電機(jī)與拖動-第6章三相異步電動機(jī)電力拖動運(yùn)行

1、6.1 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 6.3 三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速 6.2 三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動 6.4 三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動 6.5 異步電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)異步電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài) Pem = m2 E2 I2 cos 2E2 = 4.44 f1 kW2N2 m Tem = Pem 160Pem2 n1 = Tem = CT m I2 cos 2 電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù): p Pem 2 f1 = 4.44 pm2kw2N2 2 CT = = pm2kW2N2 1 2 R2 sPem = m1 I22 ， 2

2、f1 p 1 = 根據(jù)根據(jù): Tem = ， Pem 1 U1 I2 = R1 (X1 X2 )2 R2 s 2 m1p2 f1 U1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 Tem s 曲線曲線 1M S O Tem s -1 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 電動機(jī)電動機(jī) 制動制動 s 0 s=0 n= n1 n= 0 n n1 n 0 n 0 臨界轉(zhuǎn)差率：臨界轉(zhuǎn)差率： 電動狀態(tài)取電動狀態(tài)取 “ ”，發(fā)電狀態(tài)取，發(fā)電狀態(tài)取 “”。 sm = R1 (X1 X2 )2 R2 2 當(dāng)當(dāng) R1 (X1 X2 ) 時：時： sm R2X1 X2 T pm1U1 4 f1 (X1 X2 ) 2

3、Tm = R1 R1(X1 X2 )2 U1m1p 4 f1 2 2 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)當(dāng) f1 和電機(jī)參數(shù)不變時，異步電機(jī)的和電機(jī)參數(shù)不變時，異步電機(jī)的 Tm 與與 電源相電壓電源相電壓 U1 的平方成正比。的平方成正比。當(dāng)當(dāng) U1 和和 f1 一定時，一定時， Tm 近似與定、轉(zhuǎn)子漏抗近似與定、轉(zhuǎn)子漏抗 之和成反比。之和成反比。 Tm與與 R2 無關(guān)，而無關(guān)，而 sm與與R2 成正比。成正比。 如如 R2 變大變大時，時，Tm不變，但不變，但 sm 則隨之增大。則隨之增大。 如忽略如忽略 R1，Tm與與 成正比。成正比。 U1 f1 2 過載倍數(shù)過載倍數(shù) (最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)) KT

4、： Tm TN KT = s = 1 時：時： m1p2 f1U1 R2 Tst = ( R1 R2)2 (X1 X2 )2 2 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)當(dāng) f1 和電機(jī)參數(shù)不變時，異步電機(jī)的和電機(jī)參數(shù)不變時，異步電機(jī)的 Tst 與電源相電壓與電源相電壓 U1 的平方成正比。的平方成正比。 當(dāng)當(dāng) U1 和和 f1 一定時，一定時，Tst 近似與定轉(zhuǎn)子漏抗之和成反比。近似與定轉(zhuǎn)子漏抗之和成反比。 在一定的范圍內(nèi)增加在一定的范圍內(nèi)增加 R2 時，可增大時，可增大 Tst 。 當(dāng)當(dāng)sm= 1 時，時，Tst = Tm，Tst 最大。最大。 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Tst TN Kst =1. 額定效率額定

5、效率 N N = 72.5% 96.2 % （Y 系列）系列） 2. 額定功率因數(shù)額定功率因數(shù) cos N cos N = 0.7 0.9 （Y 系列）系列） 3. 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) km kT = 1.8 2.2 （Y 系列）系列） 4. 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) kst kst = 1.6 2.2 （Y 系列）系列） 5. 堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù)堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) kI kI = 5 7 （Y 系列）系列） 當(dāng)當(dāng) U1L = U1N 、f1 = fN，且繞線型轉(zhuǎn)子中不外串且繞線型轉(zhuǎn)子中不外串 任何電路參數(shù)時的機(jī)械特性。任何電路參數(shù)時的機(jī)械特性。n1 Tem n O S M 同步點(diǎn)：同步點(diǎn)： n =

6、 n1，s = 0，Tem = 0 起動點(diǎn)：起動點(diǎn)： n = 0，s = 1，Tem = Tst 臨界工作點(diǎn)：臨界工作點(diǎn)： s = sm，n = (1sm) n1，Tem = TmTm (1sm) n1n1Tem n O S M工作段工作段N nM 穩(wěn)定運(yùn)行條件：穩(wěn)定運(yùn)行條件： dTLdndTemdn 額定運(yùn)行點(diǎn)額定運(yùn)行點(diǎn) N ： n = nN ， s = sN ， Tem = TN ，P2 = PN。 額定狀態(tài)額定狀態(tài)說明了電動機(jī)說明了電動機(jī) 長期運(yùn)行的能力：長期運(yùn)行的能力： TLTN，P2PN，I1IN。 sN = 0.01 0.06 很小，很小， Tem 增加時，增加時，n 下降很少下降

7、很少 硬特性。硬特性。硬特性硬特性 TL 忽略忽略 R1 的影響，則的影響，則 sm = R2X1 X2 T = pm1U1 4 f1 (X1 X2 ) 2 m1p2 f1 U1 Tem = (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 將將 Tem 與與 Tm 相除得：相除得： = (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s Tem Tm 2 (X1 X2 ) = sm ss sm 2 Tem = sm ss sm 2Tm 即即 sm s= 解上述方程，可得解上述方程，可得 根據(jù)根據(jù) s 和和 sm 的相對大小，取的相對大小，取“”或取或取“”。 ( )2= 1 s sm Tm Tem Tm

8、Tem 若忽略若忽略 T0，則在額定負(fù)載時，則在額定負(fù)載時 sN = sm ( kT kT1 )2 sm = sN ( kT kT1 )2 實(shí)用公式計算簡單、使用方便，實(shí)用公式計算簡單、使用方便， 但只適用于一定的范圍內(nèi)，即但只適用于一定的范圍內(nèi)，即 0 s sm 。 【例例6-1】 Y280M-4 型三相異步電動機(jī)，額定功率型三相異步電動機(jī)，額定功率 PN = 90 kW，額定頻率，額定頻率 fN= 50 Hz，額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速nN= 1480 r/min， 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KT= 2.2。試求：。試求：(1) 該電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)該電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩實(shí) 用公式；用公式；(2) 當(dāng)轉(zhuǎn)

