三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

關(guān)于三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)第一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日§5-1三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性回顧一下，直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，是指轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性也是指轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，不過(guò)通常用轉(zhuǎn)差率與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。一、機(jī)械特性的三種表達(dá)式1.機(jī)械特性的物理表達(dá)式第二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日上式稱為三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的物理表達(dá)式。物理表達(dá)式反映了電磁轉(zhuǎn)距與轉(zhuǎn)子電流有功分量、每極磁通成正比的物理本質(zhì)。直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式？第三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式它反映了感應(yīng)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T跟電源電壓U1、頻率f1、電機(jī)的參數(shù)及轉(zhuǎn)差率S之間的關(guān)系。第四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)U1、f1和電機(jī)的參數(shù)不變時(shí)，T僅是S的函數(shù)，可得到T=f(S)關(guān)系曲線。n與S存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以可以得到n與T的關(guān)系n=f(T)，即為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。1>S>0表示感應(yīng)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，S>1和S<0表示感應(yīng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)在機(jī)械特性曲線上有兩處最大電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)第五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日正號(hào)表示電動(dòng)，負(fù)號(hào)表示發(fā)電，分別對(duì)應(yīng)于B、B’點(diǎn)Tm為最大電磁轉(zhuǎn)矩，而Sm為臨界轉(zhuǎn)差率，為什么不是最大轉(zhuǎn)差率？感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，要有一定的過(guò)載能力，通常用來(lái)表示，也稱為過(guò)載倍數(shù)，這是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，過(guò)載倍數(shù)為1.6~2.2。第六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)電源頻率和電機(jī)參數(shù)不變時(shí)Sm與電源電壓無(wú)關(guān)，只與電機(jī)參數(shù)有關(guān)。Tm與無(wú)關(guān)，而Sm與成正比。Sm與f1有何關(guān)系？Tm呢？第七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日將S=1代入，可得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)電源頻率和電機(jī)參數(shù)不變時(shí)在額定電壓、額定頻率和電機(jī)固有參數(shù)的條件下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是一個(gè)固定的值。定義起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：一般要求大于1，這樣才能帶額定負(fù)載順利起動(dòng)第八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式求出Tm和Sm即可得到實(shí)用表達(dá)式第九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)產(chǎn)品目錄可以查出PN（單位為kW），nN和λM，求出TN：即可得到T與S的關(guān)系，稱為實(shí)用表達(dá)式。實(shí)用表達(dá)式反映出感應(yīng)電機(jī)機(jī)械特性是由一段直線段和一段雙曲線構(gòu)成。第十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)S<<Sm時(shí)，稱為直線表達(dá)式注意：(1)直線表達(dá)式只表示S<<Sm的那一段，不滿足S<<Sm，則不能用直線表達(dá)式。(2)此時(shí)，Sm應(yīng)為，不能用第十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性將定子三相繞組按規(guī)定接線方式聯(lián)接，不經(jīng)任何阻抗而直接施加三相對(duì)稱額定頻率的額定電壓，轉(zhuǎn)子回路也不串任何阻抗而短接。這時(shí)測(cè)得的n=f(T)關(guān)系曲線，稱為固有機(jī)械特性。在固有機(jī)械特性上，有四個(gè)特殊的點(diǎn)：(1)A點(diǎn)(起動(dòng)點(diǎn))n=0，S=1，T=TQ，I1=IQ(2)B點(diǎn)(臨界點(diǎn))S=Sm，T=TmSm一般為0.1~0.2第十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日(3)C點(diǎn)(額定點(diǎn))n=nN，T=TN，I1=I1N，I2=I2N，P2=PN(4)D點(diǎn)(同步點(diǎn))n=n1，S=0，T=0，I2=0，E2S=0，I1=Im比較A、B、C、D四點(diǎn)對(duì)應(yīng)的定子電流IA、IB、IC、ID的大小關(guān)系？1>=SA>SB>SC>SD>=0，所以IA>IB>IC>ID第十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例5-1三相四極50Hz繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，PN=150kW，U1N=380VnN=1460r/min，λM=2，試求：(1)該機(jī)固有特性的表達(dá)式；(2)該機(jī)的固有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；(3)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載且Tz=755Nm時(shí)的轉(zhuǎn)速。三種表達(dá)式，等效電路參數(shù)未知，物理表達(dá)式和參數(shù)表達(dá)式不能寫出。