第七章 交流電動機(jī)

1、鼠籠式異步交流電動機(jī)授課內(nèi)容：鼠籠式異步交流電動機(jī)授課內(nèi)容： 機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。變電動機(jī)的機(jī)械特性。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變

2、電動機(jī)的機(jī)械特性。外加電阻可人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIoiCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600動畫動畫mIoSNSNAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

3、 即：即：2. .動畫動畫0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖電路如圖)CiAXCZBYAiBi0mICiBiAi tiomINSNS0t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 極對數(shù)極對數(shù)2p動畫動畫旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y A C SNBiCiAiimIt 0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 30

4、000 np=1時(shí)時(shí)0mICiBiAi tiomIAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNSX NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)時(shí)BiCiAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對數(shù)和極對數(shù)

5、p有關(guān)。有關(guān)。AXYCBZ分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS0nn 如果如果:0nn %s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機(jī)的。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100

6、%10009751000%10000 nnns1)變壓器原、副繞組是與同一主磁通變壓器原、副繞組是與同一主磁通 相交鏈，異相交鏈，異步電動機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組與同一旋轉(zhuǎn)步電動機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組與同一旋轉(zhuǎn)磁通磁通 相交相交鏈。因此異步電動機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于鏈。因此異步電動機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓變壓器的原、副繞組。器的原、副繞組。2）變壓器：）變壓器： 變化變化 e U1 E1=4.44 f N1 異步機(jī)：異步機(jī)： 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) e U1 E1=4.44 f N1 3）變壓器：）變壓器：I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的。以達(dá)到傳遞能量的目

7、的。 異步機(jī)：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流異步機(jī)：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流I2 增大增大 I1增大增大，以保持以保持 基本不變，以達(dá)到傳遞能量的目的?；静蛔儯赃_(dá)到傳遞能量的目的。 異步機(jī)是旋轉(zhuǎn)的。異步機(jī)是旋轉(zhuǎn)的。異步機(jī)中的定子和異步機(jī)中的定子和轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙。轉(zhuǎn)子之間是有不大的氣隙。異步機(jī)中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改異步機(jī)中轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變的。變的。異步電動機(jī)：異步電動機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場切割導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)磁場切割導(dǎo)體 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每極磁通每極磁通111444Nf.U 1U 旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為 n0

8、，所以，所以16001pnf 感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)f 1= 電源頻率電源頻率 fi1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化變化 定子感應(yīng)電勢頻率定子感應(yīng)電勢頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同 E20= 4.44 f

9、 1N2 即即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即即X2= sX20 222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs 很很小小時(shí)時(shí)1cos2 202XRss 較較大大時(shí)時(shí)s1cos2 2202220222222)( XREXREIss 2202222)(cosXRRs 變變化化曲曲線線隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn) 子電路中的各量均與轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn) 差率

10、差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。有關(guān)。I2cos 2s1I2,2cos O22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)ilBF 22cos, , IT 21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面分析知：由前面分析知：21220222)(UsXRsRKT 21UmaxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)

11、(sXRUsRKT 得特性曲線：得特性曲線：NnmaxTstTOnTNT0n動畫動畫stT1NT動畫動畫NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型型) 的額定功的額定功率為率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTmax將將sm代入轉(zhuǎn)

12、矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得 max121max, )1(TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為2 .28 .1 12 II(2) sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動機(jī)起動時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)起動時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動時(shí)起動時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1 st121st, ) 1 (TUUT(2) Tst與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 R2 Tst 。對

13、繞線式。對繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動機(jī)帶體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。載起動的能力。 0nOnTNststTTK 起動能力起動能力U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTOstTTOn0nR2 Tst n maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs dtdJTTLdtdJTTLdtdn375GDTT2L0,dtdnTTL0,dtdnTTL0,dtdnTTL 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載類型：生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載類型： 1.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)

14、載：即負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：即負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小不隨的大小不隨n變化。變化。（1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不變，但的大小不變，但負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向始終與生產(chǎn)機(jī)械始終與生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動的方向相反運(yùn)動的方向相反TnTLTLn-n-TLTnTLTLnGTL-nG 2.恒功率負(fù)載：恒功率負(fù)載：方向特點(diǎn)屬于反抗性負(fù)載，方向特點(diǎn)屬于反抗性負(fù)載，大小特點(diǎn)當(dāng)大小特點(diǎn)當(dāng)n變化時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載從電動機(jī)吸收的功率恒定。從電動機(jī)吸收的功率恒定。 即即nTPLL常數(shù)常數(shù) TnTLn如：機(jī)床切削加工如：機(jī)床切削加工（2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小和