9、速當(dāng)轉(zhuǎn)速 n = 1 487 r/min 時的電磁轉(zhuǎn)矩；時的電磁轉(zhuǎn)矩； (3) 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL= 450 N m 時的轉(zhuǎn)速。時的轉(zhuǎn)速。 n1nN n1sN = = 0.0133 1 5001480 1 500解：解：(1) 額定轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率為 額定轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩為 TN = 9.55PNnN最大轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩為 Tm = kTTN = 2.2580.7 N m = 1 277.5 Nm = 9.55 Nm = 580.7 Nm 90 000 1 480= 0.0133( 2.2 2.221 ) = 0.0553 實(shí)用電磁轉(zhuǎn)矩公式為實(shí)用電磁轉(zhuǎn)矩公式為 s 0.0553 Tem

10、= 2 555 0.0553s Tem = Nm = 392.3 Nm +2 555 0.0553 0.0087 0.0087 0.0553 sm = sN ( km km1 ) 2 臨界轉(zhuǎn)差率為臨界轉(zhuǎn)差率為 (2) 當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速 n = 1 487 r/min 時轉(zhuǎn)差率為時轉(zhuǎn)差率為 n1n n1s = = 0.0087 1 5001487 1 500電磁轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩為 (3) 當(dāng)當(dāng) TL = Tem = 450 Nm 時的轉(zhuǎn)差率為時的轉(zhuǎn)差率為 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為 n = ( 1s ) n1 = ( 10.0101 )1 500 r/min = 1 485 r/min ( )2s = sm 1 T

11、m Tem Tm Tem = 0.0553 1 = 0.0101 ( )2 1277.5 450 1277.5 450 降低降低 U1 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后 若若TL = TN ，則，則 ssN ，nnN 結(jié)論：結(jié)論： sm 不變；穩(wěn)定運(yùn)行段的特性變軟了；不變；穩(wěn)定運(yùn)行段的特性變軟了； 起動能力和過載能力顯著降低。起動能力和過載能力顯著降低。 1 sN I2N = I2 ， 1s 2 2 m1 R2 1 sTem = I2 2 Tm I2 I2N smn Tem O UN n1 0.8UN0.64Tm 解：解：(1) 在額定電壓下的額定轉(zhuǎn)矩為在額定電壓下的額定轉(zhuǎn)矩為 【例例6-2】 Y315S

12、-6 型三相異步電動機(jī)的額定功率型三相異步電動機(jī)的額定功率 PN = 75 kW，額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速 nN = 990 r/min，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Kst1.6，過載能力，過載能力 KT= 2.0。求：。求：(1) 在額定電壓下的在額定電壓下的 Tst 和和 Tm ；(2) 當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的 80時，該電動時，該電動 機(jī)的機(jī)的 Tst 和和 Tm 。 TN = 9.55 PN nN = 9550 Nm = 723.5 Nm 75 990 起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別為起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別為 Tst = KstTN = 1.6723.5.7 N m = 1

13、157.6 N m Tm = KTTN = 2.0723.5.7 N m = 1447.0 N m (2) 當(dāng)當(dāng)U1L = 80%UN 時，起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別為時，起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別為 Tst = 0.82Tst = 0.821157.6 N m = 740.9 N m Tm = 0.82Tm = 0.821447.0 N m = 928.1 N m 設(shè)串聯(lián)電阻為設(shè)串聯(lián)電阻為 Rs ： Tm 不變。不變。 sm = R2Rs X1 X2 Rs3Rs2Rs1 Tm R2Rs1 R2Rs2 n Tem O R2 n1 smsm1sm3R2Rs3 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)當(dāng) sm1 時，時， Rs

14、sm Tst 。 當(dāng)當(dāng) sm = 1 時，時， Tst = Tm 。 當(dāng)當(dāng) sm1 時，時， Rs sm Tst 。 【例例6-3】 一臺繞線型三相異步電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載一臺繞線型三相異步電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路不串電阻時，運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)子回路不串電阻時，n = 1440 r/min，若在轉(zhuǎn)，若在轉(zhuǎn) 子回路串入電阻使轉(zhuǎn)子電路每相電阻增加一倍，試問這子回路串入電阻使轉(zhuǎn)子電路每相電阻增加一倍，試問這 時電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？時電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？ 解：解：因?yàn)橐驗(yàn)?TL 不變，由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知不變，由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知 R2 s = R2Rs s ，故串聯(lián)電阻后的轉(zhuǎn)差率為，故串聯(lián)電阻后的轉(zhuǎn)差率為

15、 s = s = 2s R2Rs R2 而轉(zhuǎn)速而轉(zhuǎn)速 n = 1 440 r/min 時轉(zhuǎn)差率為時轉(zhuǎn)差率為 n1n n1s = = 0.04 1 5001440 1 500故故 s = 2s = 20.04 = 0.08 則則 n = ( 1s ) n1 = ( 10.08 )1 500 r/min = 1 380 r/min P165【例例5-2】 一臺繞線型三相四極異步電動機(jī)，一臺繞線型三相四極異步電動機(jī)，nN = 1460 r/min，PN=150kW，fN1=50Hz，UN1=380V，KT=2。求：。求：（1）固有機(jī)械特性表達(dá)式；）固有機(jī)械特性表達(dá)式；（2）起動轉(zhuǎn)矩；）起動轉(zhuǎn)矩；（3

16、）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=755N.m時的轉(zhuǎn)速。時的轉(zhuǎn)速。 結(jié)論結(jié)論 ： 定子回路串對稱定子回路串對稱 Rf 或或 Xf 不改變不改變 n1 。 Rf (Xf ) Tm、Tst 。 Rf (Xf ) sm，使臨界點(diǎn)上移。，使臨界點(diǎn)上移。 n Tem O Rf = 0 (Xf = 0) n1 Tst m1p2 f1 U1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 sm = R1 (X1 X2 )2 R2 2 Tm = R1 R1(X1 X2 )2 U1pm1 4 f1 2 2 Rf (Xf) Tst sm sm 電動機(jī)的起動指標(biāo)電動機(jī)的起動指標(biāo) 起動電流倍數(shù)起動電流倍數(shù)

