第09章-交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)

1、-1-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第2版）版） 第一節(jié)第一節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第二節(jié)第二節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)第三節(jié)第三節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第四節(jié)第四節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第五節(jié)第五節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)*-2-引引 言言 本章是交流電機(jī)拖動(dòng)的基礎(chǔ)，主要以異步電動(dòng)機(jī)本章是交流電機(jī)拖動(dòng)的基礎(chǔ)，主要以異步電動(dòng)機(jī)為重點(diǎn)，以穩(wěn)態(tài)分析為手段，討論交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)為重點(diǎn)，以穩(wěn)態(tài)分析為手段，討論交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的原理、方法及性能。第一節(jié)主的起動(dòng)、調(diào)速

2、和制動(dòng)的原理、方法及性能。第一節(jié)主要介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；第二節(jié)介紹異步電動(dòng)要介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；第二節(jié)介紹異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和起動(dòng)方法；第三節(jié)介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)的起動(dòng)性能和起動(dòng)方法；第三節(jié)介紹異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理；第四節(jié)介紹異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法和特性；調(diào)速原理；第四節(jié)介紹異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法和特性；第五節(jié)討論同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速等問(wèn)題。第五節(jié)討論同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速等問(wèn)題。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) -3-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和

3、參數(shù)固定三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n（或轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)差率s）之間的函數(shù)關(guān)系。）之間的函數(shù)關(guān)系。 一、機(jī)械特性的三種表達(dá)式一、機(jī)械特性的三種表達(dá)式 1. 物理表達(dá)式物理表達(dá)式 在第七章我們已導(dǎo)出異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式在第七章我們已導(dǎo)出異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式 2rmTecosICT （9-1）sr22srsr0/UIRRsXX2022)(cosrrrsXRR 這樣，由上式可間接得到異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系。雖然不這樣，由上式可間接得到異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系。雖然不能直接得到異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系，但因其在形式上

4、與直流電能直接得到異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系，但因其在形式上與直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程相似，物理概念清楚，因此被稱為機(jī)械特性的物理動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程相似，物理概念清楚，因此被稱為機(jī)械特性的物理表達(dá)式。表達(dá)式。 -4- 2. 參數(shù)表達(dá)式參數(shù)表達(dá)式 根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率的關(guān)系，可以寫出電磁根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率的關(guān)系，可以寫出電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)22rrrre11p3/3/2/602 /I RsI RsTnfn22psrsre222211srsr0srsr03/3/22/60n U RsU RsTnfRRsXXRR

5、sXX（9-4） 在上式中，固定在上式中，固定Us、f1及阻抗等參數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩只是轉(zhuǎn)差率及阻抗等參數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩只是轉(zhuǎn)差率的函數(shù)，也就是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系的函數(shù)，也就是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性關(guān)系 。這里，電。這里，電磁轉(zhuǎn)矩方程是以異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的形式表示的，便于根據(jù)電動(dòng)機(jī)磁轉(zhuǎn)矩方程是以異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的形式表示的，便于根據(jù)電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，因此稱為機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式。由參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，因此稱為機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式。由 便便可畫出可畫出Te - s曲線。曲線。 )(eTfn )(eTfn -5-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 3. 實(shí)用表達(dá)式實(shí)用表達(dá)式 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，三相異步電動(dòng)

6、機(jī)的參數(shù)不易得到，所以參數(shù)表實(shí)際應(yīng)用時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)不易得到，所以參數(shù)表達(dá)式使用不便。若能利用異步電機(jī)產(chǎn)品目錄中給出的數(shù)據(jù)，找出達(dá)式使用不便。若能利用異步電機(jī)產(chǎn)品目錄中給出的數(shù)據(jù)，找出異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性公式，即便是比較粗糙，但也很有實(shí)用價(jià)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性公式，即便是比較粗糙，但也很有實(shí)用價(jià)值，這就是實(shí)用公式。值，這就是實(shí)用公式。 (1) 最大電磁轉(zhuǎn)矩最大電磁轉(zhuǎn)矩 在參數(shù)表達(dá)式（在參數(shù)表達(dá)式（9-4）中令）中令 ， 可得到最大電磁轉(zhuǎn)矩可得到最大電磁轉(zhuǎn)矩 0d/desT2psem221sssr03122n UTfRRXX （9-5）最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，用最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的

7、轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，用sm表示為表示為 rm22ssr0RsRXX （9-6）-6-式中式中“+”號(hào)適用于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；號(hào)適用于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；“-”號(hào)適用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。號(hào)適用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 一般情況下，一般情況下， 的值不超過(guò)的值不超過(guò) 值的值的5%，可以忽略，可以忽略Rs的影響。這樣的影響。這樣第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)2sR2sr0()XX2psem1sr0312 2 ()n UTf XX rmsr0()RsXX （9-7） 也就是說(shuō)，異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的最大電磁轉(zhuǎn)矩的也就是說(shuō)，異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的最大電磁轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值可近似認(rèn)為相等，臨界轉(zhuǎn)差率也近似認(rèn)為相

8、等，機(jī)械特性絕對(duì)值可近似認(rèn)為相等，臨界轉(zhuǎn)差率也近似認(rèn)為相等，機(jī)械特性具有對(duì)稱性。具有對(duì)稱性。 上兩式說(shuō)明：上兩式說(shuō)明：最大電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，與漏電抗最大電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，與漏電抗成反比；臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比，與電壓大小無(wú)關(guān)。成反比；臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比，與電壓大小無(wú)關(guān)。 -7- 最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，又最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，又稱過(guò)載能力，用稱過(guò)載能力，用 表示為表示為第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)NemTT（9-8） (2) 實(shí)用表達(dá)式的推導(dǎo)實(shí)用表達(dá)式的推導(dǎo) 用式（用式（9-4）去除以式（）去除

9、以式（9-5）得）得 22rsssr0e22emsrsr02() (/ )() R RRXXTTs RRsXX22ssr0rm/RXXRs因?yàn)橐驗(yàn)?qssssqsRRsssssRRRRsRsRssRRRTTmmmrsmmmrsrs2r2m2rmrsreme221222-8-其中其中第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)sr222rssr0sr0s221RRqRRXXXXR 當(dāng)定子電阻的范圍為當(dāng)定子電阻的范圍為 ，q 的范圍為的范圍為 。若定子電阻滿足若定子電阻滿足 ，就有，就有 。所以只要滿足定子。所以只要滿足定子電阻很小的條件上式可簡(jiǎn)化為電阻很小的條件上式可簡(jiǎn)化為 s0R20 qss