直線表達(dá)式只能表示線性段，不能表示全局，也不合適。只有實(shí)用表達(dá)式。S=1，可求出固有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TQTz=755代入可求出S第十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日S=0.02或0.5E點(diǎn)是否是穩(wěn)定的平穩(wěn)點(diǎn)？F點(diǎn)呢？E點(diǎn)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，舍掉S=0.5S取0.02，可求出n。第十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性人為地改變電動(dòng)機(jī)的任一參數(shù)（如U1，f1，p，定子回路電阻或電抗，轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗等）的機(jī)械特性統(tǒng)稱為人為機(jī)械特性。1.降低定子端電壓的人為特性其它條件與固有特性一樣，僅降低定子相電壓得到的人為機(jī)械特性稱為降低定子端電壓的人為特性。特點(diǎn)：(1)頻率不變，故理想空載點(diǎn)不變(2)，Sm不變。(3)第十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)這三個(gè)特點(diǎn)，可以得到降低端電壓人為機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式：同理可以寫出直線表達(dá)式：為什么必須降低定子端電壓？頻率不變，若端電壓高于額定電壓，則根據(jù)知，主磁通升高，磁路飽和，勵(lì)磁電流迅速增大。第十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日課堂練習(xí)：4-33從圖中可以看出電機(jī)轉(zhuǎn)速下降額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故電磁轉(zhuǎn)矩不變難以確定如磁路不飽和，則能否確定？主磁路的磁阻由氣隙決定，所以勵(lì)磁電流與主磁通成正比，即與電壓成正比。如果S不變，轉(zhuǎn)子電流恰好與主磁通成反比，應(yīng)增大。即使這樣，定子電流也應(yīng)增大。更何況S變大，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流增大得更多，所以定子電流是增大的。第十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日上述結(jié)論有兩個(gè)前提：一是磁路不飽和，二是帶額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。定轉(zhuǎn)子電流均增大，定轉(zhuǎn)子銅耗也增大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，易使電機(jī)發(fā)熱，燒壞。所以，不允許電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間帶額定負(fù)載低壓運(yùn)行。低于額定電壓，可以近似認(rèn)為磁路不飽和，恒功率負(fù)載，因轉(zhuǎn)速變化不大，也認(rèn)為轉(zhuǎn)矩不變，實(shí)際上轉(zhuǎn)矩反而會(huì)有所增大。第十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日一臺(tái)高壓電機(jī)，如果將其接到低壓電網(wǎng)上，帶額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，結(jié)果運(yùn)行一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)電機(jī)燒壞，試分析原因？如與電壓成比例的負(fù)載轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，會(huì)不會(huì)燒壞電機(jī)？則電機(jī)轉(zhuǎn)子電流仍會(huì)高于額定電流，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)發(fā)熱，損壞轉(zhuǎn)子。高壓電機(jī)低壓運(yùn)行要特別慎重。空載實(shí)驗(yàn)時(shí)，降壓到何時(shí)停止？為什么？第二十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日有功電流上升，無(wú)功電流下降，功率因數(shù)將上升。電壓下降為原來(lái)一半，則最大轉(zhuǎn)矩為原來(lái)1/4，能否帶起額定轉(zhuǎn)矩？不能，至于電機(jī)是否停轉(zhuǎn)，決定于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，前者會(huì)停轉(zhuǎn)，電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)，會(huì)燒壞電機(jī)，后者電機(jī)不會(huì)停掉，會(huì)一直反向加速，電流越來(lái)越大，要么電機(jī)燒壞，要么發(fā)生飛車。第二十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱三相電阻的人為特性僅繞線式感應(yīng)電機(jī)可以轉(zhuǎn)子回路串電阻。其它條件與固有特性一樣，僅在轉(zhuǎn)子回路串入對(duì)稱三相電阻，得到的人為機(jī)械特性稱為轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱三相電阻的人為特性。特點(diǎn)：(1)頻率不變，故理想空載點(diǎn)不變(2)，Sm隨轉(zhuǎn)子電阻增大而增大但Tm不變。(3)Sm<1時(shí)，TQ隨RΩ的增大而增大，Sm>1時(shí)，TQ隨RΩ的增大而減小。第二十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第二十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)子串對(duì)稱三相電阻時(shí)的人為特性的實(shí)用表達(dá)式為：直線表達(dá)式為：令S’m=1，可以獲得最大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：此時(shí)第二十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日課堂練習(xí)：4-31相同的截面積、相同的長(zhǎng)度，鋁導(dǎo)條的電阻較銅導(dǎo)條的電阻大從等效電路可以看出，S=1，轉(zhuǎn)子電阻增大，轉(zhuǎn)子支路阻抗增大，整個(gè)等效電路的等效阻抗增大，起動(dòng)電流減少。第二十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日效率跟什么有關(guān)？P2如何變化？軸上輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之積，轉(zhuǎn)矩不變，轉(zhuǎn)速下降，故P2下降。轉(zhuǎn)速下降不大，端電壓也不變，故不變損耗基本不變，關(guān)鍵是定轉(zhuǎn)子銅耗如何變化？定子銅耗取決于勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)子電流，而轉(zhuǎn)子銅耗則取決于轉(zhuǎn)子電流，勵(lì)磁電流不變，所以只要知道轉(zhuǎn)子電流如何變化，即可知定轉(zhuǎn)子銅耗如何變化。