17、 kI = Ist/IN。 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) kst = Tst/TN。 起動時間。起動時間。 起動時繞組中消耗的能量和繞組的發(fā)熱。起動時繞組中消耗的能量和繞組的發(fā)熱。 起動時的過渡過程。起動時的過渡過程。 起動設(shè)備的簡單性和可靠性。起動設(shè)備的簡單性和可靠性。 Ist = kI IN = (5 7) IN（較大）（較大） Tst = kstTN = (12 ) TN （較?。ㄝ^?。?若變壓器若變壓器 SN 相對電動機(jī)相對電動機(jī) PN 不算大時，不算大時， Ist 會會 使變壓器輸出電壓短時下降幅度較大。使變壓器輸出電壓短時下降幅度較大。 不利影響：不利影響： 影響自身的起動，當(dāng)負(fù)載較

18、重時，可能無法起動。影響自身的起動，當(dāng)負(fù)載較重時，可能無法起動。 影響同一臺變壓器供電的其他負(fù)載工作。影響同一臺變壓器供電的其他負(fù)載工作。 頻繁起動時造成熱量積累，易使電動機(jī)過熱。頻繁起動時造成熱量積累，易使電動機(jī)過熱。 直接起動的使用條件直接起動的使用條件(1) 小容量的電動機(jī)（小容量的電動機(jī)（PN 7.5 kW）。）。 (2) 電動機(jī)容量滿足如下要求：電動機(jī)容量滿足如下要求：IstINKI = 3 14電源總?cè)萘侩娫纯側(cè)萘?kVA)電動機(jī)容量電動機(jī)容量(kW) 如果不滿足上述使用條件，則要采用降壓起如果不滿足上述使用條件，則要采用降壓起 動，把動，把 Ist 限制到允許的數(shù)值。限制到允許的

19、數(shù)值。 (1) 定子串聯(lián)電阻或電抗器減壓定子串聯(lián)電阻或電抗器減壓起動起動Xst KM1 KM23 M33 RSKM1 KM2M3(2) 自耦變壓器自耦變壓器減壓減壓起動起動 M3TA3 UNKM1 KM2 KM3 UN/ /kaIst/ka Ista 設(shè)設(shè)TA 的電壓比為的電壓比為 ka U1L = UN/ /ka I1L = Ist/ /ka 起動電流為起動電流為 Ista = Ist ka 2 起動轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩為 Tsta Tst UN/ka UN =2 Tsta = Tst ka 2 優(yōu)點(diǎn)：電壓比優(yōu)點(diǎn)：電壓比 ka 可調(diào)?？烧{(diào)。 QJ2 型三相自耦變壓器：型三相自耦變壓器： N2/N1

20、 = 0.55、0.64、0.73 ka = 1.82、1.56、1.37 QJ3 型三相自耦變壓器：型三相自耦變壓器： N2/N1 = 0.4、0.6、0.8 ka = 2.5、1.67、1.25 缺點(diǎn)：自耦變壓器體積大，價格高。缺點(diǎn)：自耦變壓器體積大，價格高。 適用：較大容量籠型異步電動機(jī)的起動。適用：較大容量籠型異步電動機(jī)的起動。 使用條件：使用條件： IstaImax 與與 TstaTL 。 適用：正常運(yùn)行為適用：正常運(yùn)行為聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。 (3) 星星三角降三角降壓壓起動（起動（Y降降壓壓起動）起動） U1 V1 W13 UNKM1 KM2 KM3 U2 V2 W2 起動

21、電流（定子起動電流（定子 線電流）為線電流）為 IstP 3 Ist 3 3 = IstY = Ist13ABCAZBXYCBCAXYZNUI1PINUYI1PI定子線電壓比定子線電壓比111NLYLNUUUU定子相電壓比定子相電壓比1111313PYLYPLUUUU定子相電流比定子相電流比111113PYPYPPIUIU 起動電流比起動電流比11133stYPYstPIIII電源電流比電源電流比13stYYstIIII 起動轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩為 TstY = Tst13TstY Tst =2 UN 3 UN IstYImax 與與 TstYTL 。 Y減壓減壓起動的使用條件起動的使用條件 優(yōu)點(diǎn)：

22、優(yōu)點(diǎn)： 起動設(shè)備簡單、價格低、維修方便。起動設(shè)備簡單、價格低、維修方便。 【例例63】三相籠型異步電動機(jī)，三相籠型異步電動機(jī)，PN=60kw，UN=380v，定，定子子聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)，IN136A，Kst1.1，KI6.5，供電變壓器允許，供電變壓器允許的最大起動電流為的最大起動電流為500A。若拖動負(fù)載轉(zhuǎn)矩。若拖動負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL0.3TN(要求要求Tst=1.1TL)，能否采用星三角起動法？，能否采用星三角起動法？故不允許直接起動。故不允許直接起動。 (2) Y減壓起動計算減壓起動計算 因?yàn)橐驗(yàn)?【例例6-4】 一臺一臺 Y280S-4 型三相異步電動機(jī)，額定容型三相異步電動機(jī)，額定容 量量 PN

23、 = 75 kW，三角形聯(lián)結(jié)，全壓起動電流倍數(shù)，三角形聯(lián)結(jié)，全壓起動電流倍數(shù) kI7.0， 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Kst1.9，電源容量為，電源容量為 1 250 kV A。若電動。若電動 機(jī)帶額定負(fù)載起動，試問應(yīng)采用什么方法起動機(jī)帶額定負(fù)載起動，試問應(yīng)采用什么方法起動? 解：解：(1) 直接起動計算直接起動計算 電源允許的起動電流倍數(shù)為電源允許的起動電流倍數(shù)為KI 3 14電源總?cè)萘侩娫纯側(cè)萘?kVA)電動機(jī)容量電動機(jī)容量(kW)= 3 = 4.92 141 250 75 1 3 = KI =IstY IN7 3 4.92 1 3TstY = Tst = KstTN1 3= TN 1.9