10、r0RXX0qssssTTmmeme2（9-9） 這就是三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的實(shí)用公式。這就是三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的實(shí)用公式。-9- (3) 實(shí)用公式的使用實(shí)用公式的使用 從實(shí)用公式可知，必須在知道最大轉(zhuǎn)從實(shí)用公式可知，必須在知道最大轉(zhuǎn)矩矩Tem和臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率sm的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行計(jì)算。的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行計(jì)算。 額定輸出轉(zhuǎn)矩額定輸出轉(zhuǎn)矩T2N可以通過(guò)額定功率可以通過(guò)額定功率PN和額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速nN計(jì)算，計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中，忽略空載轉(zhuǎn)矩，近似認(rèn)為在實(shí)際應(yīng)用中，忽略空載轉(zhuǎn)矩，近似認(rèn)為TN=T2N。另外，過(guò)載。另外，過(guò)載能力可以從產(chǎn)品目錄中查到，這樣能力可以從產(chǎn)品目錄中查到，這樣 。

11、將額定工作點(diǎn)的將額定工作點(diǎn)的sN和和TN代入式（代入式（9-9），得），得第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)NemTTNmmN21ssss（9-10）12Nmss（9-11）-10- 這樣在實(shí)用表達(dá)式中，在按產(chǎn)品目錄求出這樣在實(shí)用表達(dá)式中，在按產(chǎn)品目錄求出Tem與與sm后，只剩下后，只剩下Te與與s兩個(gè)未知數(shù)了。如欲繪制異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，只要給定兩個(gè)未知數(shù)了。如欲繪制異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，只要給定一系列的一系列的s值，按實(shí)用表達(dá)式求出相應(yīng)的值，按實(shí)用表達(dá)式求出相應(yīng)的Te值即可繪制出機(jī)械特性值即可繪制出機(jī)械特性曲線。曲線。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載以下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載以

12、下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，很小， ，實(shí)用表達(dá)式可進(jìn)一步近似寫為實(shí)用表達(dá)式可進(jìn)一步近似寫為 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)smmsssssTTmeme2（9-12）由此可見(jiàn)，當(dāng)由此可見(jiàn)，當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Te與與s成正比，機(jī)械特性是一條直線。上式成正比，機(jī)械特性是一條直線。上式稱為機(jī)械特性的近似計(jì)算公式，應(yīng)用這個(gè)公式時(shí)，稱為機(jī)械特性的近似計(jì)算公式，應(yīng)用這個(gè)公式時(shí)，sm可按下式計(jì)可按下式計(jì)算算 Nss Nm2 ss（9-13）-11- 對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的3種表達(dá)式，其應(yīng)用場(chǎng)合各有不種表達(dá)式，其應(yīng)用場(chǎng)合各有不同。一般物理表達(dá)式適用于定性地分析同。一般物理表達(dá)式適

13、用于定性地分析 Te 與與 及及 間的間的關(guān)系；參數(shù)表達(dá)式多用于分析各參數(shù)變化對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的關(guān)系；參數(shù)表達(dá)式多用于分析各參數(shù)變化對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的影響；實(shí)用表達(dá)式最適用于進(jìn)行機(jī)械特性的工程計(jì)算。影響；實(shí)用表達(dá)式最適用于進(jìn)行機(jī)械特性的工程計(jì)算。 二、固有機(jī)械特性二、固有機(jī)械特性 1. 固有機(jī)械特性曲線固有機(jī)械特性曲線 三相異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率均為額定值不變時(shí)，在定轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率均為額定值不變時(shí)，在定轉(zhuǎn)子回路中不串入任何電路元件條件下的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械子回路中不串入任何電路元件條件下的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。其特性。其T-s曲線（也即曲線（也即T-n曲線）見(jiàn)圖曲線）見(jiàn)圖9

14、-1所示。其中曲線所示。其中曲線1為電為電源正相序時(shí)的機(jī)械特性曲線，此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)處于正向電動(dòng)運(yùn)源正相序時(shí)的機(jī)械特性曲線，此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)處于正向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；曲線行狀態(tài)；曲線2為電源負(fù)相序時(shí)的機(jī)械特性曲線，此時(shí)異步電動(dòng)為電源負(fù)相序時(shí)的機(jī)械特性曲線，此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)處于反向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)處于反向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)m22cosI-12- 異步電機(jī)的機(jī)械特性可視為異步電機(jī)的機(jī)械特性可視為由兩部分組成，即當(dāng)由兩部分組成，即當(dāng) 時(shí)，時(shí)，機(jī)械特性近似為直線，稱為機(jī)械特性近似為直線，稱為機(jī)械機(jī)械特性的直線部分特性的直線部分，又可稱為，又可稱為工作工作部分部分，因?yàn)?/p>

15、電動(dòng)機(jī)不論帶何種性，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)不論帶何種性質(zhì)的負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)質(zhì)的負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng) 時(shí)，時(shí)，機(jī)械特性為一曲線，稱為機(jī)械特性為一曲線，稱為機(jī)械特機(jī)械特性的曲線部分性的曲線部分，有時(shí)又稱之為，有時(shí)又稱之為非非工作部分工作部分。但所謂非工作部分是。但所謂非工作部分是僅對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載而僅對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載而言的，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這一特性段與言的，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這一特性段與這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，而對(duì)力拖動(dòng)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，而對(duì)于泵類風(fēng)機(jī)性負(fù)載，則在這一特于泵類風(fēng)機(jī)性負(fù)載，則在這一特性段上系統(tǒng)卻能穩(wěn)定工作。性段上系統(tǒng)卻能穩(wěn)定工作。 第

16、九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)NLTT mss -13- 2. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，即三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，即n = 0，s = 1時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用Tst 表示。將表示。將s = 1代入式（代入式（9-4）中，得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）中，得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)2psrst221srsr032 ()() n U RTfRRXX（9-14） 從式中看出，從式中看出，Tst 與電壓平方成正比，漏電抗越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，漏電抗越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小。將起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)

17、，用越小。將起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，用KT 表示表示NstTTTK（9-15） 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于大于1.11.2倍的負(fù)載轉(zhuǎn)矩就可倍的負(fù)載轉(zhuǎn)矩就可以順利起動(dòng)。一般異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)以順利起動(dòng)。一般異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KT = 0.81.2。-14- 3. 穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性在三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性在 范圍內(nèi)，是一根下斜范圍內(nèi)，是一根下斜的曲線。根據(jù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定條件，三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)的曲線。根據(jù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定條件，三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和泵類負(fù)載運(yùn)行時(shí)，均能穩(wěn)定運(yùn)行。而在矩負(fù)載和泵