15、方向始終不變負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小和方向始終不變?nèi)纾禾嵘匚飼r(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)如：提升重物時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩。矩為阻轉(zhuǎn)矩。如：下放重物時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)如：下放重物時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。T LTL0nnTOndndTdndTLn0dndTL0dndTTL sTL TT =TLn T 達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡0dndT不能穩(wěn)定運(yùn)行不能穩(wěn)定運(yùn)行0nnTOHP通常稱通常稱HP段為穩(wěn)定運(yùn)行段段為穩(wěn)定運(yùn)行段通常稱通常稱HQ段為不穩(wěn)定運(yùn)行段段為不穩(wěn)定運(yùn)行段Q問題：問題：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的5 7 倍倍; 電動機(jī)的起動電動機(jī)的起動 二、三十千瓦以下的

16、異步電動機(jī)一般都采用二、三十千瓦以下的異步電動機(jī)一般都采用直接起動。直接起動。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動換接起動自耦降壓起動自耦降壓起動(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動轉(zhuǎn)子串電阻起動以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。ZUIll3:Y 星形聯(lián)結(jié)時(shí)星形聯(lián)結(jié)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：Z31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動觸點(diǎn)動觸點(diǎn)Y動觸點(diǎn)動觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2

17、L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2lUU31P (a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2StUT (b) Y 起動起動 ststTIY 換接起動適合于空載或輕載起動的場合換接起動適合于空載或輕載起動的場合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1L1L3L2FUQQ2R 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動電阻起動電阻 R2

18、 Tst 22022212stXRURKT 22RR 2TTOn0nmaxT2R2R LTM3M3A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺一臺Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動機(jī)，定子動機(jī)，定子繞組繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求： 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四極電動機(jī)）（四極電動機(jī)）minr 15000/n 0

19、13. 015001480150000N nnns 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT 在在上例中上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm, 試試問在問在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下電動機(jī)能否起兩種情況下電動機(jī)能否起動？（動？（2）采用）采用Y- 換接起動時(shí)，求起動電流和換接起動時(shí)，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的80%和和50%時(shí)，電動機(jī)能否起動？時(shí)，電動機(jī)能否起動？ (1)

20、Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 時(shí)時(shí)132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動起動mN918385513131ststY .TT(3) 對對例例8.5.1中的電動機(jī)采用自耦變壓器降壓中的電動機(jī)采用自耦變壓器降壓起動，設(shè)起動時(shí)加到電動機(jī)上的電壓為額定電壓起動，設(shè)起動時(shí)加到電動機(jī)上的電壓為額定電壓的的64%，求這時(shí)的線路起動

21、電流，求這時(shí)的線路起動電流Ist和電動機(jī)的和電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩Tst 。設(shè)電動機(jī)的起動電壓為設(shè)電動機(jī)的起動電壓為U，電動機(jī)的起動，電動機(jī)的起動電流為電流為Ist stNst640640I.ZU.ZUI 依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得線路起動電流可求得線路起動電流Ist。64. 0Nstst UUIIA424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 2 UT 又又22Nstst640 .UUTT mN 226 8551640640 2st2st .T.Tst2stIxI st2stTxT pfsns

22、n106011 f=50HzM3 +（1）變頻調(diào)速方法）變頻調(diào)速方法 pfsnsn106011 根據(jù)根據(jù)可知頻率可知頻率f下調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速下調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n降低。降低。而頻率而頻率f上調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速上調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n升高。升高。1.變頻調(diào)速原理及其機(jī)械特性變頻調(diào)速原理及其機(jī)械特性 而在電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常而在電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常 要考慮的一個重要因素要考慮的一個重要因素是希望保持是希望保持 不變。因?yàn)槿绻磐p弱，沒有充分利不變。因?yàn)槿绻磐p弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通增強(qiáng)，又會使用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通增強(qiáng)，又會使鐵心飽和，導(dǎo)致勵磁電流過大。鐵心飽和，導(dǎo)致勵磁電流過大。(1)頻率下調(diào)

