交直流電機(jī)和變壓器.ppt

,1-換向器 2-電刷裝置 3-機(jī)座4-主磁極5-換向極6-端蓋7-風(fēng)扇8-電樞繞組9-電樞鐵心,第一部分直流電機(jī)的工作原理起動(dòng)制動(dòng)調(diào)速,直流電機(jī)剖面圖,1.2.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理,由外電源從電刷B1、B2輸入直流電流，使電流從正電刷B1流入，從負(fù)電刷B2流出，則此時(shí)N極下的線圈電流總是由首端流向末端。S極下的線圈電流總是由末端流向首端，所以N極下和S極下的線圈受到的電磁力的方向是始終不變的，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向也就不變。,這個(gè)轉(zhuǎn)矩使電樞始終沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，就把電能變換成機(jī)械能，使之成為一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)而帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械工作。,圖1-1,起動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速 ，電樞電動(dòng)勢(shì) ，而且電樞電阻 很小，所以起動(dòng)電流將達(dá)很大值。 過大的起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動(dòng)機(jī)的換向惡化；同時(shí)過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)。,1.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指電動(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)的過程。,起動(dòng)瞬間，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流分別為,為了限制起動(dòng)電流，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常采用電樞回路串電阻或降低電樞電壓起動(dòng)。,一、起動(dòng)特性,1.3.1 電樞回路串電阻起動(dòng),三級(jí)電阻起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的電路原理圖和機(jī)械特性為,1.3.2 減壓?jiǎn)?dòng),減壓?jiǎn)?dòng)只有在電動(dòng)機(jī)有專用電源時(shí)才能使用 啟動(dòng)時(shí),降低電源電壓,電流隨之減小 啟動(dòng)后,逐步提高電源電壓,使電磁轉(zhuǎn)距維持在一定數(shù)值,保證電機(jī)按需要的加速度升速 設(shè)備投資大 啟動(dòng)電流小,升速平穩(wěn),啟動(dòng)能耗小,1.4直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng),當(dāng) 與 的方向相同時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，當(dāng) 與 方向相反時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。,1.4.1 能耗制動(dòng),在電動(dòng)狀態(tài)，電樞電流、電樞電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩如圖所示。,需要制動(dòng)時(shí),將開關(guān)S投向制動(dòng)電阻 上即可。,由于慣性，電樞保持原來方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)勢(shì) 方向不變。由 產(chǎn)生的電樞電流 的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的 方向相反,對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 與 方向相反,為制動(dòng)性質(zhì),電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。,制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械的慣性力的拖動(dòng)而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲(chǔ)存的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,1.4.2 反接制動(dòng),電壓反接制動(dòng)時(shí)接線如圖所示。,一、電樞反接制動(dòng),開關(guān)S投向“電動(dòng)”側(cè)時(shí)，電樞接正極電壓，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，開關(guān)投向“制動(dòng)”側(cè)，電樞回路串入制動(dòng)電阻 后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流：,反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動(dòng)作用電壓反接制動(dòng)。,二、倒拉反接,倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。,電樞回路串入較大電阻 后特性曲線,正向電動(dòng)狀態(tài)提升重物(A點(diǎn)),負(fù)載作用下電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)(下放重物),電機(jī)以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下放重物D點(diǎn),1.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機(jī)械調(diào)、電氣調(diào)速或二者配合調(diào)速。通過改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比進(jìn)行調(diào)速的方法稱為機(jī)械調(diào)速；通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)速的方法稱為電氣調(diào)速。,他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為,電氣調(diào)速方法：1.調(diào)壓調(diào)速；2.電樞串電阻調(diào)速；3.調(diào)磁調(diào)速。,改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，使工作點(diǎn)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。調(diào)速前后，電動(dòng)機(jī)工作在不同的機(jī)械特性上，如果機(jī)械特性不變，因負(fù)載變化而引起轉(zhuǎn)速的變化，則不能稱為調(diào)速。