18、類負(fù)載運(yùn)行時(shí)，均能穩(wěn)定運(yùn)行。而在 范圍，范圍，機(jī)械特性上翹，如果三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載將不能穩(wěn)定機(jī)械特性上翹，如果三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載將不能穩(wěn)定運(yùn)行。但如果是拖動(dòng)泵類負(fù)載，若滿足運(yùn)行。但如果是拖動(dòng)泵類負(fù)載，若滿足 的條件，的條件，即可以穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于這時(shí)候轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，轉(zhuǎn)子電動(dòng)即可以穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于這時(shí)候轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)勢(shì) 比正常運(yùn)行時(shí)大很多。這將造成轉(zhuǎn)子電流、比正常運(yùn)行時(shí)大很多。這將造成轉(zhuǎn)子電流、 定子電流定子電流均很大，因此不能長(zhǎng)期運(yùn)行。所以，三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在均很大，因此不能長(zhǎng)期運(yùn)行。所以，三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在 范圍內(nèi)，長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在范圍內(nèi)，

19、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行在 范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)m0ss 1m ssnTnTd/dd/dLer0rsEE m0ss N0ss -15- 三、人為機(jī)械特性三、人為機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)在改變電源電壓、電源頻率、定子極對(duì)數(shù)或三相異步電動(dòng)機(jī)在改變電源電壓、電源頻率、定子極對(duì)數(shù)或增大定、轉(zhuǎn)子阻抗的情況下，增大定、轉(zhuǎn)子阻抗的情況下， 所得到的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特所得到的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特性。性。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 1. 降低定子端電壓降低定子端電壓的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性 在電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表在電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式中，保持其它量都不

20、達(dá)式中，保持其它量都不變，只改變定子電壓變，只改變定子電壓Us的的大小。由于異步電動(dòng)機(jī)的大小。由于異步電動(dòng)機(jī)的磁路在額定電壓下工作于磁路在額定電壓下工作于近飽和點(diǎn)，故不宜再升高近飽和點(diǎn)，故不宜再升高電壓，所以只討論降低定電壓，所以只討論降低定子電壓子電壓Us時(shí)的人為機(jī)械特時(shí)的人為機(jī)械特性。性。 -16- 2. 定子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性定子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性 定子回路串入電阻并不影響同步轉(zhuǎn)速定子回路串入電阻并不影響同步轉(zhuǎn)速n1，但是最大電磁轉(zhuǎn)，但是最大電磁轉(zhuǎn)矩矩Tem、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 和臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率 sm都隨著定子回路電阻值的都隨著定子回路電阻值的增

21、大而減小。增大而減小。第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-17- 3. 定子回路串三相對(duì)稱電抗的人為機(jī)械特性定子回路串三相對(duì)稱電抗的人為機(jī)械特性 定子回路串入三相對(duì)稱電抗的人為機(jī)械特性與串電阻的相定子回路串入三相對(duì)稱電抗的人為機(jī)械特性與串電阻的相似，只是這種情況下電抗不消耗有功功率，似，只是這種情況下電抗不消耗有功功率， 而串電阻時(shí)電阻消而串電阻時(shí)電阻消耗有功功率。耗有功功率。 4. 轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑環(huán)，可以把三相對(duì)稱電阻串繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑環(huán)，可以把三相對(duì)稱電阻串入轉(zhuǎn)子回路后再三相短路。轉(zhuǎn)

22、子回路串入電阻并不影響同步轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)子回路后再三相短路。轉(zhuǎn)子回路串入電阻并不影響同步轉(zhuǎn)速速n1。又因?yàn)樽畲箅姶呸D(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路電阻無(wú)關(guān)，即轉(zhuǎn)子串入。又因?yàn)樽畲箅姶呸D(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路電阻無(wú)關(guān)，即轉(zhuǎn)子串入電阻后，電阻后，Tem不變。不變。 由于臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，由于臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)子串入電阻后當(dāng)轉(zhuǎn)子串入電阻后sm增大。轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)增大。轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱電阻的人為機(jī)械特性如圖械特性如圖9-4所示。所示。第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-18-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 從圖從圖9-4看出，看出，在轉(zhuǎn)子回路中串入合適的電阻，

23、可以增大起在轉(zhuǎn)子回路中串入合適的電阻，可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)所串入的電阻滿足，當(dāng)所串入的電阻滿足 rmsr01RRsXX（9-16）則有則有 ，即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為最，即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為最大電磁轉(zhuǎn)矩，其中大電磁轉(zhuǎn)矩，其中 。但是若串入轉(zhuǎn)子回路的電阻再但是若串入轉(zhuǎn)子回路的電阻再增加，則增加，則 ， 。因。因此，此，轉(zhuǎn)子回路串電阻增大起動(dòng)轉(zhuǎn)子回路串電阻增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并非是電阻越大越好，而轉(zhuǎn)矩并非是電阻越大越好，而是有一個(gè)限度。是有一個(gè)限度。 emstTT RkkRie1semstTT 例例9-19-1-19-第二節(jié)第二節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接入電網(wǎng)后，異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接入電

24、網(wǎng)后， 轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程，稱為異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。行狀態(tài)的過(guò)程，稱為異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。 在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，通在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，通常要求電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，常要求電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩， 以拖動(dòng)負(fù)載較快地達(dá)到以拖動(dòng)負(fù)載較快地達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，而起動(dòng)電流又不要太大，穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，而起動(dòng)電流又不要太大， 以免引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)以免引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)過(guò)大，而影響電網(wǎng)上其它負(fù)載的正常工作。過(guò)大，而影響電網(wǎng)上其它負(fù)載的正常工作。 因此，衡量異步電動(dòng)因此，衡量異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的主要指標(biāo)是機(jī)起動(dòng)性能的主要指標(biāo)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KT=Tst /TN和和

25、起動(dòng)電流倍數(shù)起動(dòng)電流倍數(shù)KI=Ist / IN。 一、異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能分析一、異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能分析 普通的異步電動(dòng)機(jī)普通的異步電動(dòng)機(jī) 如果不采取任何措施如果不采取任何措施 而直接接入電網(wǎng)起動(dòng)而直接接入電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，時(shí)，往往起動(dòng)電流往往起動(dòng)電流Ist 很大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 不足。不足。其原因可以根據(jù)其原因可以根據(jù)下面異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式來(lái)分析。下面異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式來(lái)分析。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-20-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 在起動(dòng)初始，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為在起動(dòng)初始，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n = 0，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率s = 1，轉(zhuǎn)子電