24、 3 TN 所以不能采用所以不能采用 Y起動。起動。 (3) 自耦變壓器起動計算自耦變壓器起動計算 Tsta = Tst ka 2 = kI ka 2 Ista IN 4.92 TN = TN 1.9 ka 2 1.193ka1.38 = 7 ka 2 所以可以選用所以可以選用 QJ3 型三相自耦變壓器，取型三相自耦變壓器，取 ka = 1.25。 VT1 VT2 VT3 M3 3 起動之初，晶閘管的觸發(fā)角很大，起動之初，晶閘管的觸發(fā)角很大， 電動機(jī)的線電壓很低。電動機(jī)的線電壓很低。 起動過程中，逐漸減小觸發(fā)角，起動過程中，逐漸減小觸發(fā)角， 電動機(jī)的線電壓逐漸升高。電動機(jī)的線電壓逐漸升高。 (

25、1) 軟起動器的原理軟起動器的原理 軟起動的特點(diǎn)：軟起動的特點(diǎn)： 無沖擊電流。無沖擊電流。 有軟停車功能，即平滑減速、逐漸停機(jī)。有軟停車功能，即平滑減速、逐漸停機(jī)。 起動參數(shù)可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行調(diào)整，起動參數(shù)可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行調(diào)整， 有很強(qiáng)的負(fù)載適應(yīng)性。有很強(qiáng)的負(fù)載適應(yīng)性。 具有輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能。具有輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能。 槽深槽深 h 與槽寬與槽寬 b 之比為：之比為： h / b = 8 12X2 小小X2 大大 起動時，起動時，f2 高，高， X2 大，電流的集膚大，電流的集膚 效應(yīng)使導(dǎo)條的等效效應(yīng)使導(dǎo)條的等效 面積減小，即面積減小，即 R2 ， 使使 Tst 。 運(yùn)行時，運(yùn)行時，

26、 f2 很低，很低， X2 很小，集膚效應(yīng)很小，集膚效應(yīng) 消失，消失，R2 。 j h O深槽式異步電動機(jī)的機(jī)械特性深槽式異步電動機(jī)的機(jī)械特性 n OTen11 2凸形槽凸形槽 刀形槽刀形槽 起動時，起動時， f2 高，高， 漏抗大，起主要作用，漏抗大，起主要作用， I2 主要集中在外籠，主要集中在外籠， 外籠外籠 R2 大大 Tst 大。大。 外籠外籠 起動籠。起動籠。 運(yùn)行時，運(yùn)行時， f2 很低很低 ， 漏抗很小，漏抗很小，R2 起主要作用，起主要作用， I2 主要集中在內(nèi)籠。主要集中在內(nèi)籠。 內(nèi)籠內(nèi)籠 工作籠。工作籠。R2 大大X2 小小R2 小小X2 大大 雙籠型異步電動機(jī)的機(jī)械特性

27、雙籠型異步電動機(jī)的機(jī)械特性 n OTen11 32 轉(zhuǎn)子電阻比一般籠型異步電動機(jī)的大：轉(zhuǎn)子電阻比一般籠型異步電動機(jī)的大： 轉(zhuǎn)子導(dǎo)條采用電阻率較高的合金鋁轉(zhuǎn)子導(dǎo)條采用電阻率較高的合金鋁 (如錳鋁或如錳鋁或 硅鋁硅鋁) 澆注而成。澆注而成。 國產(chǎn)國產(chǎn)YH 系列高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)系列高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī) ： sN = (7 14)%，Kst = 2.4 2.7，kI = 4.5 5 。 適用于拖動飛輪轉(zhuǎn)矩大和不均勻沖擊負(fù)載以及適用于拖動飛輪轉(zhuǎn)矩大和不均勻沖擊負(fù)載以及 頻繁正、反轉(zhuǎn)的工作場合。頻繁正、反轉(zhuǎn)的工作場合。 如錘擊機(jī)、剪刀機(jī)、沖壓機(jī)和鍛冶機(jī)等如錘擊機(jī)、剪刀機(jī)、沖壓機(jī)和鍛冶機(jī)等 。 采取改變轉(zhuǎn)子

28、槽形，減小導(dǎo)條截面積等措施。采取改變轉(zhuǎn)子槽形，減小導(dǎo)條截面積等措施。 高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī) 的機(jī)械特性的機(jī)械特性 n OTen1YH 系列系列 YZ 系列系列 Y 系列系列 Rst1Rst23 M3KM1 KM2 Q起動過程起動過程串聯(lián)串聯(lián) Rst1 和和 Rst2 起動（特性起動（特性 a） 總電阻總電阻 R22 = R2 + Rst1+ Rst2n1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1切除切除 Rst2 n1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1(1) 起動過程起動過程b (R21)b1b2 合上合上 KM2 ，切除切除 Rst2（特性（特性 b） 總

29、電阻總電阻 R21 = R2+ Rst1切除切除 Rst1 3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Q 合上合上 KM1 ，切除切除 Rst1（特性（特性 c） 總電阻總電阻: R2c (R2)c1c2起動過程起動過程p3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Qn1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1b (R21)b1b2 頻敏變阻器頻敏變阻器 頻率高：損耗大，電阻大。頻率高：損耗大，電阻大。 頻率低：損耗小，電阻小。頻率低：損耗小，電阻小。 轉(zhuǎn)子電路起動時轉(zhuǎn)子電路起動時 f2 高，電阻大，高，電阻大， 頻敏變阻器頻敏變阻器 轉(zhuǎn)子電路正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)子電路正常運(yùn)行時 f2 低，電阻小，

30、低，電阻小， 自動切除變阻器。自動切除變阻器。 Tst 大，大， Ist 小。小。 頻敏變阻器起動的特點(diǎn)：頻敏變阻器起動的特點(diǎn)： 起動設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，低格低廉。起動設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，低格低廉。 運(yùn)行可靠，堅固耐用，使用維護(hù)方便。運(yùn)行可靠，堅固耐用，使用維護(hù)方便。 控制系統(tǒng)簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。控制系統(tǒng)簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。 能獲得接近恒轉(zhuǎn)矩的機(jī)械特性，減少沖擊，能獲得接近恒轉(zhuǎn)矩的機(jī)械特性，減少沖擊， 實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的平穩(wěn)起動。實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的平穩(wěn)起動。 cos 較低，一般為較低，一般為 0.5 0.75， 使使 Tst 的增大受到限制。的增大受到限制。 適用于頻繁起動、對適用于頻繁起動、對 Tst 要求