23、時(shí)，使頻率下調(diào)時(shí)，使常數(shù)11/fU則可保持則可保持 不變。不變。 由由mNfU11144.4 可知可知若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流 頻率下調(diào)時(shí)，頻率下調(diào)時(shí)， 因?yàn)橐驗(yàn)?不變，所以轉(zhuǎn)矩不變，所以轉(zhuǎn)矩T也不變，也不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。由由22Tcos IKT 可知：可知： 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T隨磁通隨磁通 變化。變化。1.變頻調(diào)速變頻調(diào)速 原理及其機(jī)械特性原理及其機(jī)械特性f（2）頻率上調(diào)時(shí)，）頻率上調(diào)時(shí)， 因?yàn)橐驗(yàn)?變小變小如果電壓如果電壓U也上調(diào)，則電壓將超也上調(diào)，則電壓將超過額定電壓，這是不允許的，過額定電壓，這是不允許的，因此在調(diào)速過程中，只

24、能保持因此在調(diào)速過程中，只能保持U不變，所以這是一種弱磁調(diào)速。不變，所以這是一種弱磁調(diào)速。因?yàn)橐驗(yàn)?變小，所以轉(zhuǎn)矩變小，所以轉(zhuǎn)矩T也變小。也變小。若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流，額定電流，因而功率不變，屬于因而功率不變，屬于恒功率調(diào)速。恒功率調(diào)速。OnTfNf 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：具有較硬的機(jī)械特性，轉(zhuǎn)速穩(wěn)變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：具有較硬的機(jī)械特性，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。定性好，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作雙速

25、電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SNTn0no22RR2R2R 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速方法簡單、設(shè)備簡單投資少，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速方法簡單、設(shè)備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。輕載時(shí)調(diào)速范圍小。這種調(diào)速方缺點(diǎn)是能耗較大。輕載時(shí)調(diào)速范圍小。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。對泵類也能式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。對泵類也能應(yīng)用應(yīng)用nnTLTLs

26、 sTs2R2Ro2TTO0nmaxT2R2R LT22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 2TTO0nmaxT2R2R LT22 cos IKTT 22022202)( XREIss mNfU11144.4 定值220222202202N2202)(X)SRR(E)(X)SR(EI22N2SRRSR2202N2N22N)(X)/s(R/sRcos2N220222222cos)(X)R)/s(RR)/s(Rcos 7.7.4 調(diào)速的性能指標(biāo)調(diào)速的性能指標(biāo)1.調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)電動機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，能達(dá)到的

27、最高轉(zhuǎn)速電動機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速nmin之比。之比。 具體采用的調(diào)速方法，要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如具體采用的調(diào)速方法，要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如技術(shù)指標(biāo)，調(diào)速范圍，平滑性，調(diào)速時(shí)允許的輸出。技術(shù)指標(biāo)，調(diào)速范圍，平滑性，調(diào)速時(shí)允許的輸出。調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資、運(yùn)行中的能調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資、運(yùn)行中的能量損耗和維修費(fèi)用等。量損耗和維修費(fèi)用等。1）調(diào)速范圍）調(diào)速范圍DminmaxnnD 2）靜差率）靜差率 電動機(jī)在一條機(jī)械特性上運(yùn)行，由理想空載到電動機(jī)在一條機(jī)械特性上運(yùn)行，由理想空載到額定負(fù)載的轉(zhuǎn)速降額定負(fù)載的轉(zhuǎn)速降 nN與理想空

28、載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速n0的百分比。的百分比。100%nnn100%nn0N00NTOn0n nN1 nN2TN靜差率靜差率 ，轉(zhuǎn)速的相對，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負(fù)載波穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化也動時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化也越小。越小。3）調(diào)速的平滑性）調(diào)速的平滑性指相鄰兩級轉(zhuǎn)速的接指相鄰兩級轉(zhuǎn)速的接近程度，用近程度，用 1iinn 4）調(diào)速時(shí)允許的輸出的功率和轉(zhuǎn)矩）調(diào)速時(shí)允許的輸出的功率和轉(zhuǎn)矩 是指電動機(jī)在保持額定電流的條件下，在調(diào)是指電動機(jī)在保持額定電流的條件下，在調(diào)速過程中電動機(jī)所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。速過程中電動機(jī)所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。 采用不同的調(diào)速方法時(shí)，允許的輸出的功率采用不同的調(diào)速方