26、流，轉(zhuǎn)子電流的頻率的頻率f2=sf1，轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)sEr0=Er0，比正常運(yùn)行時(shí)（，比正常運(yùn)行時(shí)（s = 0.010.05）的電動(dòng)勢(shì)值大）的電動(dòng)勢(shì)值大20倍以上，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流倍以上，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流Ir很大，定子很大，定子電流的負(fù)載分量也隨之急劇增大，使得定子電流（即起動(dòng)電流）電流的負(fù)載分量也隨之急劇增大，使得定子電流（即起動(dòng)電流）很大；很大；其次，其次，由于轉(zhuǎn)子頻率很高（由于轉(zhuǎn)子頻率很高（f2=sf1 50Hz），轉(zhuǎn)子漏磁），轉(zhuǎn)子漏磁sXr0Rr，使得轉(zhuǎn)子內(nèi)的功率因數(shù)，使得轉(zhuǎn)子內(nèi)的功率因數(shù)cos2很小，所以盡管起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)很小，所以盡管起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流子電流Ir 很大，但其有功分

27、量很大，但其有功分量Ircos2并不大，而且，由于起動(dòng)電并不大，而且，由于起動(dòng)電流很大，定子繞組的漏阻抗壓降增大，使得感應(yīng)電勢(shì)流很大，定子繞組的漏阻抗壓降增大，使得感應(yīng)電勢(shì)Es和與之成和與之成正比的主磁通正比的主磁通 m減小，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst并不大。并不大。2rmTecosICT 2r02r0rr)/(XsREI2r02rr2)/(/cosXsRsR-21- 總之，異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)存在以下兩種矛盾：總之，異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)存在以下兩種矛盾： 1）起動(dòng)電流大，而電網(wǎng)承受沖擊電流的能力有限；）起動(dòng)電流大，而電網(wǎng)承受沖擊電流的能力有限； 2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，而負(fù)載又要求有足夠的轉(zhuǎn)矩

28、才能起動(dòng)。）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，而負(fù)載又要求有足夠的轉(zhuǎn)矩才能起動(dòng)。 因此，應(yīng)根據(jù)情況，針對(duì)主要矛盾，尋求不同的解決方法。因此，應(yīng)根據(jù)情況，針對(duì)主要矛盾，尋求不同的解決方法。下面按下面按4種情況分別討論常用的異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。種情況分別討論常用的異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。 二、小容量電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng)二、小容量電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng)直接起動(dòng)直接起動(dòng) 直接起動(dòng)就是利用開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接直接起動(dòng)就是利用開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接到具有額定電壓的電網(wǎng)上接到具有額定電壓的電網(wǎng)上,也稱為全壓起動(dòng)。這種起動(dòng)方法的也稱為全壓起動(dòng)。這種起動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大，會(huì)引起優(yōu)

29、點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大，會(huì)引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)的籠型異步電動(dòng)機(jī)，本身都允許直接電網(wǎng)電壓波動(dòng)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)的籠型異步電動(dòng)機(jī)，本身都允許直接起動(dòng)。因此對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)而言，直接起動(dòng)方法的應(yīng)用主起動(dòng)。因此對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)而言，直接起動(dòng)方法的應(yīng)用主要受電網(wǎng)容量的限制。要受電網(wǎng)容量的限制。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-22- 三、中、大容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)三、中、大容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)降壓起動(dòng)降壓起動(dòng) 若電動(dòng)機(jī)容量較大，則不能直接起動(dòng)。此時(shí)，若仍是輕載若電動(dòng)機(jī)容量較大，則不能直接起動(dòng)。此時(shí)，若仍是輕載起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)的主要矛盾就是起動(dòng)電流大而電網(wǎng)允許沖擊電流起動(dòng)，

30、起動(dòng)時(shí)的主要矛盾就是起動(dòng)電流大而電網(wǎng)允許沖擊電流有限的矛盾，對(duì)此只有減小起動(dòng)電流才能予以解決。而對(duì)于籠有限的矛盾，對(duì)此只有減小起動(dòng)電流才能予以解決。而對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)，減小起動(dòng)電流的主要方法是降壓起動(dòng)。型異步電動(dòng)機(jī)，減小起動(dòng)電流的主要方法是降壓起動(dòng)。 1. 星形星形-三角形（三角形（Y-）換接起動(dòng)）換接起動(dòng) Y-換接起動(dòng)方法只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形換接起動(dòng)方法只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)，其每相繞組均引出兩個(gè)出線端，三相共引出六個(gè)出的電動(dòng)機(jī)，其每相繞組均引出兩個(gè)出線端，三相共引出六個(gè)出線端。在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，起動(dòng)完畢后再換接成三線端。在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接

31、成星形，起動(dòng)完畢后再換接成三角形。這樣，在起動(dòng)時(shí)就把定子每相繞組上的電壓降到正常工角形。這樣，在起動(dòng)時(shí)就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的作電壓的 。 設(shè)起動(dòng)時(shí)接成設(shè)起動(dòng)時(shí)接成Y形的定子繞組的線電壓為形的定子繞組的線電壓為Us，該電壓也就是，該電壓也就是電網(wǎng)電壓，則相電壓為電網(wǎng)電壓，則相電壓為 。這時(shí)線電流與相電流相等，則。這時(shí)線電流與相電流相等，則Y形起動(dòng)電流為形起動(dòng)電流為 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)3/ 13/sUssstY3ZUI-23- 三角形連接時(shí)每相繞組的相電壓與線電壓相等為三角形連接時(shí)每相繞組的相電壓與線電壓相等為Us，相電，相電流是線電流的流是線電流的

32、 ，即，即形起動(dòng)電流為形起動(dòng)電流為 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)3/ 1ssst3ZUI31ststYII-24- 2. 自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng) 自耦降壓起動(dòng)方法就是利用三相自耦變壓器降低加到電動(dòng)自耦降壓起動(dòng)方法就是利用三相自耦變壓器降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動(dòng)電流的起動(dòng)方法。采用自耦變機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動(dòng)電流的起動(dòng)方法。采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，自耦變壓器的一次側(cè)（高壓邊）接電網(wǎng)，二壓器降壓起動(dòng)時(shí)，自耦變壓器的一次側(cè)（高壓邊）接電網(wǎng)，二次側(cè)（低壓邊）接到電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，待其轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定次側(cè)（低壓邊）接到電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，待其轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)，再把電