,1.5.1 電樞電路串電阻調(diào)速,未串電阻時(shí)的工作點(diǎn),串電阻Rs1后,工作點(diǎn)由AAB,電樞電路串電阻調(diào)速,電樞串電阻調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。,低速時(shí)特性曲線斜率大,靜差率大,所以轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性差；,輕載時(shí)調(diào)速范圍小，額定負(fù)載時(shí)調(diào)速范圍一般為D2；,損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速前、后因增通不變而使Tem和Ia不變，輸入功率不變，輸出功率卻隨轉(zhuǎn)速的下降而下降，減少的部分被串聯(lián)電阻消耗了。,由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平滑性差；,缺點(diǎn):,優(yōu)點(diǎn)：,1.5.2 弱磁調(diào)速,調(diào)節(jié)磁場(chǎng)前工作點(diǎn),弱磁瞬間工作點(diǎn)AA,弱磁穩(wěn)定后的工作點(diǎn),減弱磁通的人為機(jī)械特性,轉(zhuǎn)速的升高受到電動(dòng)機(jī)換向能力和機(jī)械強(qiáng)度的限制，升速范圍不可能很大，一般 D2；,為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常把降壓和弱磁兩種調(diào)速方法結(jié)合起來，在額定轉(zhuǎn)速以上，采用弱磁調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以下采用降壓 調(diào)速。,1.5.3、降低電樞電壓調(diào)速,調(diào)速壓前工作點(diǎn)A,降壓瞬間工作點(diǎn),穩(wěn)定后工作點(diǎn),降壓調(diào)速過程與電樞串電阻調(diào)速過程相似，調(diào)速過程中轉(zhuǎn)速和電樞電流（或轉(zhuǎn)矩）隨時(shí)間變化的曲線也相似。,只要一、二次繞 組的匝數(shù)不同， 就能達(dá)到改變壓 的目的。,第二 變壓器的工作原理、分類和結(jié)構(gòu),2.1 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu),變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,2.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu),一、鐵心,變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。,鐵心的分類：,疊接式鐵心,漸開線式鐵心,卷式鐵心,疊接式鐵心的疊片次序：,變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。,二、繞組,2.2、變壓器運(yùn)行特性,2.2.1電壓調(diào)整率：指當(dāng)一次側(cè)接在額定頻率額定電壓的電網(wǎng)上，負(fù)載功率因數(shù)為常值時(shí)，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓變化的相對(duì)值，用U*表示，即,或,若需要精細(xì)計(jì)算，則電壓的調(diào)整率為：,2.2.2變壓器效率是指變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即,由于變壓器效率很高，用直接負(fù)載法測(cè)量輸出功率P2和輸入功率P1來確定效率，很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果，工程上常用間接法計(jì)算效率，即通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)，求出變壓器的鐵心損耗PFe和銅耗Pcu，然后按下式計(jì)算效率,式中：P=PFe+Pcu,2.3 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行,并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。,并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)： 提高供電的可靠性。并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，如果某臺(tái)變壓器發(fā)生故障，可以把它從電網(wǎng)切除檢修，而電網(wǎng)仍能繼續(xù)供電。 可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行效率。 可以減少總的備用容量，并可隨著用電量的增加分批增加新的變壓器。并聯(lián)的臺(tái)數(shù)過多也是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)橐慌_(tái)大容量變壓器的造價(jià)要比總?cè)萘肯嗤膸着_(tái)小變壓器的造價(jià)低，占地面積也小。,空載時(shí)并聯(lián)的各變壓器之間沒有環(huán)流，以避免環(huán)流銅耗。 負(fù)載時(shí)，各變壓器所承擔(dān)的負(fù)載電流應(yīng)按其容量的大小成正比例分配，防止其中某臺(tái)過載或欠載，使并聯(lián)組的容量得到充分利用。 負(fù)載后，各變壓器所分擔(dān)的電流應(yīng)與總的負(fù)載電流同相位。 這樣在總的負(fù)載電流一定時(shí)，各變壓器所分擔(dān)的電流最小。 如果各變壓器的二次電流一定，則共同承擔(dān)的負(fù)載電流為最大。 要達(dá)到上述理想并聯(lián)運(yùn)行的要求，需滿足下列諸條件： 各臺(tái)變壓器的額定電壓應(yīng)相等，并且各臺(tái)變壓器的電壓比 應(yīng)相等。 各臺(tái)變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同。 各臺(tái)變壓器的短路阻抗（或短路電壓）的標(biāo)么值應(yīng)相等。,變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想情況：,第三部分 三相異步電動(dòng)機(jī)的原理及啟動(dòng)調(diào)速制動(dòng),3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1之差稱為轉(zhuǎn)差n,轉(zhuǎn)差與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1之比,稱為轉(zhuǎn)差率s。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是由裝在定子鐵心上的三相繞組，通入對(duì)稱的三相電流而產(chǎn)生的,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的速度，這種電動(dòng)機(jī)一般也稱之為異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n1稱為同步轉(zhuǎn)速。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是一致的，所以如果n=n1，則磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。