R2，均勻分布。,和普通電機(jī)相比，槽深、漏磁多，轉(zhuǎn)子漏抗大，過(guò)載能力和功率因數(shù)均低。,2.雙籠型異步電動(dòng)機(jī),上籠—— （黃銅或鋁青銅），A ,R,下籠—— （紫銅），A ,R,起動(dòng)時(shí)，s=1，f2=f1，X2↑， 下籠槽漏電抗大，上籠槽漏電抗小，所以，電流集中于上籠，R2大，上籠又稱起動(dòng)籠；,運(yùn)行時(shí)，s很小，f2=sf1↓，X2s↓，電流分布取決于電阻，上籠電阻大，下籠電阻小，所以電流集中于下籠，下籠又稱運(yùn)行籠。， 起動(dòng)時(shí)，R2大，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，運(yùn)行時(shí)， R2小。,,5.2.2 三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),Starting of three-phase phase-wound rotor AM,一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng),導(dǎo)言：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流小，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也小，故籠型電動(dòng)機(jī)只適用于空載或輕載起動(dòng)。 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?既能限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。故適用于大中容量異步電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)。,一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng),為了有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、使起動(dòng)過(guò)程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)對(duì)稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動(dòng)電阻。,兩種起動(dòng)方法： （1）轉(zhuǎn)子串接電阻；（2）轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器。,（1）限流；（2）,一般取最大加速轉(zhuǎn)矩T1=（0.7～0.85)Tm,切換轉(zhuǎn)矩T2= （1.1～1.2)TL。,1、起動(dòng)過(guò)程28異步電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)過(guò)程.swf,,電動(dòng)機(jī)由a點(diǎn)開(kāi)始起動(dòng)，經(jīng)b→c→d→e→f →g→h，完成起動(dòng)過(guò)程。,,,二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng),頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。,起動(dòng)時(shí)，Q2斷開(kāi)，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,Q1閉合，電機(jī)通電開(kāi)始起動(dòng)。,起動(dòng)時(shí), ,頻敏變阻器鐵損大,反映鐵損耗的等效電阻 大,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串入一個(gè)較大電阻。隨著 上升, 減小,鐵損減少,等效電阻 減小,相當(dāng)于逐漸切除 ,起動(dòng)結(jié)束,Q2閉合，切除頻敏變阻器，轉(zhuǎn)子電路直接短路。,教學(xué)重點(diǎn)：,1 起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大的原因,2 各種起動(dòng)方法和原理,教學(xué)難點(diǎn)：,起動(dòng)的方法,作 業(yè)：,P243：5.6；5.21,小結(jié),,5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),,導(dǎo)言：,1、運(yùn)行狀態(tài) 電動(dòng)狀態(tài)：（1）Tem與n同向， Tem—驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩； （2）電能→機(jī)械能； （3）機(jī)械特性位于第一或第三象限。,制動(dòng)狀態(tài)：（1）Tem與n反向， Tem—制動(dòng)轉(zhuǎn)矩； （2）機(jī)械能→電能→消耗在電機(jī)內(nèi)部 ↘反饋回電網(wǎng) （3）機(jī)械特性位于第二或第四象限。,Braking of three-phase asynchronous motor,2、制動(dòng)的目的 （1）使電力拖動(dòng)系統(tǒng)快速停車 （2）使拖動(dòng)系統(tǒng)盡快減速,3、制動(dòng)方法 （1）能耗制動(dòng) （2）反接制動(dòng) （3）回饋制動(dòng),5.3.1 能耗制動(dòng) （energy loss braking）,一、定義 轉(zhuǎn)子動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑谵D(zhuǎn)子回路的電阻上，故稱為能耗制動(dòng)。,實(shí)現(xiàn)：制動(dòng)時(shí)，Q1斷開(kāi),電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時(shí)Q2閉合,在定子繞組中通入直流勵(lì)磁電流。,直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生一個(gè)恒定的磁場(chǎng)，因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割恒定磁場(chǎng)，導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。感應(yīng)電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)性質(zhì)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流為零，制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。,能耗制動(dòng),轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí), 初始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較小（如曲線1）。,對(duì)繞線型異步電動(dòng)機(jī),可以增大轉(zhuǎn)子回路電阻來(lái)增大初始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（如曲線3） 。,二、機(jī)械特性 右圖為異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性。,對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī),可以增大直流勵(lì)磁電流，來(lái)增大初始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（如曲線2）。,三、能耗制動(dòng)過(guò)程,A點(diǎn)—→B點(diǎn)—→n↓→工作點(diǎn)沿 曲線1變化，直到原點(diǎn)，n=0， Tem=0→反抗性負(fù)載，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn) ↘位能性負(fù)載：當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò) 零時(shí)，如不采取措施， 電動(dòng)機(jī)將在位能性負(fù)載 轉(zhuǎn)矩的倒拉下反轉(zhuǎn)→C點(diǎn) （能耗制動(dòng)）,制動(dòng)瞬間n不突變,在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下,分析：改變制動(dòng)電阻RB 或直流勵(lì)磁電流的大小可以獲得不同的 穩(wěn)定速度。