33、動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上，同時(shí)將自耦變壓器從電網(wǎng)上時(shí)，再把電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上，同時(shí)將自耦變壓器從電網(wǎng)上切除。切除。第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-25- 根據(jù)變壓器原理，可知根據(jù)變壓器原理，可知 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 設(shè)設(shè)I2為定子繞組電壓為為定子繞組電壓為U2時(shí)的起動(dòng)電流，時(shí)的起動(dòng)電流，Ist為全電壓為全電壓U1時(shí)的時(shí)的起動(dòng)電流，則起動(dòng)電流，則（9-19）根據(jù)以上兩式，可得根據(jù)以上兩式，可得122112NNIIUU12st2UUII212st1NNII-26- 上式表明：利用自耦變壓上式表明：利用自耦變壓器后，電動(dòng)機(jī)端電壓器后，電動(dòng)機(jī)端電壓 Us=U2

34、降降到到 ，定子電流，定子電流Is=I2也也降到降到 ， 通過(guò)自耦變壓通過(guò)自耦變壓器，又使從電網(wǎng)上吸取的電流器，又使從電網(wǎng)上吸取的電流I1 降低為全電壓起動(dòng)電流降低為全電壓起動(dòng)電流 Ist的的 。由于。由于 ，而異步機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩而異步機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 ，所以利用自耦變壓器后，起動(dòng)所以利用自耦變壓器后，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降到轉(zhuǎn)矩也降到 （Tst為全為全電壓電壓U1時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩），即時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩），即起起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)電流降低同樣的動(dòng)轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)電流降低同樣的倍數(shù)。倍數(shù)。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)112/UNNst12/INN212/ NN112s/UNNU 2seUT st212/TNN-

35、27- 3. 串電阻（抗）起動(dòng)方法串電阻（抗）起動(dòng)方法 所謂串電阻（抗）起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)定子電路中所謂串電阻（抗）起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)定子電路中串接電阻或電抗，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)再將其從定子電路串接電阻或電抗，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)再將其從定子電路中切除。中切除。 由于起動(dòng)時(shí)，由于起動(dòng)時(shí)， 在串接電阻或電抗上降掉了一部分電在串接電阻或電抗上降掉了一部分電壓，所以加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓就降低了，相應(yīng)地起動(dòng)壓，所以加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓就降低了，相應(yīng)地起動(dòng)電流也減小了。電流也減小了。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)例例9-29-2-28- 該起動(dòng)方法的該起動(dòng)

36、方法的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流沖擊小，運(yùn)行可靠，起動(dòng)設(shè)優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流沖擊小，運(yùn)行可靠，起動(dòng)設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)電能損耗較多。備構(gòu)造簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)電能損耗較多。 籠式異步電動(dòng)機(jī)定子串接電阻（抗）降壓起動(dòng)時(shí)，串接電籠式異步電動(dòng)機(jī)定子串接電阻（抗）降壓起動(dòng)時(shí)，串接電阻的大小應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)及起動(dòng)要求來(lái)選擇計(jì)算，阻的大小應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)及起動(dòng)要求來(lái)選擇計(jì)算， 具體計(jì)具體計(jì)算方法可參閱教材相關(guān)內(nèi)容。算方法可參閱教材相關(guān)內(nèi)容。 4. 延邊三角形起動(dòng)方法延邊三角形起動(dòng)方法 圖圖9-9a為正常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)（為正常運(yùn)行時(shí)為三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)（380/660V）的定子三相繞組，每相繞組的中間引出

37、一個(gè)出線端，故定子三的定子三相繞組，每相繞組的中間引出一個(gè)出線端，故定子三相繞組共有相繞組共有9個(gè)出線端。如起動(dòng)時(shí)將繞組的個(gè)出線端。如起動(dòng)時(shí)將繞組的1、2、3三個(gè)出線端三個(gè)出線端接電源；接電源；4、5、6三個(gè)出線端分別與三個(gè)中間出線端三個(gè)出線端分別與三個(gè)中間出線端8、9、7相相連，如圖連，如圖9-9b所示，即成了所謂的延邊三角形聯(lián)結(jié)法。所示，即成了所謂的延邊三角形聯(lián)結(jié)法。 三相繞組聯(lián)結(jié)成延邊三角形時(shí)，繞組的相電壓低于電源電三相繞組聯(lián)結(jié)成延邊三角形時(shí)，繞組的相電壓低于電源電壓，且降低值與繞組的中間引出端的抽頭比例有關(guān)。因此在起壓，且降低值與繞組的中間引出端的抽頭比例有關(guān)。因此在起動(dòng)過(guò)程中，將定子

38、繞組聯(lián)結(jié)成延邊三角形，可使定子繞組的電動(dòng)過(guò)程中，將定子繞組聯(lián)結(jié)成延邊三角形，可使定子繞組的電壓降低，也能減小起動(dòng)電流。壓降低，也能減小起動(dòng)電流。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-29- 延邊三角形起動(dòng)具有體積小、質(zhì)量輕、允許經(jīng)常起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，延邊三角形起動(dòng)具有體積小、質(zhì)量輕、允許經(jīng)常起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，而且采用不同的抽頭比例，可以得到延邊三角形聯(lián)結(jié)法的不同相而且采用不同的抽頭比例，可以得到延邊三角形聯(lián)結(jié)法的不同相電壓，其值比星形電壓，其值比星形-三角形換接起動(dòng)時(shí)星形聯(lián)結(jié)法的電壓值高，三角形換接起動(dòng)時(shí)星形聯(lián)結(jié)法的電壓值高，因此其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比星形因此其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比星形-三角形換接起動(dòng)時(shí)大，它能用

39、于重載起三角形換接起動(dòng)時(shí)大，它能用于重載起動(dòng)。延邊三角形起動(dòng)法預(yù)期將獲得進(jìn)一步推廣，并將逐步取代動(dòng)。延邊三角形起動(dòng)法預(yù)期將獲得進(jìn)一步推廣，并將逐步取代自耦降壓起動(dòng)方法。其缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接線較為復(fù)雜。自耦降壓起動(dòng)方法。其缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接線較為復(fù)雜。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-30- 四、小容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)四、小容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的特殊形式籠型異步電動(dòng)機(jī)的特殊形式 小容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)的主要矛盾是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足。解決小容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)的主要矛盾是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足。解決這一矛盾的方法有兩個(gè)：一是按起動(dòng)要求選擇容量大一號(hào)或更大這一矛盾的方法有兩個(gè)：一是按起動(dòng)要