31、不高的生產(chǎn)機(jī)械。要求不高的生產(chǎn)機(jī)械。 (1) 變極調(diào)速變極調(diào)速 (2) 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 (3) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 n = (1s) n1 = (1s)60 f1 p 調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 串級調(diào)速串級調(diào)速 改變改變 n1 不改變不改變 n1 調(diào)速方法：調(diào)速方法：n1 = 60 f1 p 變極調(diào)速為有級調(diào)速：變極調(diào)速為有級調(diào)速： f1= 50 Hz 時：時： p 1 2 3 4 5 6 n1/(r/min) 3 000 1 500 1 000 750 600 500 變極調(diào)速適用于籠型異步電動機(jī)：變極調(diào)速適用于籠型異步

32、電動機(jī)： 因?yàn)榛\型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)能自動隨定子磁場的極因?yàn)榛\型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)能自動隨定子磁場的極 對數(shù)改變而改變，而繞線型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)則不對數(shù)改變而改變，而繞線型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)則不 能自動隨定子磁場極對數(shù)的改變而改變。能自動隨定子磁場極對數(shù)的改變而改變。 改變定子繞組的極對數(shù)有兩種方法：改變定子繞組的極對數(shù)有兩種方法： (1) 雙繞組變極雙繞組變極 (2) 單繞組變極單繞組變極U1U2U1U2 U1U2U1U2 p = 2 S NN SNS p = 1 N S N S U1 U2 U1 U2 U1 U2U1 U2U1 U2 U1 U2 N S U1 U2 U1 U2 U1 U2N S 結(jié)論：結(jié)論： 對

33、于由兩個半相繞組構(gòu)成的一相繞組，只要改變其中一對于由兩個半相繞組構(gòu)成的一相繞組，只要改變其中一個半相繞組的電流方向，就可將極對數(shù)增加一倍個半相繞組的電流方向，就可將極對數(shù)增加一倍(正串正串) 或減或減少一半少一半 (反串或反并反串或反并)。 (a) YY (p ) (b) Y(2p) (c) (2p) 變極時必須把三相繞組中任意兩相的出線端變極時必須把三相繞組中任意兩相的出線端 對調(diào)再接到電源上，保證電動機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。對調(diào)再接到電源上，保證電動機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。 因?yàn)橐驗(yàn)?電角度電角度= 電機(jī)極對數(shù)電機(jī)極對數(shù) p機(jī)械角度機(jī)械角度設(shè)當(dāng)設(shè)當(dāng) p = 1 時，時，UVW 互差互差 120o 正序；正序；

34、 當(dāng)當(dāng) p = 2 時，時，UVW 互差互差 240o 負(fù)序。負(fù)序。 對調(diào)為對調(diào)為 UV (W)W (V) 正序。正序。 p 對磁極對磁極 2p 對磁極對磁極 調(diào)速方向：調(diào)速方向： YY Y：n Y YY ：n 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍： D = 2 4 調(diào)速的平滑性：差調(diào)速的平滑性：差 調(diào)速的穩(wěn)定性：好調(diào)速的穩(wěn)定性：好 靜差率：靜差率： p 對磁極對磁極 2p 對磁極對磁極 調(diào)速方向：調(diào)速方向： YY：n YY ：n 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍： D = 2 4 調(diào)速的平滑性：差調(diào)速的平滑性：差 調(diào)速的穩(wěn)定性：好調(diào)速的穩(wěn)定性：好 靜差率：靜差率： = 100% n1n n1 n n1 = （基本不變）（基

35、本不變） (1) 雙速電動機(jī)雙速電動機(jī) 采用采用 YYY 和和YY 方式變極。方式變極。 其極對數(shù)成倍地變化，如其極對數(shù)成倍地變化，如 2/4 極、極、4/8 極等。極等。 (2) 多速電動機(jī)多速電動機(jī) 如國產(chǎn)如國產(chǎn) YD250M-4/6/8/12 型多速電機(jī)，型多速電機(jī)， 有有4 極、極、6 極、極、8 極、極、12 極四種極數(shù)。極四種極數(shù)。 操作簡單方便、機(jī)械特性硬、效率高。操作簡單方便、機(jī)械特性硬、效率高。 只能有級調(diào)速，可獲得恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速。只能有級調(diào)速，可獲得恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速。 YYY 應(yīng)用于起重機(jī)、運(yùn)輸傳送帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；應(yīng)用于起重機(jī)、運(yùn)輸傳送帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載； YY 應(yīng)用于如

36、各種機(jī)床切削等恒功率負(fù)載。應(yīng)用于如各種機(jī)床切削等恒功率負(fù)載。 E14.44 f1 kw1N1 m = U14.44 f1 kw1N1 恒磁通控制方式恒磁通控制方式 (1) 保持保持 為常數(shù)為常數(shù) E1 f1 Tem= Pem 1 = 2 f1 p R2 s 3I2 2 = 3p 2 f1 E2 R2 s 2 R2 s X2 2 2 = 3p f12 2 R2 s 2 E1 f1 sX2 R2 1 在不同頻率下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速降落為在不同頻率下，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速降落為 nm = smn1 對上式進(jìn)行求導(dǎo)，并令對上式進(jìn)行求導(dǎo)，并令 = 0 ，可得，可得 dTem ds Tm = 3p 4

37、 2 E1 f1 f1 X2 = 3p 4 2 E1 f1 1 2 L2 sm = R2 X2 = R2 2 L2 f1 60f1 p = R2 2 L2 f1 = R2 2 L2 60 p 1 f1 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)保持恒電動勢頻率比調(diào)速時，當(dāng)保持恒電動勢頻率比調(diào)速時，Tm 和和 nm 是是 與頻率無關(guān)的常數(shù)。與頻率無關(guān)的常數(shù)。 f1fNf1n1 Tem n O fN Tm n1 恒電動勢頻率比調(diào)速時的機(jī)械特性恒電動勢頻率比調(diào)速時的機(jī)械特性 采用恒電動勢頻率比控采用恒電動勢頻率比控 制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)： 電動機(jī)的機(jī)械特性硬、電動機(jī)的機(jī)械特性硬、 調(diào)速范圍寬且穩(wěn)定性好。調(diào)速