第二十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)子支路端電壓近似不變，S增大，r2也增大，轉(zhuǎn)子電流如何變化？應(yīng)找到S與r2之間的關(guān)系，它們有何關(guān)系？從機(jī)械特性上看，我們分析的點(diǎn)在直線段，可以用直線表達(dá)式S與r2成正比，轉(zhuǎn)子電流將如何變化？轉(zhuǎn)子電流不變！而且轉(zhuǎn)子的阻抗角也不變！轉(zhuǎn)子銅耗也不變？轉(zhuǎn)子銅耗變大，而定子銅耗基本不變，效率降低。第二十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日電磁功率如何變化？電磁功率有多種表示形式：究竟用哪種形式進(jìn)行分析，要看哪種形式中的變化因素更單純。在本題中，不宜用第三種形式進(jìn)行分析，因?yàn)橛凶兇蟮囊蛩兀灿凶冃〉囊蛩?，最合適的是用轉(zhuǎn)矩形式分析。電磁功率是不變的。進(jìn)而推廣到一般情況，轉(zhuǎn)子回路串電阻，當(dāng)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在轉(zhuǎn)速變化不是很大（意味著電機(jī)運(yùn)行于機(jī)械特性的直線段）或不計(jì)空載損耗的情況下，電磁功率不變。知識(shí)重要，有效地運(yùn)用知識(shí)更重要！?。〉诙隧?yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日定子電流如何變？整個(gè)電路的參數(shù)哪幾個(gè)發(fā)生了變化？從定子輸入端看，輸入阻抗沒(méi)有發(fā)生變化，所以定子電流的大小和相位沒(méi)有發(fā)生變化。故定子電流、功率因數(shù)不變。輸出功率如何變化？可以從幾個(gè)角度來(lái)理解，一是等效電路，總的機(jī)械功率降低，空載損耗幾乎不變，輸出功率降低；二是負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，轉(zhuǎn)速下降，所以輸出功率降低。第二十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3、定轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱三相電抗器的人為特性籠型感應(yīng)電機(jī)可在定子回路串電抗器，而繞線式感應(yīng)電機(jī)則在定轉(zhuǎn)子回路中都可以串對(duì)稱三相電抗器。串入電抗器后，Sm、Tm、TQ均下降。第三十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例5-2某三相六極50Hz感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為nN=980r/min，轉(zhuǎn)子每相電阻r2=0.06Ω,為使恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)速降為n=750r/min，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多大電阻？此時(shí)轉(zhuǎn)子電流將如何變化？轉(zhuǎn)子銅耗將如何變化？SN，S2可求，則串入電阻可求轉(zhuǎn)子電流將不變，轉(zhuǎn)子銅耗增加。與4-31一樣。在直線段，所以第三十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日§5-2

三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的固有起動(dòng)性能感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定接法、轉(zhuǎn)子回路不串任何阻抗，直接投入額定電壓、額定頻率的電網(wǎng)，使之從靜止?fàn)顟B(tài)開始轉(zhuǎn)動(dòng)直至穩(wěn)定運(yùn)行，稱為直接起動(dòng)，這時(shí)的起動(dòng)特性稱為固有起動(dòng)特性?；叵胍幌轮绷麟姍C(jī)的直接起動(dòng)，起動(dòng)電流如何？起動(dòng)轉(zhuǎn)矩如何？又有幾種起動(dòng)方式？大，大。電樞回路串電阻、降壓。第三十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日主磁通與額定值相比，是大還是小，為什么？轉(zhuǎn)子回路的阻抗角與額定值相比，是大還是?。啃〈蟊M管起動(dòng)電流很大，但是起動(dòng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩并不大起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小是普通感應(yīng)動(dòng)機(jī)固有起動(dòng)性的主要矛盾。過(guò)大的起動(dòng)電流可能引起供電變壓器的電壓波動(dòng)，對(duì)電機(jī)本身及其它用戶帶來(lái)不良影響；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小則會(huì)對(duì)需滿載起動(dòng)的機(jī)械造成困難。第三十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日不同的起動(dòng)方法就是在保證一定轉(zhuǎn)矩的情況下，采取不同的措施限制起動(dòng)電流，即從電網(wǎng)吸收的電流。原則：對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)、應(yīng)用場(chǎng)合綜合考慮，選最佳啟動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)于電網(wǎng)容量很小時(shí)，可以直接起動(dòng)；如果生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求不大，則只考慮限制電流；如生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)矩要求較高，則既要限制電流，又要保證需要的轉(zhuǎn)矩。對(duì)于籠形異步電動(dòng)機(jī)，通常采用直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)等；對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，通常采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)等。第三十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1.直接起動(dòng)7.5kW以下的小容量感應(yīng)電機(jī)，都可直接起動(dòng)，但7.5kW以上的電機(jī)，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)核定。IQ為直接起動(dòng)時(shí)的定子線電流；IN為電機(jī)額定電流；SH為供電電源的總?cè)萘浚籔N為電動(dòng)機(jī)的額定功率。不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，上面的經(jīng)驗(yàn)公式可適當(dāng)放寬，較頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)則應(yīng)嚴(yán)格按經(jīng)驗(yàn)公式判斷。滿足經(jīng)驗(yàn)公式，可直接起動(dòng)，不滿足，則不宜直接起動(dòng)。