40、求選擇容量大一號(hào)或更大些的電動(dòng)機(jī)；些的電動(dòng)機(jī)； 另一是選用起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的特殊形式的籠型電動(dòng)另一是選用起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的特殊形式的籠型電動(dòng)機(jī)。機(jī)。 通過(guò)改進(jìn)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，獲得較好起動(dòng)性能的特殊型式的籠通過(guò)改進(jìn)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，獲得較好起動(dòng)性能的特殊型式的籠型異步電動(dòng)機(jī)，主要有高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動(dòng)機(jī)、深槽式異步電型異步電動(dòng)機(jī)，主要有高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動(dòng)機(jī)、深槽式異步電動(dòng)機(jī)、雙籠型異步電動(dòng)機(jī)等。這些特殊形式的籠型異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)機(jī)、雙籠型異步電動(dòng)機(jī)等。這些特殊形式的籠型異步電動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。共同特點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-31- 1. 高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步

41、電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不是采用普通的鋁條，而是采用電阻這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不是采用普通的鋁條，而是采用電阻率較高的率較高的ZL-14鋁合金，鋁合金， 通過(guò)適當(dāng)?shù)丶哟筠D(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻來(lái)改善通過(guò)適當(dāng)?shù)丶哟筠D(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻來(lái)改善起動(dòng)性能，這樣既可限制起動(dòng)電流，又可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但這種起動(dòng)性能，這樣既可限制起動(dòng)電流，又可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但這種電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率比普通的鼠籠式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率高，電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率比普通的鼠籠式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率高，鼓稱之為高轉(zhuǎn)差鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。國(guó)產(chǎn)高轉(zhuǎn)差鼠籠式異步電動(dòng)鼓稱之為高轉(zhuǎn)差鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。國(guó)產(chǎn)高轉(zhuǎn)差鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為機(jī)的型

42、號(hào)為JZ型，使用場(chǎng)合主要是起重運(yùn)輸機(jī)械和冶金企業(yè)的輔型，使用場(chǎng)合主要是起重運(yùn)輸機(jī)械和冶金企業(yè)的輔助機(jī)械的電力拖動(dòng)等，因此也稱之為起重助機(jī)械的電力拖動(dòng)等，因此也稱之為起重-冶金型電動(dòng)機(jī)。冶金型電動(dòng)機(jī)。 為了適應(yīng)起動(dòng)頻繁的要求，除適當(dāng)增大了轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻改為了適應(yīng)起動(dòng)頻繁的要求，除適當(dāng)增大了轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻改善其起動(dòng)性能外，該電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也比較堅(jiān)固，與普通鼠籠式電善其起動(dòng)性能外，該電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也比較堅(jiān)固，與普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)相比，定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙較大，過(guò)載能力也高。但也正因動(dòng)機(jī)相比，定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙較大，過(guò)載能力也高。但也正因?yàn)檫@種電動(dòng)機(jī)的氣隙大，使得激磁電流也大，功率因數(shù)降低，再為這種電動(dòng)機(jī)的氣

43、隙大，使得激磁電流也大，功率因數(shù)降低，再加上轉(zhuǎn)子電阻大而引起的正常運(yùn)行時(shí)的損耗較大，效率比較低。加上轉(zhuǎn)子電阻大而引起的正常運(yùn)行時(shí)的損耗較大，效率比較低。所以不是經(jīng)常起動(dòng)的拖動(dòng)系統(tǒng)一般不采用這種電動(dòng)機(jī)。所以不是經(jīng)常起動(dòng)的拖動(dòng)系統(tǒng)一般不采用這種電動(dòng)機(jī)。 第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)-32-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 2. 深槽式異步電動(dòng)機(jī)深槽式異步電動(dòng)機(jī) 這種電動(dòng)機(jī)是靠適當(dāng)改變轉(zhuǎn)子的槽形，充分利用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)這種電動(dòng)機(jī)是靠適當(dāng)改變轉(zhuǎn)子的槽形，充分利用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)的過(guò)程中轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)的“集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)”，以達(dá)到既改善起動(dòng)性能又不，以達(dá)到既改善起動(dòng)性能

44、又不降低正常運(yùn)行效率的目的。所謂集膚效應(yīng)即是轉(zhuǎn)子槽漏磁通引起降低正常運(yùn)行效率的目的。所謂集膚效應(yīng)即是轉(zhuǎn)子槽漏磁通引起轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電流集擠在導(dǎo)條表層的效應(yīng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電流集擠在導(dǎo)條表層的效應(yīng)。-33-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 3. 雙籠型異步電動(dòng)機(jī)雙籠型異步電動(dòng)機(jī) 這種異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝了兩套籠，如圖這種異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝了兩套籠，如圖9-11所示。兩所示。兩個(gè)籠間由狹長(zhǎng)的縫隙隔開(kāi)，顯然里面的籠相連的漏磁通比外面的個(gè)籠間由狹長(zhǎng)的縫隙隔開(kāi)，顯然里面的籠相連的漏磁通比外面的籠的大得多。外面的籠導(dǎo)條較細(xì)，采用電阻率較大的黃銅或鋁青籠的大得多。外面的籠導(dǎo)條較細(xì)，采用電阻率較大

45、的黃銅或鋁青銅等材料制成，故電阻較大，稱為起動(dòng)籠；里面的籠截面較大，銅等材料制成，故電阻較大，稱為起動(dòng)籠；里面的籠截面較大，采用電阻率較小的紫銅等材料制成，故電阻較小，稱為運(yùn)行籠。采用電阻率較小的紫銅等材料制成，故電阻較小，稱為運(yùn)行籠。-34-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 五、中、大容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)五、中、大容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng) 中、大容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)，中、大容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)， 起動(dòng)的兩種矛盾同時(shí)起作用，起動(dòng)的兩種矛盾同時(shí)起作用，問(wèn)題最尖銳。問(wèn)題最尖銳。 如果上述特殊形式的籠型電動(dòng)機(jī)還不能適應(yīng)，則只如果上述特殊形式的籠型

46、電動(dòng)機(jī)還不能適應(yīng)，則只能采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)了。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上能采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)了。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上串接電阻時(shí)，如果阻值選擇合適，可以既增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又減小串接電阻時(shí)，如果阻值選擇合適，可以既增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又減小起動(dòng)電流，兩種矛盾都能得到解決。三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起起動(dòng)電流，兩種矛盾都能得到解決。三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法通常有轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)動(dòng)方法通常有轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)兩種方法。兩種方法。 -35-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 1. 轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)方法方法 繞線式異步電