29、法時(shí)，允許的輸出的功率和轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律是不同的。和轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律是不同的。 允許輸出的最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)的調(diào)速方法允許輸出的最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)的調(diào)速方法為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，允許的輸出的最大功率與轉(zhuǎn)速無為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，允許的輸出的最大功率與轉(zhuǎn)速無關(guān)的調(diào)速方法為恒功率調(diào)速。關(guān)的調(diào)速方法為恒功率調(diào)速。 電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)實(shí)際輸出的功率和轉(zhuǎn)矩是由電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)實(shí)際輸出的功率和轉(zhuǎn)矩是由負(fù)載決定的。負(fù)載可分為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和恒功率負(fù)載，負(fù)載決定的。負(fù)載可分為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和恒功率負(fù)載，這就要求調(diào)速方法和負(fù)載類型相匹配，否則電動機(jī)這就要求調(diào)速方法和負(fù)載類型相匹配，否則電動機(jī)得不到充分利用。得不到充分利用。 如恒

30、功率負(fù)載用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。為了使電動如恒功率負(fù)載用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。為了使電動機(jī)不過載，應(yīng)保證低速時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩滿足要求。機(jī)不過載，應(yīng)保證低速時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩滿足要求。nT 則在高速時(shí)電動機(jī)得不到充則在高速時(shí)電動機(jī)得不到充分利用。分利用。f 同理，如恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載用恒功同理，如恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載用恒功率調(diào)速方法。應(yīng)保證高速時(shí)電率調(diào)速方法。應(yīng)保證高速時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩滿足要求。動機(jī)的轉(zhuǎn)矩滿足要求。 則在低速時(shí)電動機(jī)得不到充則在低速時(shí)電動機(jī)得不到充分利用。分利用。 所以在調(diào)速時(shí)，應(yīng)使調(diào)速方法適應(yīng)負(fù)載的要求，所以在調(diào)速時(shí)，應(yīng)使調(diào)速方法適應(yīng)負(fù)載的要求，使電動機(jī)既能得到充分利用，又能長期安全運(yùn)行。使電動機(jī)既能得到充分利用，

31、又能長期安全運(yùn)行。 2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資，能量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資，能量損耗及維修費(fèi)用等。損耗及維修費(fèi)用等。制動方法制動方法機(jī)械制動機(jī)械制動電氣制動電氣制動能耗制動能耗制動反接制動反接制動發(fā)電反饋制動發(fā)電反饋制動 在斷開三相電源的同時(shí)，給電動機(jī)其中兩相在斷開三相電源的同時(shí)，給電動機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0=0 +-運(yùn)轉(zhuǎn)

32、運(yùn)轉(zhuǎn)制動制動RP運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)nFT n0 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機(jī)進(jìn)入制化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機(jī)進(jìn)入制動狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成動狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0n n0 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座長度代號機(jī)座中心高（

33、機(jī)座中心高（mm）三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)教材表教材表8.8.1中列出了各種電動機(jī)的系列代號。中列出了各種電動機(jī)的系列代號。異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)時(shí) 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為下電機(jī)的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電下線電流為流

34、為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。12PP cos3NN1IUP 鼠籠電機(jī)鼠籠電機(jī) =7293電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。PN 三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為時(shí)約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有。空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。 電機(jī)在額定

35、電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cos O 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為為A、E、B、F、H五級，五級，A級最低級最低(105C)，H級最高級最高(180C)。 功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動機(jī)功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動機(jī)容易因過載而損壞。容易因過載而損壞。1. 對于連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略對于連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2. 對于短時(shí)工作的電動機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫對于短時(shí)工作的電動機(jī)

36、，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。的功率。 一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動機(jī)。一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機(jī)的場只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機(jī)的場合才選用繞線式電動機(jī)。合才選用繞線式電動機(jī)。 根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動機(jī)。如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動機(jī)。 根據(jù)電動機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電根據(jù)電動機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。源電壓來決定。 Y系列鼠籠電動機(jī)的額定電壓只有系

37、列鼠籠電動機(jī)的額定電壓只有380V一個一個等級。大功率電動機(jī)才采用等級。大功率電動機(jī)才采用3000V和和6000V。分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式根據(jù)轉(zhuǎn)速公式分）轉(zhuǎn)/( p60fnn10可知，當(dāng)電源頻率一定時(shí)可知，當(dāng)電源頻率一定時(shí)，同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒，同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的，不隨負(fù)載而變。定的，不隨負(fù)載而變。曲曲線線)(Tfn 所以機(jī)械特性所以機(jī)械特性是一條平行橫軸的直線。是一條平行橫軸的直線。曲曲線線)(Tfn OnT0n+1U1I0E1x1R11110RIXI jEU+0E-11RI11XI1U1IcosI3UPP111em0E-11XI1U1IoEDBCsinEcosXI011sinXEU3PP1011em常數(shù)則sinXEU3PP1011em常數(shù)常數(shù)cos10Isi