,四、直流勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子應(yīng)串電阻的計(jì)算,制動(dòng)電阻大小：,直流勵(lì)磁電流： I=（2-3)I0,五、應(yīng)用 適用于起重機(jī)一類帶位能性負(fù)載的機(jī)械上，限制重物下放速度。,一、電源兩相反接的反接制動(dòng),,,5.3.2 反接制動(dòng)(Braking in the reverse direction connection,實(shí)現(xiàn)：將電動(dòng)機(jī)電源兩相反接可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。,機(jī)械特性由曲線1變?yōu)榍€2，工作點(diǎn)由A→B →C，n=0,制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。,繞線式電動(dòng)機(jī)在定子兩相反接同時(shí),可在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)制動(dòng)電阻來(lái)限制制動(dòng)電流和增大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ,曲線3。,兩種情況：,（1）拖動(dòng)反抗性負(fù)載，且在C（C’)點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)將反向起動(dòng)并加速到D(D’)點(diǎn)，處于反向電動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行。,（2）拖動(dòng)位能性負(fù)載，則反向加速到第四象限中的E（E’)點(diǎn)處于穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向相反，稱為回饋制動(dòng)狀態(tài)。,二、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng),,,條件: 適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載情況。,實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻RB。,電機(jī)工作點(diǎn)由A→B →C，n=0，制動(dòng)過(guò)程開(kāi)始，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直到D點(diǎn)。在第四象限才是制動(dòng)狀態(tài)。,,由于電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，n1。,,反接制動(dòng)時(shí)，s1，所以有,機(jī)械功率為,電磁功率為,機(jī)械功率為負(fù)，說(shuō)明電機(jī)從軸上輸入機(jī)械功率；電磁功率為正說(shuō)明電機(jī)從電源輸入電功率，并由定子向轉(zhuǎn)子傳遞功率。,而,表明，軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成電功率后，連同定子傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一起消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上，所以反接制動(dòng)的能量損耗較大。,反接制動(dòng)的特點(diǎn)：,,,5.3.3 回饋制動(dòng)（feedback braking),實(shí)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在外力作用下，使nn1.,回饋制動(dòng)狀態(tài)實(shí)際上就是將軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能并回饋到電網(wǎng)的異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)。,一、下放重物時(shí)的回饋制動(dòng),首先將定子兩相反接,定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點(diǎn)由A到B。經(jīng)過(guò)反接制動(dòng)過(guò)程（由B到C）、反向加速過(guò)程（C到-n1變化），最后在位能負(fù)載作用下反向加速并超過(guò)同步速，直到D點(diǎn)保持穩(wěn)定運(yùn)行。,電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。,,二、變極或變頻調(diào)速過(guò)程中的回饋制動(dòng),電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。,電機(jī)工作點(diǎn)由A變到B，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)， ，電機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。,當(dāng)電機(jī)采用變極（增加極數(shù)）或變頻（降低頻率）進(jìn)行調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)? 。,5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,教學(xué)內(nèi)容：,5.4.1 變極調(diào)速,5.4.2 變頻調(diào)速,教學(xué)目的與要求：,1 掌握各種調(diào)速的方法和原理,2 掌握各種調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性,5.4.3 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速,Speed regulation of three-phase asynchronous motor,,5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,,由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式,可知，異步電動(dòng)機(jī)有下列三種基本調(diào)速方法：,（1）改變定子極對(duì)數(shù) 調(diào)速,（2）改變電源頻率 調(diào)速,（3）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速,,5.4.1 變極調(diào)速（change pole adjustable-speed）,p↑，n1↓，n ↓。,變極調(diào)速只用于籠型電動(dòng)機(jī)。,要改變極數(shù)： （1）在定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同極數(shù)的三相繞組。 （2）利用改變定子繞組接法來(lái)改變極數(shù)，稱多速電機(jī)。,一、變極原理,導(dǎo)言：,以4極變2極為例：,U相兩個(gè)線圈，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生4極磁場(chǎng)：,反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場(chǎng)：30異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速.swf,二、三種常用變極接線方式,Y→反并YY，2p-p,Y→反串Y，2p-p,?→YY，2p-p,注意： 當(dāng)改變定子繞組接線時(shí)，必須同時(shí)改變定子繞組的相序,,,三、變極調(diào)速時(shí)容許輸出,容許輸出時(shí)是指保持電流為額定值條件下，調(diào)速前、后電動(dòng)機(jī)軸上輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。