38、范圍寬且穩(wěn)定性好。 由于正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)差率由于正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)差率 s 較小，較小， 轉(zhuǎn)差功率小，電動機(jī)的轉(zhuǎn)差功率小，電動機(jī)的 高。高。 由于由于 Tm 不變，這種控制方式不變，這種控制方式 適合于帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速。適合于帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速。(2) 保持保持 為常數(shù)為常數(shù) U1 f1 sm = R1(X1 X2 )2 R2 2 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)保持恒壓頻比調(diào)速時，當(dāng)保持恒壓頻比調(diào)速時，Tm 已不是常數(shù)，已不是常數(shù)， Tm 隨著頻率降低而減小。隨著頻率降低而減小。 3p 2 f1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s 2 R2 s 2 U1 f1 R1 R1(X1 X2 )2 Tm = 3p

39、4 f1 2 2 U1 f1 恒壓頻比調(diào)速時的機(jī)械特性恒壓頻比調(diào)速時的機(jī)械特性 f1fNf1n1 Tem n O fN Tm n1 結(jié)論：結(jié)論： 基頻以下恒壓頻比調(diào)速基頻以下恒壓頻比調(diào)速 近似為恒磁通控制方式，近似為恒磁通控制方式， 同樣適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速。同樣適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速。 為了使電動機(jī)在低頻時為了使電動機(jī)在低頻時 仍保持足夠大的過載能力，仍保持足夠大的過載能力， 通常可將通?？蓪?U1 適當(dāng)抬高一些，適當(dāng)抬高一些， 以補(bǔ)償一些定子阻抗壓降。以補(bǔ)償一些定子阻抗壓降。 f1fN ，U1L = UN（保持不變）（保持不變） f1 m ，類似于直流電動機(jī)的弱磁調(diào)速。，類似于直流電動機(jī)的弱

40、磁調(diào)速。 當(dāng)當(dāng) f1fN 時，時， R1 ( X1 X2 )， 忽略忽略 R1 ，則，則 Tm = 3pU14 f1 (X1 X2 ) 2 3pU1 4 (L1 L2 ) 1 f1 2 = 2 2 sm = R2 X1 X2 R2 2 (L1 L2 ) f1 = nm = smn1 R2 2 (L1 L2 ) 60 p = sm ； 1 f1 nm 保持不變。保持不變。 f1fNn1 Tem n O fN 基頻向上調(diào)速時的機(jī)械特性基頻向上調(diào)速時的機(jī)械特性 結(jié)論：結(jié)論： Tm ； 1 f1 2 n1 f1 結(jié)論：結(jié)論： 在基頻以上調(diào)速時，由于在基頻以上調(diào)速時，由于 m 與與 f1 成反比地降成反

41、比地降 低，使得低，使得 Tem 也與也與 f1 近似成反比變化，故電動近似成反比變化，故電動 機(jī)近似為恒功率運(yùn)行。機(jī)近似為恒功率運(yùn)行。 調(diào)速范圍寬，調(diào)速范圍寬，D = 100 。 調(diào)速平滑性好，調(diào)速平滑性好， 可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)無級調(diào)速。 機(jī)械特性硬，靜差率小，機(jī)械特性硬，靜差率小， 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好。 基頻以下為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，基頻以下為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速， 基頻以上為恒功率調(diào)速。基頻以上為恒功率調(diào)速。 調(diào)速時轉(zhuǎn)差率小，調(diào)速時轉(zhuǎn)差率小， 轉(zhuǎn)差功率小，運(yùn)行效率高。轉(zhuǎn)差功率小，運(yùn)行效率高。 變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。 U、f 可變可變 M33 整流電路整流電路 逆變

42、電路逆變電路 50 Hz 控制控制 電路電路 直直 流流 變頻器變頻器 電機(jī)變頻器一體化產(chǎn)品電機(jī)變頻器一體化產(chǎn)品 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1) 一體化的通用變頻器和電動機(jī)的組合可以提供最大效率。一體化的通用變頻器和電動機(jī)的組合可以提供最大效率。 (2) 變速驅(qū)動，輸出功率范圍寬（如從變速驅(qū)動，輸出功率范圍寬（如從 120 W到到 7.5 kW）。）。(3) 在需要的時候，通用變頻器可以方便地從電動機(jī)上移走。在需要的時候，通用變頻器可以方便地從電動機(jī)上移走。 (4) 高起動轉(zhuǎn)矩。高起動轉(zhuǎn)矩。 nm n1 Tem n O UN TL1TL2 TL3 U1 n1 Tem n O U1UN U1 U1 UN U

43、1U1UN TL1 改變改變 U1 調(diào)速是一種比較簡便的調(diào)速方法，調(diào)速是一種比較簡便的調(diào)速方法， 但低速時但低速時 PCu2 大，大， 低，電機(jī)散熱差，低，電機(jī)散熱差， 發(fā)熱嚴(yán)重。發(fā)熱嚴(yán)重。 異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速 高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速高轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速 結(jié)論：結(jié)論： 調(diào)速方向：調(diào)速方向：U1(UN) n 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D 較小。較小。 調(diào)速的平滑性：若能連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)速的平滑性：若能連續(xù)調(diào)節(jié)U1，n 可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。 調(diào)速的穩(wěn)定性：穩(wěn)定性差。調(diào)速的穩(wěn)定性：穩(wěn)定性差。 對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不宜長期在低速下工作，對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不宜長期在低速下工作， 比較適

44、合于風(fēng)機(jī)類負(fù)載的調(diào)速。比較適合于風(fēng)機(jī)類負(fù)載的調(diào)速。 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性較差。調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性較差。 需要可調(diào)交流電源，需要可調(diào)交流電源，cos 1 和和 均較低。均較低。 調(diào)速時的允許負(fù)載：既非恒轉(zhuǎn)矩又非恒功率調(diào)速。調(diào)速時的允許負(fù)載：既非恒轉(zhuǎn)矩又非恒功率調(diào)速。所以所以 U1 Tem (n) P2 因?yàn)橐驗(yàn)?TemU1 ， 2 【例例6-5】 一臺一臺 Y280S-4 型三相異步電動機(jī)，其額型三相異步電動機(jī)，其額 定值為定值為 PN = 75 kW，UN = 380V，nN=1480 r/min，三角形，三角形 聯(lián)結(jié)，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)聯(lián)結(jié)，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) KT2.2，電動機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，電動機(jī)

