《異步機起動調速》ppt課件

1、復習：復習：1 1、異步電動機的電磁轉矩有何作用？其、異步電動機的電磁轉矩有何作用？其大小與哪些要素有關？什么要素對電磁大小與哪些要素有關？什么要素對電磁轉矩的影響最大？轉矩的影響最大？2 2、各要素變化時是如何影響電磁轉矩的、各要素變化時是如何影響電磁轉矩的變化的？變化的？ 10.1 三相異步電動機的起動 起動：電動機從接通電源到轉速穩(wěn)定的起動：電動機從接通電源到轉速穩(wěn)定的過程。過程。1、起動電流倍數：足夠小2、起動轉矩倍數：足夠大適當 電動機起動時，只需TS大于(1.11.2)倍的負載轉矩才可順利起動。普通異步電動機 起動轉矩倍數=0.81.2。 3、起動時間：短4、起動設備：簡單一、電動

2、機的起動性能目的：一、電動機的起動性能目的：二、三相異步電動機的直接起動二、三相異步電動機的直接起動1、起動電流：假設在額定電壓下直接起動三相異步電動機，由于最初起動瞬間主磁通約減少到額定值的一半，功率因數很低，呵斥了起動電流相當大而起動轉矩并不大的結果。以普通鼠籠式三相異步電動機為例，起動電流 起動電流較大的影響：NNITsIIKI74 1首先對于繞組來說是非常不利的，假設電機是屬于頻繁起動的，頻繁出現首先對于繞組來說是非常不利的，假設電機是屬于頻繁起動的，頻繁出現短時大電流會使電動機內部發(fā)熱較多而過熱。短時大電流會使電動機內部發(fā)熱較多而過熱。 2 對于變壓器而言，整個交流電網的容量相對于單

3、個的三相異步電動機來講對于變壓器而言，整個交流電網的容量相對于單個的三相異步電動機來講是非常大的。但是詳細到直接供電的變壓器來講，容量卻是有限的。假設變壓器是非常大的。但是詳細到直接供電的變壓器來講，容量卻是有限的。假設變壓器額定容量相對不夠大時，電動機短時較大的起動電流，會使變壓器輸出電壓短時額定容量相對不夠大時，電動機短時較大的起動電流，會使變壓器輸出電壓短時下降幅度較大，超越了正常規(guī)定值，例如下降幅度較大，超越了正常規(guī)定值，例如 U 10或更嚴重。這樣一來，影響或更嚴重。這樣一來，影響了幾個方面：了幾個方面：1起動電動機本身，由于電壓太低起動轉矩下降很多 ，當負載較重時，可起動不了。2影

4、響由同一臺配電變壓器供電的其他負載，比如說電燈會變暗，數控設備能夠失常，重載的異步電動機能夠停轉等。2、起動轉矩：起動轉矩 起動轉矩不大的影響：很顯然，電機的起動是非常費勁的，當 TS大于(1.11.2)倍的負載轉矩電動機才干正常起動。普通地說，假設異步電動機輕載和空載起動，直接起動時的起動轉矩就夠大了，但是假設是重載起動，且要求起動過程快時，某些異步電動機例如繞線式三相異步電動機， 往往小于1，直接起動的起動轉矩就不夠大了。 21UTsTNNTTsTTKT)3 . 19 . 0(三相異步電動機直接起動在下面兩種情況下是不可行的：變壓器與電動機容量之比缺乏夠大；起動轉矩不能滿足要求。不能直接起

5、動的第種情況下需求減小起動電流，第種情況下需求加大起動轉矩。即起動必需滿足的條件是：起動電流要足夠??；起動轉矩要足夠大。 起動電流： 起動轉矩 ：221221121)()(rrUIIsTs)()(232212211221rrfrpUTsT降低起動電流的方法有：降低電源電壓；加大定子降低起動電流的方法有：降低電源電壓；加大定子邊電抗或電阻；加大轉子邊電阻或電抗。邊電抗或電阻；加大轉子邊電阻或電抗。加大起動轉矩的方法只需適當加大轉子電阻，但不能過加大起動轉矩的方法只需適當加大轉子電阻，但不能過份，否那么起動轉矩反而能夠減小。份，否那么起動轉矩反而能夠減小。三、三相鼠籠式異步電動機的起動：三、三相鼠