第三十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.降壓起動(dòng)(1)定子回路串對(duì)稱三相電抗器起動(dòng)假設(shè)電流變?yōu)樵瓉?lái)的1/a，則電機(jī)端電壓變?yōu)樵瓉?lái)的多少？則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)樵瓉?lái)的1/a2，所以只能空載或輕載起動(dòng)。第三十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日(2)自耦變壓器降壓起動(dòng)電機(jī)端電壓變?yōu)橹苯悠饎?dòng)的1/k，所以電機(jī)的起動(dòng)電流變?yōu)橹苯悠饎?dòng)電流的1/k，但這個(gè)電流變壓器副邊電流，變壓器的原邊電流是副邊電流的1/k，即電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電流變?yōu)橹苯悠饎?dòng)的1/k2。第三十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例如一臺(tái)電機(jī)，IQ/IN=5，則如果要限制起動(dòng)電流不超過(guò)額定電流起動(dòng)電壓為UN/5，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)門QN/25，不適合帶稍大的負(fù)載起動(dòng)，而采用自耦變壓器起動(dòng)，則限制電網(wǎng)側(cè)的起動(dòng)電流為額定電流，于是變比k取，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)門QN/5，可以帶稍大負(fù)載起動(dòng)。改變變比k，可以滿足帶不同負(fù)載起動(dòng)的需要，但抽頭有限，一般有三種抽頭。運(yùn)行可靠，在現(xiàn)場(chǎng)中有不少應(yīng)用，尤其在大容量的電機(jī)起動(dòng)中。對(duì)電網(wǎng)而言，起動(dòng)電流倍數(shù)跟起轉(zhuǎn)矩倍數(shù)相同，可以帶較大的負(fù)載起動(dòng)。第三十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日(3)星-三角(Y-△)起動(dòng)第三十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日Δ變成Y，則感應(yīng)電機(jī)定子相電壓變?yōu)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)椋浩饎?dòng)相電流與相電壓成正比：則從電網(wǎng)每相輸入的線電流的關(guān)系為：第四十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日Y-△起動(dòng)是籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本方法之一，適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為△形接法的電動(dòng)機(jī)空、輕載起動(dòng)?！餍谓臃ǖ碾妱?dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于空載或輕載運(yùn)行時(shí)，可將其改為Y形接法，以提高功率因數(shù)和效率，節(jié)約電能。為什么？空載或輕載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子銅耗很小，而定子銅耗主要是勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，勵(lì)磁電流的大小由主磁通決定。鐵耗隨主磁通變化，磁通正比于電壓。電壓降低，主磁通減少，勵(lì)磁電流減少，定子銅耗減少，鐵耗減少，電機(jī)轉(zhuǎn)速變化不大，機(jī)械損耗幾乎不變，附加損耗不變，轉(zhuǎn)子銅耗稍有增加，但增加不大。電機(jī)效率增高。而且，降低電壓后，主磁通減少Ｓ稍有增加，轉(zhuǎn)子有功電流增加，勵(lì)磁電流減少，故電機(jī)的功率因數(shù)增加。第四十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日為此，國(guó)產(chǎn)4kW以上籠型異步電動(dòng)機(jī)，都設(shè)計(jì)為U1N=380V，定子繞組接法為△形，以便于接成Y形。為什么說(shuō)S稍有增加？所以有一點(diǎn)需要注意，就是當(dāng)負(fù)載不為輕載，變換接法，反而會(huì)使轉(zhuǎn)子電流成為主角，轉(zhuǎn)子銅耗增大，從而燒壞電機(jī)。在前面講4-33時(shí)講過(guò)，大家聯(lián)系起來(lái)，對(duì)降低端電壓后感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行有一個(gè)全面的掌握。前提是空載或輕載。第四十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)1：——關(guān)于降壓運(yùn)行感應(yīng)電機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載，當(dāng)端電壓下降時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速將下降，主磁通減少，勵(lì)磁電流減少，鐵耗減少，而轉(zhuǎn)子電流增大，轉(zhuǎn)子銅耗增大。定子銅耗是否增大，取決于勵(lì)磁電流的減少與轉(zhuǎn)子電流的增大，哪一個(gè)因素占主導(dǎo)，在空載或輕載時(shí)，前者占主導(dǎo)，定子銅耗減少，電機(jī)效率提高，而如果帶額定負(fù)載，則后者占主導(dǎo)，定子銅耗增加，電機(jī)效率下降。關(guān)于功率因數(shù)，則取決于電機(jī)的參數(shù)和轉(zhuǎn)速下降的范圍，在S較小的情況下，轉(zhuǎn)子支路呈阻性，轉(zhuǎn)子電流為有功分量，而勵(lì)磁電流則視為無(wú)功分量，功率因數(shù)提高。第四十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)2：——關(guān)于降壓起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)可以達(dá)到很好的效果，在允許的電流情況下產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，為什么感應(yīng)電機(jī)的降壓起動(dòng)，限制電流，但轉(zhuǎn)矩會(huì)變得更?。炕\型感應(yīng)電機(jī)降壓起動(dòng)不宜帶滿載起動(dòng)。在以前變頻器沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用，要帶滿載起動(dòng)，是沒(méi)有辦法的。只能采用繞線式感應(yīng)電機(jī)，利用轉(zhuǎn)子串電阻的方法。感應(yīng)電機(jī)降壓起動(dòng)中要限制的電流是電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電流，而不是電機(jī)的定子電流。主要原因是感應(yīng)電機(jī)降壓時(shí)，主磁通也降低，而直流電機(jī)則不是這樣。那么可不可以在降壓的過(guò)程中使主磁通不降低？可以，根據(jù)4.44公式，只要在成比例地降壓和降頻，就可以實(shí)現(xiàn)主磁通基本不變，這就是變頻起動(dòng)。可帶滿載起動(dòng)，但成本較高。