45、帶額定負(fù)載運(yùn)行， 若采用調(diào)壓調(diào)速，將定子電壓調(diào)為若采用調(diào)壓調(diào)速，將定子電壓調(diào)為 0.8UN，求此時電機(jī)，求此時電機(jī) 的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。 解：額定轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率分別為解：額定轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)差率分別為 n1 nN n1sN = = = 0.0133 1 500 1 480 1 500sm = sN ( KT KT1 )2 = 0.0133(2.2 2.221 ) = 0.0553 因?yàn)橐驗(yàn)?TmU1 ，故調(diào)壓后的最大轉(zhuǎn)矩為，故調(diào)壓后的最大轉(zhuǎn)矩為 2 Tm = Tm = 0.64Tm 0.8UN UN 2 = 0.64KTTN = 1.408TN因此調(diào)壓后額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率為因此調(diào)壓后額定負(fù)載時的

46、轉(zhuǎn)差率為 n = (1s) n1 = (10.023) 1500 r/min = 1465.5 r/min 因?yàn)橐驗(yàn)?sm與與 U1 無關(guān)，無關(guān)， 即即 sm= sm s = sm 1 ( Tm TN Tm TN ) 2 = 0.0553(1.408 1.40821 ) = 0.023 調(diào)壓后的轉(zhuǎn)速為調(diào)壓后的轉(zhuǎn)速為 n1Te n O Tm R2 R2+Rr TLM33RrKM 結(jié)論：結(jié)論： 調(diào)速方向：調(diào)速方向： n 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D 較小較小。 D = 23。 調(diào)速的平滑性：取決于調(diào)速的平滑性：取決于 Rr 的調(diào)節(jié)方式。一般為有級調(diào)速的調(diào)節(jié)方式。一般為有級調(diào)速 調(diào)速的穩(wěn)定性：調(diào)速的穩(wěn)定性

47、： 穩(wěn)定性差。穩(wěn)定性差。Rr 。 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：初期投資不大，但運(yùn)行效率較低。調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：初期投資不大，但運(yùn)行效率較低。 屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法，低速運(yùn)行時屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法，低速運(yùn)行時 PCu2 大，大， 故不宜長期低速運(yùn)行。故不宜長期低速運(yùn)行。 多用于對調(diào)速性能要求不高且斷續(xù)工作的生產(chǎn)機(jī)械上，多用于對調(diào)速性能要求不高且斷續(xù)工作的生產(chǎn)機(jī)械上， 如橋式起重機(jī)、軋鋼機(jī)的輔助機(jī)械等。如橋式起重機(jī)、軋鋼機(jī)的輔助機(jī)械等。 為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速：為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速： 因?yàn)橐驗(yàn)檎{(diào)速前后調(diào)速前后 U1 、 f1不變，不變， m 不變。不變。 【例例 6-6】 一臺一臺YR280M-4 型異步電動機(jī)帶額定負(fù)型

48、異步電動機(jī)帶額定負(fù) 載恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，已知載恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，已知 PN75 kW，nN1480 r/min，U1N = 380V，三角形聯(lián)結(jié)，三角形聯(lián)結(jié)，I1N = 140 A，E2N354 V，I2N = 128 A，KT = 3.0。試求：。試求：(1) 當(dāng)在轉(zhuǎn)子回路串入當(dāng)在轉(zhuǎn)子回路串入 0.1 電電 阻時，電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；阻時，電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；(2) 要求把轉(zhuǎn)速降至要求把轉(zhuǎn)速降至1000 r/min， 轉(zhuǎn)子回路每相應(yīng)串多大電阻？轉(zhuǎn)子回路每相應(yīng)串多大電阻？ 解：解：(1) 額定轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子電阻值分別為額定轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子電阻值分別為 n1 nN n1sN = = = 0.0133 1 500 1 48

49、0 1 500R2 = sN E2N 3 I2N 0.0133354 3 128 = = 0.0212 電機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時有關(guān)系電機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時有關(guān)系 R2 sN R2Rs s = 電機(jī)轉(zhuǎn)速為電機(jī)轉(zhuǎn)速為 所以當(dāng)串入電阻所以當(dāng)串入電阻 Rs= 0.1 時電機(jī)的轉(zhuǎn)差率為時電機(jī)的轉(zhuǎn)差率為 轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串電阻為轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串電阻為 0.02120.1 0.0212= 0.0133 = 0.076 R2Rs R2 s = sN(2) 當(dāng)當(dāng) n = 1 000 r/min 時的轉(zhuǎn)差率為時的轉(zhuǎn)差率為 = (10.076) 1 500 r/min = 1386 r/min n = (1s ) n1 n1

50、 n n1s = = = 0.3333 1 500 1 000 1 500Rs = 1 R2 s sN= 1 0.0212 = 0.51 0.3333 0.0133 制動方法：制動方法： 回饋制動、反接制動、能耗制動?；仞佒苿印⒎唇又苿印⒛芎闹苿?。 | n | | n1 |，s0； 電機(jī)處于異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)；電機(jī)處于異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)； 將機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)；將機(jī)械能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)； 電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動作用。電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動作用。 n1 Tem n s O smTmMH smTmM 回饋制動回饋制動 Tem n O fN f1 fN f1 調(diào)速過程中的回饋

51、制動調(diào)速過程中的回饋制動 TLabcd Ten OYYYTLabcd? 變頻調(diào)速過程中的回饋制動變頻調(diào)速過程中的回饋制動 變極調(diào)速過程中的回饋制動變極調(diào)速過程中的回饋制動 s = n1n n1 第二象限第二象限 0 (n1n) 0 定子發(fā)出電功率定子發(fā)出電功率 向電源回饋電能。向電源回饋電能。 Pem = m1I22R2Rb s 軸上輸入機(jī)械功率軸上輸入機(jī)械功率 (位能負(fù)載的位能位能負(fù)載的位能)。 Pm= (1s ) Pem0 pCu2 = PemPm |Pem | = |Pm|pCu2 機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能 (減去轉(zhuǎn)子銅損耗等減去轉(zhuǎn)子銅損耗等)。 迅速停車迅速停車 (1) 制動原