6、籠式異步電動機的起動：1、直接起動：最大優(yōu)點就是不需求專門的起動設備。、直接起動：最大優(yōu)點就是不需求專門的起動設備。直接起動對電動機容量的要求：直接起動對電動機容量的要求：1有公用動力變壓器時：頻繁起動的電動機容量不得有公用動力變壓器時：頻繁起動的電動機容量不得超越變壓器容量的超越變壓器容量的20%；非頻繁起動的電動機容量；非頻繁起動的電動機容量不超越變壓器容量的不超越變壓器容量的30%；2無公用動力變壓器時：起動電流所引起的電網壓降無公用動力變壓器時：起動電流所引起的電網壓降，對于頻繁起動的電動機，不能超越電網額定電壓，對于頻繁起動的電動機，不能超越電網額定電壓的的10%；非頻繁起動的電動機

7、不能超越電網額定電；非頻繁起動的電動機不能超越電網額定電壓的壓的15%。2、降壓起動：1定子串接電抗器起動： 三相異步電動機定子串電抗器起動，起動時電抗器接入定子電路；起動后，切除電抗器，進入正常運轉。電抗器起到了分壓的作用。設串電抗時電動機定子電壓與直接起動時電壓比值為K，定子串電抗器起動，降低了起動電流，但起動轉矩降低得更多。因此，定子串電抗器起動，只能用于空載和輕載。XzzKUUIIkkss111122211)()(XzzKUUTTkkss2、Y起動：假設起動的時候是三角接，這樣，相電壓等于線電壓 每相起動電流為 ， 線上的起動電流為 。而假設起動時定子繞組Y接，每相起動電壓為每相起動電

8、流，那么Y起動時，雖然相電壓和相電流與直接起動時相比降低到原來的1 ，但是對供電變壓器呵斥沖擊的起動電流那么降低到直接起動時的13。直接起動時起動轉矩為 ，Y起動時起動轉矩為 ，那么：用于拖動 的輕負載。在輕載起動條件下，應該優(yōu)先采用。 NUU 1IIIs33311NUUUsTsT31)(211UUTTsssssLTTTT3.031.11.1313/11NNYUUUUII33、自耦變壓器起動：電動機降壓起動電流為 ，與直接起動的起動電流 之間關系是：自耦變壓器原邊的起動電流為 ，與 之間關系為：因此降壓起動與直接起動相比，供電變壓器的起動電流的關系為：自耦變壓器起動時記起動轉矩為 ，與直接起動

9、時起動轉矩 之間的關系為：采用自耦變壓器降壓起動時，與直接起動相比較，電壓降低到 倍，起動電流與起動轉矩降低到 倍。實踐上起動用的自耦變壓器，備有幾個抽頭供選用。例如QJ 2型有三種抽頭，分別為55%即=55%、64%、73%出廠時接在73%抽頭上；QJ 3型也有三種抽頭，分別為40、 60%、80%出廠時接在 60抽頭上等。這也是我們前面所講的優(yōu)點，但是，自耦變壓器體積大，價錢高，也不能帶重負載起動。自耦變壓器降壓起動在較大容量鼠籠異步電動機上廣泛運用。降壓起動方法，主要目的都是減小起動電流，但同時又都程度不同地降低了起動轉矩，因此只適宜空載或輕載起動。12NNUUIINss sI12NNI

10、Iss 212)(NNIIss2122)()(NNUUTTNss12NN212)(NNsIsI sI sTsT四、三相繞線式異步電動機的起動1、轉子串頻敏變阻器起動P140圖10-6 對于單純?yōu)榱讼拗破饎与娏?、增大起動轉矩的繞線式異步電動機，可以采用轉子串頻敏變阻器起動。頻率為5OHz的電流經過時頻敏變阻器中磁密獲得高，鐵心處于飽和形狀，勵磁電流越大，因此勵磁電抗較小。而鐵心是厚鐵板或厚鋼板的、磁滯渦流損耗都很大，頻敏變阻器的單位分量鐵心中的損耗，與普通變壓器相比較要大幾百倍，因此勵磁電阻 較大。 2、轉子串電阻分級起動： 為了使整個起動過程中盡量堅持較大的起動轉矩、繞線式異步電動機可以采用逐