第四十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)相電流串入的電阻不僅可以限制電流，而且可以調(diào)節(jié)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以獲得優(yōu)越的起動(dòng)性能。適合重載起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械。第四十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日基本原理：不足：開關(guān)太多，切換麻煩。如果有一個(gè)裝置，它的電阻隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化而自動(dòng)變化，當(dāng)轉(zhuǎn)速低的時(shí)候，電阻大，轉(zhuǎn)速高的時(shí)候電阻小，這是非常好的事情。這就是頻敏變阻器第四十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是利用鐵耗隨勵(lì)磁頻率的變化而變化這一原理工作的。鐵芯中有磁通交變，就有鐵耗，鐵耗隨勵(lì)磁電流交變的頻率的增大而增大。感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率較大，所以頻敏電阻器的等效電阻較大，相當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串很大電阻起動(dòng)。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子電流頻率變小，鐵耗減少，頻敏電阻器等效電阻變小。鐵心用厚鋼板疊成，鐵耗很大；磁路較飽和，所以其電抗較小，其等效電路與變壓器相似。自始至終，X都不大。第四十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日繞線式感應(yīng)電機(jī)價(jià)格較高，而且有滑環(huán)和電刷，可靠性不如籠型感應(yīng)電機(jī)，所以在一些場(chǎng)合，盡管需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，人們選擇的是用更大容量的籠型感應(yīng)電機(jī)，也不選繞線式感應(yīng)電機(jī)。比如抽油機(jī)，它需要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，而正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不大，正常運(yùn)行時(shí)處于輕載狀態(tài)，這就造成了大馬拉小車的現(xiàn)象。功率因數(shù)低、效率低。這個(gè)問(wèn)題，困擾了石油行業(yè)好多年，各種各樣的方法目前看來(lái)都只是能解決一部分問(wèn)題，或又會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。要根本解決這個(gè)問(wèn)題，希望在我們身上，因?yàn)槲覀兦》昶鋾r(shí)。目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)源于現(xiàn)在踏實(shí)地努力，好好打好基礎(chǔ)，學(xué)好電拖。第四十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日作業(yè)：對(duì)于三相繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路串電阻后，為什么可以提高轉(zhuǎn)子側(cè)的功率因數(shù)？為什么可以提高其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？而對(duì)于籠型異步電機(jī)，如果在其定子回路中串電阻，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩能否提高？為什么？第四十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日四、改善起動(dòng)性能的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1、高轉(zhuǎn)差率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子導(dǎo)條采用電阻率較大的鋁合金等材料。限制起動(dòng)電流，增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。缺點(diǎn)是特性軟，銅耗大，轉(zhuǎn)子發(fā)熱厲害，效率低。2、深槽式感應(yīng)電機(jī)：鐵芯的存在，使得轉(zhuǎn)子槽漏磁如圖所示。起動(dòng)時(shí)，槽漏磁交變的頻率大，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的渦流較大，而渦流的方向在槽底與導(dǎo)條方向相反，在槽口與導(dǎo)條方向相同。相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體截面減小了，使轉(zhuǎn)子電阻增大，起動(dòng)電流減小而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。4-31的分析得到的結(jié)論是不是與此類似？集膚效應(yīng)不是電流集中到導(dǎo)體表面嗎？第五十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子槽漏磁的交變頻率為轉(zhuǎn)差頻率，產(chǎn)生的渦流較小，對(duì)轉(zhuǎn)子電阻影響較小，轉(zhuǎn)子電阻較小。但轉(zhuǎn)子因?yàn)樯畈?，相同轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的整體漏磁通較大，所以轉(zhuǎn)子漏電抗較大，為什么？漏磁通較大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，而這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以看作轉(zhuǎn)子電流在轉(zhuǎn)子漏抗上的壓降，轉(zhuǎn)子電流相同，則漏抗較大。所以電機(jī)的功率因數(shù)低，過(guò)載能力低。為什么？過(guò)載能力用什么來(lái)表示？轉(zhuǎn)子漏抗增大，其它參數(shù)不變，由等效電路知，功因下降。第五十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3、雙籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：兩套籠型繞組，內(nèi)層導(dǎo)體粗，電阻率小，所以漏抗大、電阻??；外層導(dǎo)體細(xì)，電阻率大，所以漏抗小、電阻大。兩籠共同作用，既有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又有硬的特性，得到理想性能曲線。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子漏抗較大，造成功率因數(shù)和過(guò)載能力稍低，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。第五十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日本節(jié)小結(jié)異步電機(jī)直接起動(dòng)的特點(diǎn)及原因籠型異步電機(jī)降壓起動(dòng)有哪幾種形式，各有何特點(diǎn)籠型異步電機(jī)Y/Δ接法對(duì)其運(yùn)行性能的影響繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻及頻敏電阻器起動(dòng)的工作原理及適用場(chǎng)合能夠改善起動(dòng)特性的幾種特殊的籠型異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及性能上存在的問(wèn)題第五十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日§5-3