47、動(dòng)機(jī)的繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是三相繞組，它通過(guò)轉(zhuǎn)子是三相繞組，它通過(guò)滑環(huán)與電刷可以串接附加滑環(huán)與電刷可以串接附加電阻，因此可以實(shí)現(xiàn)一種電阻，因此可以實(shí)現(xiàn)一種幾乎理想的起動(dòng)方法，即幾乎理想的起動(dòng)方法，即在起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組中在起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組中串接適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電阻，以串接適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電阻，以減小起動(dòng)電流，增加起動(dòng)減小起動(dòng)電流，增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩， 待轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定待轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)，將起動(dòng)電阻從轉(zhuǎn)子電時(shí)，將起動(dòng)電阻從轉(zhuǎn)子電路中切除，路中切除， 進(jìn)入正常運(yùn)進(jìn)入正常運(yùn)行。行。 -36-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 2. 轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)方法轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)方法 轉(zhuǎn)子串接電阻起

48、動(dòng)的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)功率較大時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)功率較大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很大；若起動(dòng)電阻逐段變化，則轉(zhuǎn)矩變化也較大，對(duì)機(jī)械子電流很大；若起動(dòng)電阻逐段變化，則轉(zhuǎn)矩變化也較大，對(duì)機(jī)械負(fù)載沖擊較大；此外，大功率電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備較龐大，操作維負(fù)載沖擊較大；此外，大功率電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備較龐大，操作維護(hù)也不方便。如果采用頻敏變阻器代替起動(dòng)電阻，則可克服上述護(hù)也不方便。如果采用頻敏變阻器代替起動(dòng)電阻，則可克服上述缺點(diǎn)。頻敏變阻器的特點(diǎn)是其電阻值隨轉(zhuǎn)速的上升而自動(dòng)減小。缺點(diǎn)。頻敏變阻器的特點(diǎn)是其電阻值隨轉(zhuǎn)速的上升而自動(dòng)減小。 -37-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)第三節(jié)

49、第三節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 與直流拖動(dòng)系統(tǒng)相似，在實(shí)際應(yīng)用中往往也要求拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)與直流拖動(dòng)系統(tǒng)相似，在實(shí)際應(yīng)用中往往也要求拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)，但是要實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速要比直流械的交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)，但是要實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速要比直流調(diào)速?gòu)?fù)雜和困難得多。本節(jié)僅討論異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本原理和調(diào)速?gòu)?fù)雜和困難得多。本節(jié)僅討論異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本原理和方法。方法。 按照異步電動(dòng)機(jī)的基本原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率按照異步電動(dòng)機(jī)的基本原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率Pem可分成兩部分：一部分可分成兩部分：一部分 為拖動(dòng)負(fù)載的有效功率；另一為拖動(dòng)負(fù)載的有效功率；另一部分是轉(zhuǎn)差功率部

50、分是轉(zhuǎn)差功率 ， 與轉(zhuǎn)差率成正比。與轉(zhuǎn)差率成正比。 從能量轉(zhuǎn)換的角度從能量轉(zhuǎn)換的角度看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是回收，看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是回收， 顯然是評(píng)價(jià)調(diào)速系顯然是評(píng)價(jià)調(diào)速系統(tǒng)效率的一個(gè)指標(biāo)。統(tǒng)效率的一個(gè)指標(biāo)。 據(jù)此，據(jù)此， 又可把異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分為三又可把異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分為三類：類：em2)1 (PsPmssPP -38-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 1）轉(zhuǎn)差功率消耗型）轉(zhuǎn)差功率消耗型 全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載掉。它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降

51、低（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)），越向下調(diào)效率越低。這類調(diào)速方法的效率最低，時(shí)），越向下調(diào)效率越低。這類調(diào)速方法的效率最低， 2）轉(zhuǎn)差功率回饋型）轉(zhuǎn)差功率回饋型 轉(zhuǎn)差功率的一部分消耗掉，大部分轉(zhuǎn)差功率的一部分消耗掉，大部分則通過(guò)變流裝置回饋電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化成機(jī)械能予以利用，轉(zhuǎn)速越低時(shí)則通過(guò)變流裝置回饋電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化成機(jī)械能予以利用，轉(zhuǎn)速越低時(shí)回收的功率越多，其效率比前者高?；厥盏墓β试蕉?，其效率比前者高。 3）轉(zhuǎn)差功率不變型）轉(zhuǎn)差功率不變型 轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅損部分的消耗是轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅損部分的消耗是不可避免的，但由于這類調(diào)速方法無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，不可避免的，但由于這類調(diào)速方法無(wú)論轉(zhuǎn)速高低， 轉(zhuǎn)差率保持不轉(zhuǎn)差率保持不變，

52、所以轉(zhuǎn)差功率的消耗也基本不變，因此效率最高。變，所以轉(zhuǎn)差功率的消耗也基本不變，因此效率最高。 下面就以這種分類方法介紹幾種異步電動(dòng)機(jī)主要調(diào)速方法的下面就以這種分類方法介紹幾種異步電動(dòng)機(jī)主要調(diào)速方法的工作原理及其特性。工作原理及其特性。 -39-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 一、轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法一、轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 這類方法的共同特點(diǎn)是在調(diào)速過(guò)程中均產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，這類方法的共同特點(diǎn)是在調(diào)速過(guò)程中均產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，并消耗在轉(zhuǎn)子電路中。轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法主要有改變定子并消耗在轉(zhuǎn)子電路中。轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法主要有改變定子電壓調(diào)速法、轉(zhuǎn)

53、子電路串接電阻調(diào)速法等。電壓調(diào)速法、轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速法等。 1. 改變定子電壓調(diào)速改變定子電壓調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)在同步轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)在同步轉(zhuǎn)速n1和和臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率 sm 保持不變的情況保持不變的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩與所加定子電壓的下，輸出轉(zhuǎn)矩與所加定子電壓的平方成正比。因此，改變定子電平方成正比。因此，改變定子電壓就可以改變其機(jī)械特性的函數(shù)壓就可以改變其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。 -40-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，如能增加異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻（如繞線對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，如能增加異