,3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)速n（或轉(zhuǎn)差率s）之間的函數(shù)關(guān)系。,三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性：指感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線方式接線，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時(shí)，n與Tem的關(guān)系,繪制出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性，在某一轉(zhuǎn)差率Sm時(shí)，轉(zhuǎn)矩有一最大值Tm，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率，整個(gè)機(jī)械特性可看作由兩部分組。,一、固有機(jī)械特性曲線,1）H-P部分（轉(zhuǎn)矩由0-Tm，轉(zhuǎn)差率由0-sm）。,2）P-A部分（轉(zhuǎn)知矩由Tm-Tst，轉(zhuǎn)差率為Sm-1）。,這一部分隨著轉(zhuǎn)矩的減小，轉(zhuǎn)速也減小，特性曲線為一曲線，稱為機(jī)械特性的曲線部分,二、轉(zhuǎn)子電路中串接對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性,人為特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族,在一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)子電阻，可以增大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst，如果串接某一數(shù)值的電阻后使Tst=Tm，這時(shí)若再增大轉(zhuǎn)子電阻，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將開始減小。,轉(zhuǎn)子電路串接附加電阻，適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速。,三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性的種類很多，除了上述兩種外，還有改變定子極對(duì)數(shù)，改變電源頻率的人為特性等,三、降低定子電壓時(shí)的人為機(jī)械特性,降低定子電壓的人為機(jī)械特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族,二、轉(zhuǎn)子電路中串接對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性,人為特性為一組通過同步點(diǎn)的曲線族,在一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)子電阻，可以增大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst，如果串接某一數(shù)值的電阻后使Tst=Tm，這時(shí)若再增大轉(zhuǎn)子電阻，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩將開始減小。,轉(zhuǎn)子電路串接附加電阻，適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速。,三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性的種類很多，除了上述兩種外，還有改變定子極對(duì)數(shù)，改變電源頻率的人為特性等,3.3三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),3.3.1 三相籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),三相籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)與降壓起動(dòng),一、直接起動(dòng),直接起動(dòng)也稱為全壓起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組直接承受額定電壓。,過大的起動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)本身和電網(wǎng)電壓的波動(dòng)均會(huì)帶來不利影響，一般直接起動(dòng)只允許在小功率電動(dòng)機(jī)中使用（PN7.5kW）；對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)，若能滿足下式要求，可允許直接起動(dòng),二、減壓起動(dòng),降壓起動(dòng)的目的：限制起動(dòng)電流，通過起動(dòng)設(shè)備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，再使定子繞組承受額定電壓，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定工作。,1、電阻降壓或電抗降壓起動(dòng),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在定子電路中串接電阻，這樣就降低了加在定子繞組上的電壓，從而也就減少了起動(dòng)電流。,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst僅為全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst的 ，,起動(dòng)時(shí)能量損耗較多，故目前已被其它方法所代替,籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電阻降壓起動(dòng)的原理圖,2、自耦補(bǔ)償起動(dòng),自耦補(bǔ)償起動(dòng)是利用自耦變壓器降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓以減小起動(dòng)電流。,起動(dòng)時(shí)開關(guān)投向“起動(dòng)”位置，這時(shí)自耦變壓器的一次繞組加全電壓，降壓后的二次電壓加上定子繞組上，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)，把開關(guān)投向“運(yùn)行”位置，自耦變壓器被切除，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行，起動(dòng)過程結(jié)束。,定子串電阻降壓起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流就是電網(wǎng)電流；而自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流與電網(wǎng)電流的關(guān)系則是自耦變壓器一、二次電流的關(guān)系。,在電動(dòng)機(jī)得到同樣的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，采用自耦變壓器降壓起動(dòng)的電網(wǎng)電流將小于定子串電阻（或串電抗）降壓起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電流。