三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)復(fù)習(xí)直流電機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)運(yùn)行就是電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)際方向與轉(zhuǎn)速的實(shí)際方向相反，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)AB、BC、CM、DO、OE、FG、GH、HI各處于什么運(yùn)行狀態(tài)？能量流動(dòng)關(guān)系如何？K、N、J、I點(diǎn)的電樞電流大小關(guān)系。第五十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日回饋制動(dòng)是指直流電源與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的直流電壓反串。轉(zhuǎn)速實(shí)際方向與理想空載轉(zhuǎn)速相同，且絕對(duì)值高于理想空載轉(zhuǎn)速。機(jī)械能變換為電能一部分消耗在電樞回路中，另一部分回饋到直流電源。反接制動(dòng)是指直流電源與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的直流電壓順串。轉(zhuǎn)速實(shí)際方向與理想空載轉(zhuǎn)速相反。機(jī)械能變換為電能消耗在電樞回路中。分為兩種，一種是電壓反向的反接制動(dòng)，另一種是電動(dòng)勢(shì)反向的反接制動(dòng)。能耗制動(dòng)，則是沒(méi)有外接電源，機(jī)械能所發(fā)出的電能消耗在電樞回路的電阻上。學(xué)習(xí)制動(dòng)部分的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速的關(guān)系、能量流動(dòng)關(guān)系。第五十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日1.轉(zhuǎn)向反向的反接制動(dòng)一、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)相當(dāng)于直流電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)反向的反接制動(dòng)。適用于將重物勻低速下放。提升重物穩(wěn)定運(yùn)行于A點(diǎn)，現(xiàn)將重物低勻速下放，可在轉(zhuǎn)子回路串入足夠大的電阻，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行于F點(diǎn)。為什么這個(gè)平衡點(diǎn)不可以？第五十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日F點(diǎn)，nF<0，T>0，電機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。特點(diǎn)：(1)轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速相反，這個(gè)理想空載轉(zhuǎn)速就是氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。(2)能量流動(dòng)關(guān)系電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電功率和從軸上吸收的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化成的電功率消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上。第五十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.定子兩相對(duì)調(diào)的反接制動(dòng)這種反接制動(dòng)相當(dāng)于他勵(lì)直流電機(jī)電壓反向的反接制動(dòng)，適用于反抗性負(fù)載的快速停機(jī)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電壓反向，其理想空載轉(zhuǎn)速反向，而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子兩相對(duì)調(diào)，其理想空載轉(zhuǎn)速也反向(1)機(jī)械特性同步速設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)差率為：，則：關(guān)于負(fù)號(hào)，因?yàn)橥睫D(zhuǎn)速現(xiàn)在為負(fù)，而電磁功率表達(dá)式不變。參數(shù)表達(dá)式：第五十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)用表達(dá)式：直線表達(dá)式：除S_之外的所有各量，如n1、SN、Sm、TN、Tm均采用正向電動(dòng)時(shí)的值?？傻萌鐖D所示的機(jī)械特性。轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻RΩ的人為特性：觀察直線段，是否與直流電機(jī)電壓反向的反接制動(dòng)很類似？第五十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日(2)物理過(guò)程原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行于A點(diǎn)定子任意兩相對(duì)調(diào)，機(jī)械特性已發(fā)生變化，而轉(zhuǎn)速來(lái)不及變化，G’點(diǎn)。轉(zhuǎn)速下降，一直到達(dá)C’點(diǎn)。在G’C’段，T<0，n>0，n’1<0，S_>1，電機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。如果是反抗性負(fù)載，在C’點(diǎn)不切斷電源，則系統(tǒng)會(huì)不會(huì)反向起動(dòng)？系統(tǒng)會(huì)反向起動(dòng)進(jìn)入第三象限，最后穩(wěn)定運(yùn)行于A’點(diǎn)，n<0，T<0，處于反向電動(dòng)狀態(tài)。第六十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日G’點(diǎn)的電流較大(why?)，且產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，通常在兩相對(duì)調(diào)后在轉(zhuǎn)子回路串入足夠大的制動(dòng)電阻。如果是位能性負(fù)載，則系統(tǒng)反向起動(dòng)后Tz方向不變，在T和Tz共同作用下，進(jìn)入第四象限，最后穩(wěn)定運(yùn)行于H’點(diǎn)，T=Tz，達(dá)到新的平衡。不是反接制動(dòng)，而是回饋制動(dòng)。真正的反接制動(dòng)只有G’C’一段。