54、步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻（如繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)或高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)），則改變電動(dòng)式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)或高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)），則改變電動(dòng)機(jī)定子電壓可獲得較大的調(diào)速范圍，如圖機(jī)定子電壓可獲得較大的調(diào)速范圍，如圖9-15所示。所示。 但此時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性但此時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性太軟，往往不能滿足生產(chǎn)機(jī)械太軟，往往不能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求，且低壓時(shí)的過(guò)載能力的要求，且低壓時(shí)的過(guò)載能力較低，負(fù)載的波動(dòng)稍大，電動(dòng)較低，負(fù)載的波動(dòng)稍大，電動(dòng)機(jī)就有可能停轉(zhuǎn)。對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩機(jī)就有可能停轉(zhuǎn)。對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，如果要求調(diào)速范性質(zhì)的負(fù)載，如果要求調(diào)速范圍較大，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋圍較大，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋控制的交流調(diào)

55、壓器，以改善低控制的交流調(diào)壓器，以改善低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。速時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 -41-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 2. 轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速 這種方法只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，如圖這種方法只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，如圖9-16所示：所示：-42-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 二、轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法二、轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法串級(jí)調(diào)速串級(jí)調(diào)速 針對(duì)上述串電阻調(diào)速存在的低效問(wèn)題，設(shè)想如果在繞線式異針對(duì)上述串電阻調(diào)速存在的低效問(wèn)題，設(shè)想如果在繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中串入附加電動(dòng)勢(shì)步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中串入附加電動(dòng)勢(shì)

56、 Eadd 來(lái)取代電阻，通過(guò)電動(dòng)來(lái)取代電阻，通過(guò)電動(dòng)勢(shì)這樣一種電源裝置吸收轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功率，并回饋給電網(wǎng)，以勢(shì)這樣一種電源裝置吸收轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功率，并回饋給電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)高效平滑調(diào)速實(shí)現(xiàn)高效平滑調(diào)速這就是串級(jí)調(diào)速的思想。這就是串級(jí)調(diào)速的思想。 根據(jù)電機(jī)的可逆性原理，異步電機(jī)既可以從定子輸入或輸出根據(jù)電機(jī)的可逆性原理，異步電機(jī)既可以從定子輸入或輸出功率，也可以從轉(zhuǎn)子輸入或輸出轉(zhuǎn)差功率，因此同時(shí)從定子和轉(zhuǎn)功率，也可以從轉(zhuǎn)子輸入或輸出轉(zhuǎn)差功率，因此同時(shí)從定子和轉(zhuǎn)子向電機(jī)饋送功率也能達(dá)到調(diào)速的目的。所以，串級(jí)調(diào)速又稱為子向電機(jī)饋送功率也能達(dá)到調(diào)速的目的。所以，串級(jí)調(diào)速又稱為雙饋調(diào)速雙饋調(diào)速。-43-第九

57、章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 1. 串級(jí)調(diào)速的基本原理串級(jí)調(diào)速的基本原理 串級(jí)調(diào)速的原理圖如圖串級(jí)調(diào)速的原理圖如圖9-17所示，在繞線式異步電動(dòng)機(jī)的三所示，在繞線式異步電動(dòng)機(jī)的三相轉(zhuǎn)子電路中串入一個(gè)電壓和頻率可控的交流附加電動(dòng)勢(shì)相轉(zhuǎn)子電路中串入一個(gè)電壓和頻率可控的交流附加電動(dòng)勢(shì)Eadd ，通過(guò)控制使通過(guò)控制使Eadd與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)Er 具有相同的頻率，其相位與具有相同的頻率，其相位與Er 相相同或相反。同或相反。-44-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子沒(méi)有串接的附加電動(dòng)勢(shì)，即當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子沒(méi)有串接的附加電動(dòng)勢(shì)，即Eadd=0時(shí)，異步電時(shí)，異步電

58、動(dòng)機(jī)處在固有機(jī)械特性上運(yùn)行。若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接附加電動(dòng)勢(shì)，動(dòng)機(jī)處在固有機(jī)械特性上運(yùn)行。若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接附加電動(dòng)勢(shì)，即即Eadd 0，這時(shí)，由式（，這時(shí)，由式（9-2）轉(zhuǎn)子電流）轉(zhuǎn)子電流Ir為為 （7-40）20r2radd0rr)(sXREsEI 由此可見(jiàn)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)由此可見(jiàn)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)Eadd的大小來(lái)改變轉(zhuǎn)子電流的大小來(lái)改變轉(zhuǎn)子電流Ir的數(shù)值，的數(shù)值，而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩Te也將隨著也將隨著Ir的變化而變化，使電力拖的變化而變化，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)原有的穩(wěn)定運(yùn)行條件動(dòng)系統(tǒng)原有的穩(wěn)定運(yùn)行條件Te =TL被打破，迫使電機(jī)變速。這被打破，迫使電機(jī)變速。這就是繞線式異步電動(dòng)機(jī)串

59、接調(diào)速的基本原理。就是繞線式異步電動(dòng)機(jī)串接調(diào)速的基本原理。 在串級(jí)調(diào)速過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功率在串級(jí)調(diào)速過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功率 Ps= sPem 只有一只有一小部分消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，而大部分被小部分消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，而大部分被Eadd吸收，吸收， 再設(shè)法通過(guò)電再設(shè)法通過(guò)電力電子裝置回饋給電網(wǎng)。因此，串級(jí)調(diào)速與串電阻調(diào)速相比，具力電子裝置回饋給電網(wǎng)。因此，串級(jí)調(diào)速與串電阻調(diào)速相比，具有較高的效率。有較高的效率。 -45-第九章第九章 交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)交流電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ) 2. 串級(jí)調(diào)速的控制方式串級(jí)調(diào)速的控制方式 (1) 次同步調(diào)速方式次同步調(diào)速方式 使使Eadd的相位與的相位與Er相差相

60、差180 ，這時(shí)轉(zhuǎn)子，這時(shí)轉(zhuǎn)子電流的表達(dá)式為電流的表達(dá)式為 （9-28） 由上式可知，增加附加電動(dòng)勢(shì)由上式可知，增加附加電動(dòng)勢(shì)Eadd的幅值，將減少轉(zhuǎn)子電流的幅值，將減少轉(zhuǎn)子電流Ir，也就是減少轉(zhuǎn)矩也就是減少轉(zhuǎn)矩Te，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速n。在這種控制方式中，。在這種控制方式中，轉(zhuǎn)速是由同步速向下調(diào)節(jié)的，始終有轉(zhuǎn)速是由同步速向下調(diào)節(jié)的，始終有n n1。 (2) 超同步調(diào)速方式超同步調(diào)速方式 如果使串接的附加電勢(shì)如果使串接的附加電勢(shì)Eadd與與Er同相，則同相，則轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流Ir變?yōu)樽優(yōu)椋?-29）20r2radd0rr)(sXREsEI20r2radd0rr)(sXREs