,3、星-三角（Y-）起動(dòng),自耦變壓器降壓起動(dòng)適用于中小容量的低壓電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用較廣泛。,自耦變壓器降壓起動(dòng)的一大優(yōu)點(diǎn),自耦變壓器的二次繞組可以有不同的抽頭供選擇，通常有40%UN、60%UN和80%UN三種。,用這種起動(dòng)方法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，必須是定子繞組正常接法為“”的電機(jī)。,起動(dòng)時(shí)，先將三相定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，再改接成三角形，起動(dòng)時(shí)，開關(guān)S2投向“Y”位置，定子繞組作星形接結(jié)，這時(shí)定子繞組承受的電壓只有作三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的 ，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)，將開關(guān)S2迅速投向“”位置。定子繞組接成三角形運(yùn)行，起動(dòng)過程結(jié)束。,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，可直接斷開電源開關(guān)S1，但必須同時(shí)把開關(guān)S2放在中間位置，以免再次起動(dòng)時(shí)造成直接起動(dòng)。,接成星形起動(dòng)時(shí)的線路電流只有接成三角形直接起動(dòng)的,Y- 起動(dòng)：操作方便，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣泛，適用于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于一般用途的小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)容量大于4kW時(shí)，定子繞組的正常接法都采用三角形。,3.3.2三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),一、轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻起動(dòng),1、起動(dòng)過程,曲線1 對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為R3=Rr+Rst3+Rst2+Rst1 的人為特性 曲線2 對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為R2=Rr+Rst2+Rst1的人為特性 曲線3 對(duì)于應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為 R1=Rr+Rst1的人為特性 曲線4 則為固有機(jī)械特性。,起動(dòng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)子頻率很低，頻敏變阻器的等效電阻和電抗都很小，于是可將頻敏變阻器切除，轉(zhuǎn)子繞組直接短路。 在起動(dòng)過程中，它能夠自、無級(jí)地減小電阻，如果頻敏變壓器的參數(shù)選擇恰當(dāng)，可以在起動(dòng)過程中保持起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，這時(shí)的機(jī)械特性圖中曲線2所示，曲線1為固有特性。,頻敏變阻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，使用維護(hù)方便，因此應(yīng)用日益廣泛，但與轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)方法相比，由于頻敏變阻器還具有一定的電抗，在同樣的起動(dòng)電流下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要小些。,3.4 異步電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng),3.4.1 能耗制動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)分為能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。不論是哪一種制動(dòng)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向總是與轉(zhuǎn)向相反。,能耗制動(dòng)時(shí)定子接入直流電源產(chǎn)生固定磁場(chǎng)。 能耗制動(dòng)：是將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能變?yōu)殡娔?，消耗在轉(zhuǎn)子電阻上（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子串接電阻）。,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)原理圖,曲線1、2是轉(zhuǎn)子電阻相同 曲線2的直流勵(lì)磁大于曲線1,曲線對(duì)強(qiáng)度比1、3是直流勵(lì)磁相同 曲線3的轉(zhuǎn)子電阻大于曲線1,轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí)，在高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就比較小,能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)是直流勵(lì)磁，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)恒定值 不同的轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子電流是變化的，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)是個(gè)變量。這就使電動(dòng)機(jī)的合成磁動(dòng)勢(shì)在制動(dòng)過程中不是一個(gè)定值。 能耗制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)的主磁通是變化的，由此引起磁路飽和情況的變化，使勵(lì)磁電抗不再保持為一常數(shù)，而是隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化。,籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用增大直流勵(lì)磁來增大高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采取轉(zhuǎn)子串接電阻的方法使得在高速時(shí)獲得較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,必須指出,3.4.2 反接制動(dòng),一、定子兩相反接制動(dòng),反接制動(dòng)前，觸頭KM2閉合，KM1斷開，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)定工作在固有特性上的點(diǎn),反接制動(dòng)時(shí)，將觸頭KM2斷開，KM1閉合。