此時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速方向相同，且高于理想空載轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)運(yùn)行于何種狀態(tài)？仍用等效電路分析。此時(shí)S_大于1，所以制動(dòng)電流比起動(dòng)電流還要大。第六十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例5-7PN=60kW，U1N=380V，I1N=133A，nN=577r/min，E2N=253V，I2N=160A，λM=2.5，定轉(zhuǎn)子繞組均Y接，試求：(1)當(dāng)位能性負(fù)載Tz=0.8TN時(shí)，以n=150r/min的速度穩(wěn)速下放，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路串入多大的電阻？感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有幾種下放重物的方式？?jī)煞N，一種是轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)，是在轉(zhuǎn)子回路串入大電阻，使Sm>1，另一種是回饋制動(dòng)，端電壓任意兩相對(duì)調(diào)。后者的轉(zhuǎn)速應(yīng)高于同步速，顯然不適合。要求串入電阻的大小，串入電阻與什么有關(guān)？轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩已知，利用機(jī)械特性表達(dá)式，即可求出S’mS’m如何利用已知條件求之？第六十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日額定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即定子加額定頻率的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。額定電流是指定子加額定頻率的額定電壓，電機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子的線電流?；仡櫼幌伦儔浩鞯母边咁~定電壓和額定電流的定義。繞線式感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電壓和額定電流與之類似。求出之后，如何將其與轉(zhuǎn)子回路電阻聯(lián)系到一起？若r2已知，則可求出RΩ如何利用已知條件求出r2？E2N=253V，I2N=160A有何物理意義？第六十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日額定電流和額定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是實(shí)際值，根據(jù)轉(zhuǎn)子實(shí)際電路，可知：額定運(yùn)行時(shí)，S很小，所以轉(zhuǎn)子漏抗可不計(jì)。E2NSφ與E2N有何關(guān)系？第六十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日(2)額定運(yùn)行時(shí)突然將定子任意兩相對(duì)調(diào)，要求制動(dòng)初瞬的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.2TN，求轉(zhuǎn)子每相串入的電阻。制動(dòng)初瞬，電磁量的過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，而機(jī)械的過(guò)渡過(guò)程才剛才始。轉(zhuǎn)速來(lái)不及改變，仍為額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩已知，通過(guò)機(jī)械特性：可求出S’m，利用S’m、Sm、r2、RΩ之間的關(guān)系，求出RΩ需要注意的是，S’m有兩個(gè)解，為什么？是否要去掉那個(gè)不穩(wěn)定的？第六十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日題意中只對(duì)初瞬電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了限制，其它約束，再說(shuō)，制動(dòng)過(guò)程根本就沒(méi)有平衡點(diǎn)，也就沒(méi)有判斷穩(wěn)定性的必要。串哪個(gè)電阻制動(dòng)快？串哪個(gè)電阻制動(dòng)初瞬電流?。看膫€(gè)電阻能夠可靠停機(jī)？第六十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)同他勵(lì)直流電機(jī)的回饋制動(dòng)類似，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也有兩類回饋制動(dòng)：轉(zhuǎn)速反向的回饋制動(dòng)和轉(zhuǎn)速不反向的回饋制動(dòng)。根據(jù)直流電機(jī)的回饋制動(dòng)可以推測(cè)出這兩類回饋制動(dòng)的特點(diǎn)是：(1)實(shí)際轉(zhuǎn)向與理想空載轉(zhuǎn)速即基波氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同，且轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值比理想空載轉(zhuǎn)速大。(2)電機(jī)將軸上的機(jī)械能變?yōu)殡娔?，一部分消耗在電機(jī)中，一部分返回到電網(wǎng)。此時(shí)S為正還是負(fù)？負(fù)第六十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日1.轉(zhuǎn)向反向的回饋制動(dòng)在H’點(diǎn)，轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速方向相同，且比理想空載轉(zhuǎn)速絕對(duì)值大。此時(shí)S_<0，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合是將重物快勻速下放。相當(dāng)于直流電機(jī)中電壓反向的回饋制動(dòng)第六十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.轉(zhuǎn)向不變的回饋制動(dòng)相當(dāng)于直流電機(jī)中電壓不反向的回饋制動(dòng)對(duì)應(yīng)于兩類物理過(guò)程：一類是電車下坡，另一類是變頻降速的瞬態(tài)過(guò)程。系統(tǒng)原來(lái)運(yùn)行于A點(diǎn)，下坡，初瞬，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T’z<0，轉(zhuǎn)速不變，電磁轉(zhuǎn)矩不變。系統(tǒng)到達(dá)新的平衡點(diǎn)B二者方向相同，所以S<0第六十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)應(yīng)于他勵(lì)直流電機(jī)的降壓降速，理想空載轉(zhuǎn)速小于電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的情況，感應(yīng)電機(jī)在什么情況下才會(huì)有理想空載轉(zhuǎn)速降低？理想空載轉(zhuǎn)速由定子端電壓的頻率決定，所以降低頻率可以使理想空載轉(zhuǎn)速降低，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速在降頻初瞬來(lái)不及改變，有可能高于理想空載轉(zhuǎn)速。這整個(gè)過(guò)程都是回饋制動(dòng)嗎？