11、級切除起動電阻的轉子串電阻分級起動。10.4 深槽式和雙鼠籠式異步電動機此類電動機的特點起動電流較普通鼠籠式電動機小而起動轉矩較大。一、深槽式異步電動機：特點轉子槽深而窄原理：交流電流的集膚效應 二、雙鼠籠式異步電動機：兩個鼠籠：上籠起動籠導體截面小、電阻率大 下籠任務籠導體截面大、電阻率小10.5 10.5 三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速異步電動機的轉速為：因此，三相異步電動機的調速方法大致可以分成以下幾種類型：兩大類電氣調速、機械調速以下引見電氣調速方法 ：1改動轉差率s調速，包括降低電源電壓、繞線式異步電動機轉子回路串電阻等方法；2改動旋轉磁通勢同步轉速調速，包括改動定于繞組極

12、對數、改動供電電源頻率等方法；3雙饋調速：包括串級調速，屬改動理想空載轉速的一種調速方法；經過轉子的外接電路改動轉子電路的電勢、電壓、電流而改動轉子電路的電磁轉矩、轉速4利用轉差離合器調速。一、變極調速：適用鼠籠式異步電動機轉子的磁極對數由定子磁極對數決議優(yōu)點：設備簡單、運轉可靠、機械特性硬、無額外損耗、效率高，經濟性能好。缺陷：繞組出線多、調速不平滑本卷須知：少極數時的電角度關系與倍極數時的電角度關系不同，將導致三相的相序變反，因此變極的同時應改動電源的相序。二、變頻調速：改動三相異步電動機電源頻率，可以改動旋轉磁通勢的同步轉速，到達調速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調速時，可以從基頻向上調

13、，也可以從基頻向下調。1. 從基頻向下變頻調速從基頻向下變頻調速我們知道，三相異步電動機每相電壓：我們知道，三相異步電動機每相電壓：降低電源頻率時，必需同時降低電源電壓，否那么磁路將降低電源頻率時，必需同時降低電源電壓，否那么磁路將嚴重飽和。降低電源電壓有兩種控的制方法。嚴重飽和。降低電源電壓有兩種控的制方法。 堅持堅持 =常數常數 ：這種方法是恒磁通控制方式這種方法是恒磁通控制方式 ， 當改動頻率時，假設堅持當改動頻率時，假設堅持 =常數，最大轉矩常數，最大轉矩 為常數，為常數，與頻率無關，并且最大轉矩對應的轉速降落相等，也就與頻率無關，并且最大轉矩對應的轉速降落相等，也就是不同頻率的各條機

14、械特性是平行的，硬度一樣。這種是不同頻率的各條機械特性是平行的，硬度一樣。這種調速方法機械特性較硬，調速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。調速方法機械特性較硬，調速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以延續(xù)調理，因此變頻調速為無級調速，平由于頻率可以延續(xù)調理，因此變頻調速為無級調速，平滑性好。另外，電動機在正常負載運轉時，轉差率滑性好。另外，電動機在正常負載運轉時，轉差率s較較小，因此轉差功率較小，效率較高。小，因此轉差功率較小，效率較高。 11fE 堅持堅持 =常數常數隨著隨著f1的降低，的降低，Tm就減小了。顯然此時的機械特性特別是就減小了。顯然此時的機械特性特別是在低頻低速的機械特性變壞了。在低頻低速的機械特性變壞了。2. 從基頻向上變頻調速從基頻向上變頻調速 ： 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調速時，只升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調速時，只能堅持電壓為能堅持電壓為UN不變，頻率越高，磁通不變，頻率越高，磁通m越低，是一越低，是一種降低磁通升速的方法種降低磁通升速的方法頻率越高時，頻率越高時，