,制動(dòng)過程結(jié)束，如要停車，則應(yīng)立即切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)。,轉(zhuǎn)差率s1是反接制動(dòng)的特點(diǎn),兩相反接制動(dòng)的特性就是逆向電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)機(jī)械特性在第二象限的延長(zhǎng)部分。,轉(zhuǎn)差率s,二、倒拉反接制動(dòng),倒拉反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性就是電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性在第四象限的延長(zhǎng)部分。,n,負(fù)載為一位通用性一負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Tz，則電動(dòng)機(jī)將穩(wěn)定工作在特性的c點(diǎn)。此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)相同，而轉(zhuǎn)向與電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)相反，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)工作狀態(tài),屬于反接制動(dòng),電網(wǎng)仍繼續(xù)向電網(wǎng)輸送功率，同時(shí)還輸入機(jī)械功率（倒拉反接制動(dòng)是位能負(fù)載作功，兩相反接時(shí)則是轉(zhuǎn)子的動(dòng)能作功），這兩部分功率都消耗在轉(zhuǎn)子電阻上。,反接制動(dòng)時(shí)，能量損耗是很大,3.4.3 回饋制動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，由于某種原因，在轉(zhuǎn)向不變的條件下，使轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1時(shí)，電動(dòng)機(jī)便處于回饋制動(dòng)狀態(tài),轉(zhuǎn)子電流的有功分量：,轉(zhuǎn)子電流的無功分量：,I2為負(fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩 也為負(fù)值，與轉(zhuǎn)向相反，說明電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài),轉(zhuǎn)子電流無功分量仍為正值，說明回饋制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍與電動(dòng)工作狀態(tài)一樣，從電網(wǎng)吸取勵(lì)磁電流，建立磁場(chǎng)。,7.4 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,要求電動(dòng)機(jī)具有幾種轉(zhuǎn)速； 在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)調(diào)速；,調(diào)速的方法：,（1）改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p； （2）改變電源的頻率f1,以改變n1進(jìn)行調(diào)速，稱為變頻調(diào)速。 （3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率； 改變定子繞組的端電壓； 改變定子繞組的外加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路引進(jìn)fsf的外加電勢(shì),3.5 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,要求電動(dòng)機(jī)具有幾種轉(zhuǎn)速； 在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)調(diào)速；,調(diào)速的方法：,（1）改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p； （2）改變電源的頻率f1,以改變n1進(jìn)行調(diào)速，稱為變頻調(diào)速。 （3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率； 改變定子繞組的端電壓； 改變定子繞組的外加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路引進(jìn)fsf的外加電勢(shì),3.5.1 變極調(diào)速,在電源頻率f1不變的條件下，改變發(fā)電機(jī)的極數(shù)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)還n1就會(huì)發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就降低一半，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也幾乎下降一半，從而得到轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。,改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)方法：,調(diào)速原理：,多速電動(dòng)機(jī)均采用籠型轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的極數(shù)能自動(dòng)地與定子極數(shù)相適應(yīng)。,反向法：僅在每相內(nèi)部改變所屬線圈的聯(lián)接方法的變極法。 一般變極時(shí)均采用這種方法。,多極電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式最常用的兩種,繞組從單星形（每相只有一條支路）改接成雙星形（每相有兩條支路）寫作Y/YY,三角形改接成雙星形，寫作/YY,改接前后輸出功率之比,Y/YY,接法 適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,/YY,適用于恒功率負(fù)載,倍極比：多速電動(dòng)機(jī)若變極前后的極數(shù)比為整數(shù)，如如4極變8極，2極變4極等，否則就稱為非倍極比，如4極變6極。,特點(diǎn)：調(diào)速的平滑性差，但具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性較好，對(duì)于不需要無極調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等，多速發(fā)動(dòng)機(jī)得到廣泛應(yīng)用。,恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的機(jī)械特性曲線,恒功率調(diào)速的機(jī)械特性曲線,3.5.2 變頻調(diào)速,考慮到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，并使電動(dòng)機(jī)得到充分利用,通常希望氣隙磁通m維持額定值不變,U1E1=4.44f1N1mK