52、理制動原理 KM1 KM2 M 3 3 Rb 制動前制動前 KM1 合，合，KM2 斷，斷， 一般一般 Rb = 0 。 制動時制動時 KM1 斷，斷，KM2 合。合。 轉(zhuǎn)子串入轉(zhuǎn)子串入 Rb 。TLTL制動前：正向電動狀態(tài)。制動前：正向電動狀態(tài)。 制動時：定子相序改變，制動時：定子相序改變， n1 變向。變向。O n Tem 1 n1 2n1 bs = n1 n n1= n1n n1ac即即 s1 (第二象限第二象限)。因因 s1，使，使 E2s、I2 反向，反向， Tem 反向。反向。 a 點(diǎn)點(diǎn) b 點(diǎn)點(diǎn)(Tem0，制動開始，制動開始) 慣性慣性 n c 點(diǎn)點(diǎn)(n = 0，Tem 0)，

53、到到 c 點(diǎn)時，若未切斷電源，點(diǎn)時，若未切斷電源， 電機(jī)電機(jī) 將可能反向起動。將可能反向起動。制動結(jié)束。制動結(jié)束。 dR2 RbR2 取決于取決于 Rb 的大小。的大小。(2) 制動效果制動效果aO n Te 1n1 2n1 bc(3) 制動時的功率制動時的功率 0 Pm = (1s ) Pem 三相電能三相電能 電磁功率電磁功率Pem轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)械功率機(jī)械功率Pm定子定子轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差功率功率0 Pem = m1I22R2Rb s = PemPm= Pem|Pm| pCu2 = m1(R2Rb ) I22 R2 RbR2 【例例6-7】 一臺一臺YR280M-8 型繞線異步電動機(jī)，型繞線異步電動機(jī)，

54、PN = 45 kW，nN735 r/min，E2N359 V，I2N = 76 A，KT = 2.4，如果電動機(jī)拖動額定負(fù)載運(yùn)行時，采用反接制動，如果電動機(jī)拖動額定負(fù)載運(yùn)行時，采用反接制動 停車，要求制動開始時最大制動轉(zhuǎn)矩為停車，要求制動開始時最大制動轉(zhuǎn)矩為 2TN，求轉(zhuǎn)子每，求轉(zhuǎn)子每 相串入的制動電阻值。相串入的制動電阻值。 解：額定轉(zhuǎn)差率和固有特性的臨界轉(zhuǎn)差率為解：額定轉(zhuǎn)差率和固有特性的臨界轉(zhuǎn)差率為 n1 nN n1sN = = = 0.02 750 735 750sm = sN ( KT KT1 )2 = 0.02(2.4 2.421 ) = 0.0916 轉(zhuǎn)子每相電阻值為轉(zhuǎn)子每相電阻

55、值為 R2 = sN E2N 3 I2N 0.02359 3 76 = = 0.0545 在反接制動時瞬間，在反接制動時瞬間，Tem = 2TN，由于轉(zhuǎn)速來不及變化，由于轉(zhuǎn)速來不及變化， 但旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反，所以，此時的轉(zhuǎn)差率為但旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反，所以，此時的轉(zhuǎn)差率為 s m = s 1 Tm TL Tm TL 2s = = = 1.98 n1nN n1 750735 750= 1.98 1 = 3.6894 2.4 2 2.4 2 2轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串電阻為轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串電阻為 Rb = 1 R2 s m sm= 1 0.0545 = 2.14 1.0519 0.0916 下放重物下放重物 O

56、n Tem 1n1 2 bcTL ad(1) 制動原理制動原理 定子相序不變，轉(zhuǎn)子電定子相序不變，轉(zhuǎn)子電 路串聯(lián)對稱電阻路串聯(lián)對稱電阻 Rb。 制動運(yùn)制動運(yùn) 行狀態(tài)行狀態(tài)a 點(diǎn)點(diǎn) b 點(diǎn)點(diǎn)(TbTL)， 慣性慣性 n c 點(diǎn)點(diǎn) ( n = 0，TcTL ) 在在TL 作用下作用下 M 反向起動反向起動 d 點(diǎn)點(diǎn)( nd0，Td = TL ) (2) 制動效果制動效果 改變改變 Rb 的大小，的大小， 改變特性改變特性 2 的斜率，的斜率， 改變下方速度改變下方速度 nd 。 3 低速提低速提 升重物升重物 e R2 (3) 制動時的功率制動時的功率s = n1n n1 第四象限第四象限 1 (

57、n0) 0 0 Pm = (1s ) Pem 定子輸入電功率定子輸入電功率 軸上輸入機(jī)械功率軸上輸入機(jī)械功率 （位能負(fù)載的位能）（位能負(fù)載的位能） = PemPm= Pem|Pm| pCu2 = m1(R2Rb ) I22 Pem = m1I22R2Rb s 電功率與機(jī)械功率均電功率與機(jī)械功率均 消耗在轉(zhuǎn)子電路中。消耗在轉(zhuǎn)子電路中。 【例例6-11】 某起重機(jī)由一臺繞線型三相異步電動機(jī)某起重機(jī)由一臺繞線型三相異步電動機(jī) 拖動，已知拖動，已知 PN30 kW，UN380V，Y 聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)，nN730 r/min，E2N390 V，I2N = 50 A，KT = 3.0。電動機(jī)軸上。電動機(jī)軸上 的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL0.8TN。(1) 如果電動機(jī)以如果電動機(jī)以 500 r/min 的的 速度反接下放重物，求轉(zhuǎn)子每相串入的電阻值。速度反接下放重物，求轉(zhuǎn)子每相串入的電阻值。(2) 如如 果轉(zhuǎn)子每相串入果轉(zhuǎn)子每相串入 3.2 的電阻，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是多大，的電阻，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是多大， 運(yùn)行在什么狀態(tài)？運(yùn)行在什么狀態(tài)？(3) 如果轉(zhuǎn)子每相串入如果轉(zhuǎn)子每相串入 6.2 的電