,1. Y-YY聯(lián)結(jié)方式,Y-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即 ，保持每一繞組電流為 ,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為,結(jié)論：Y-YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。,,,2. ?-YY聯(lián)結(jié)方式,?-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即 ，保持每一繞組電流為 ,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為,可見(jiàn)，?-YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率近似不變，而容許輸出轉(zhuǎn)矩近似減少一半，所以這種變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負(fù)載。,同理可以分析，正串Y-反串Y聯(lián)結(jié)方式的變極調(diào)速屬恒功率調(diào)速。,3.正串Y-反串Y 聯(lián)結(jié)方式,,四、變極調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性,1. Y-YY聯(lián)結(jié)方式,2. △-YY聯(lián)結(jié)方式,變極調(diào)速時(shí),轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化的,調(diào)速的平滑性較差,但具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性好, 可用于恒功率和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載.,5.4.2 變頻調(diào)速,一、電壓隨頻率調(diào)節(jié)的規(guī)律,頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、鐵損及過(guò)載能力的大小。為了保持變頻率前、后過(guò)載能力不變，要求下式成立：,當(dāng)轉(zhuǎn)差率s變化不大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本與電源頻率 成正比，連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，,,1、恒轉(zhuǎn)矩變頻率調(diào)速,此條件下變頻調(diào)速，電機(jī)的主磁通和過(guò)載能力不變。,對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,2、恒功率變頻率調(diào)速,此條件下變頻調(diào)速，電機(jī)的過(guò)載能力不變，但主磁通發(fā)生變化。,對(duì)恒功率負(fù)載,得,,,二、頻率調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,變頻調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可用下列各式表示,最大轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,臨界點(diǎn)轉(zhuǎn)速降,在基頻以下調(diào)速時(shí),保持 ,即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。,在基頻以上調(diào)速時(shí),電壓只能 ，迫使主磁通與頻率成反比降低，近似為恒功率調(diào)速。,,5.4.3 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（change slip ratio adjustable-speed),一、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速,繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱電阻時(shí)的機(jī)械特性為,從機(jī)械特性看，轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，同步速和最大轉(zhuǎn)矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率增大。當(dāng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而減小。,設(shè) 、 、 是轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻 前的量， 、 、 是串聯(lián)電阻后的量， 則轉(zhuǎn)子串接的電阻為：,,,二、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速,在繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接一個(gè)與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì) 同步頻率的附加電動(dòng)勢(shì) 。,通過(guò)改變 的幅值和相位，也可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這就是串級(jí)調(diào)速。,,,改變電動(dòng)機(jī)的電壓時(shí)，機(jī)械特性為,三、調(diào)壓調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功率調(diào)速，它最適用于轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的負(fù)載，如風(fēng)機(jī)類負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，最不適用恒功率負(fù)載。,5.4.4 電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)—滑差電動(dòng)機(jī) （electromagnetic speed asynchronous motor),一、構(gòu)成,由四部分組成： （1）籠型異步電動(dòng)機(jī)； （2）電磁滑差離合器； （3）測(cè)速發(fā)電機(jī)； （4）控制裝置,電磁滑差離合器的結(jié)構(gòu)：由電樞和磁極兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部分組成,電樞：主動(dòng)部分； 磁極：從動(dòng)部分,二、作用原理,1.電樞由異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)以n速度旋轉(zhuǎn)，電樞切割磁場(chǎng)，感應(yīng)渦流，用右手定則判定方向。,2.此渦流與磁場(chǎng)作用使電樞受電磁力，用左手定則判定 判定方向。,3.磁極受力方向與電樞受力方向相反，n與n’同向，但n≠ n’，因n= n’時(shí)，電樞中就無(wú)感應(yīng)渦流了，這個(gè)原理和異步電動(dòng)機(jī)相同，故稱滑差離合器。,滑差率,三、優(yōu)缺點(diǎn),1.優(yōu)點(diǎn)：①調(diào)速范圍廣，調(diào)速比可達(dá)10：1，調(diào)速平滑，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào) 速；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。,2.缺點(diǎn)：渦流損耗大，效率較低。,四、應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于紡織、印染、造紙、船舶、冶金和電力等部門。 例如：火電廠中的鍋爐給粉機(jī)常使用滑差電動(dòng)機(jī)。,教學(xué)重點(diǎn)：,1 調(diào)速的方法和原理,2 各種調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性,教學(xué)難點(diǎn)：,各種調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性,作 業(yè)：,P183：5.13；5.25,主編：……,撰稿教師：……（以姓氏為序）,制作：……,責(zé)任編輯：……,電子編輯：……,,謝謝觀看，再見(jiàn)！,