只有Cn’1段時(shí)，n’1D段屬于正向電動(dòng)。僅僅降頻可不可以？為什么？不可以，根據(jù)4.44公式，端電壓不變，只降低頻率，主磁通將增大鐵芯將飽和，根據(jù)電機(jī)磁化曲線，勵(lì)磁電流將增大，有可能燒壞電機(jī)。所以在降頻時(shí)，應(yīng)降壓。第七十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日有功功率流動(dòng)關(guān)系轉(zhuǎn)子軸上的機(jī)械功率變?yōu)殡姽β?，一部分消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，另一部分為電磁功率，通過(guò)電磁感應(yīng)作用傳遞到定子側(cè)。當(dāng)PM較大時(shí)，P1為負(fù)，向電網(wǎng)回饋能量。第七十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)功功率流動(dòng)關(guān)系從等效電路上看，電機(jī)吸收的無(wú)功功率為：所以，電機(jī)仍然從電網(wǎng)吸收無(wú)功，所謂的發(fā)電，是指發(fā)有功，而不是發(fā)無(wú)功。第七十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)回顧直流電機(jī)能耗制動(dòng)，電樞串電阻，切掉端電壓。反映在理想空載轉(zhuǎn)速上，就是理想空載轉(zhuǎn)速為零。電機(jī)軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，消耗在電樞回路的電阻上。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)，如果切掉電源，則主磁通沒(méi)有了，也就不會(huì)有電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)制動(dòng)。如何得到一個(gè)空載轉(zhuǎn)速為零的磁場(chǎng)？如果在一相或任兩相定子繞組通入直流電流，就會(huì)形成一個(gè)空載轉(zhuǎn)速為零的磁場(chǎng)。第七十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)論電機(jī)轉(zhuǎn)向如何，轉(zhuǎn)速如何，電磁轉(zhuǎn)矩總起制動(dòng)作用。所以可以用于反抗性負(fù)載完全停機(jī)而不會(huì)反向起動(dòng)。第七十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日此時(shí)，電機(jī)定子繞組只起直流勵(lì)磁作用，類似于直流電機(jī)的主磁極，并沒(méi)有向轉(zhuǎn)子傳遞電磁功率。轉(zhuǎn)子從軸上吸收的機(jī)械能全部消耗在轉(zhuǎn)子回路中，所以稱為能耗制動(dòng)。第七十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日本節(jié)小結(jié)異步電機(jī)三種制動(dòng)方式的電路運(yùn)行條件、對(duì)應(yīng)的物理過(guò)程（即適用場(chǎng)合）、轉(zhuǎn)速特點(diǎn)（轉(zhuǎn)差率的特點(diǎn)）和能量流動(dòng)關(guān)系利用機(jī)械特性和等效電路分析制動(dòng)過(guò)程時(shí)的電機(jī)物理量的變化情況第七十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日§5-4

三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速為什么要調(diào)速？系統(tǒng)功能的需要、節(jié)能的需要。電動(dòng)車、空調(diào)、風(fēng)扇、抽油機(jī)、恒壓供水等等對(duì)于目前工業(yè)應(yīng)用最廣的感應(yīng)電機(jī)，如何來(lái)調(diào)速？?jī)煞N途徑：即改變同步速n1，改變轉(zhuǎn)差率S改變同步速n1，有兩種方法，一種是變頻，一種是改變極對(duì)數(shù)。改變轉(zhuǎn)差率S，最主要的也有兩種方法，即降低定子端電壓，轉(zhuǎn)子回路串電阻。第七十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日一、感應(yīng)電機(jī)的變極調(diào)速用改變定子繞組的接法來(lái)改變極對(duì)數(shù)，這種電機(jī)稱為多速電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子一般采用籠型，因?yàn)樗袘?yīng)的極對(duì)數(shù)能自動(dòng)與定子相適應(yīng)。定子每相繞組都由兩個(gè)完全對(duì)稱的“半相繞組”或“1/n相繞組”所組成。把這些由線圈組構(gòu)成的1/n相繞組的首末端全部引出，通過(guò)不同地聯(lián)接方式，即可得到變化的極對(duì)數(shù)。第七十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第七十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠、成本低、效率高、機(jī)械特性硬。不足：有級(jí)調(diào)速，級(jí)數(shù)有限，且電機(jī)只有在一種極數(shù)下可獲得較好的性能。二、感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速對(duì)于感應(yīng)電機(jī)，如果降低端電壓的頻率，而端電壓不變，則會(huì)有什么后果？鐵芯飽和，勵(lì)磁電流上升，功率因數(shù)下降，鐵耗上升，定子銅耗上升，效率下降，嚴(yán)重時(shí)可以燒壞電機(jī)。在低于額定頻率的變頻調(diào)速的時(shí)，一定要注意電壓頻率協(xié)調(diào)控制，最常用的是保持主磁通不變的恒壓頻比調(diào)速。第八十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日最大電磁轉(zhuǎn)矩基本不變。頻率較低時(shí)，定子電阻不可以忽略，分母比分子下降倍數(shù)大，Tm下降。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨著頻率下降，先升后降。采用恒壓頻比調(diào)速，頻率仍較高時(shí)，第八十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)頻率低于額定頻率，但仍較高時(shí)頻率變化時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降Δnm不變。兩個(gè)坐標(biāo)系中的兩個(gè)函數(shù)兩條直線是否平行關(guān)鍵看斜率是否相等，顯然，在兩個(gè)坐標(biāo)系中，斜率是不相等的，是否就說(shuō)明二者不平行了呢？第八十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日在同一個(gè)坐標(biāo)系下，斜率相等，兩直線平行，不在同一坐標(biāo)系下，則不一定。觀察一下，S與S’的刻度不一致。設(shè)法在同一坐標(biāo)系下比較。S與S’有沒(méi)有關(guān)系？有什么關(guān)系？第八十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日平行!第八十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日高于額定頻率時(shí)，如果保證主磁通不變，則端電壓會(huì)超過(guò)電機(jī)的額定電壓，這也是不允許的，而且也是很難做到的