聊城大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)電傳動(dòng)第4章4

4.6三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性4.6.1反饋(發(fā)電)制動(dòng)當(dāng)n＞n0，S＜0時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的方向相反，I2改變了方向，T=KmΦI2cosφ2，也隨之改變方向，T與n的方向相反，T為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)從軸上吸取功率，除去轉(zhuǎn)子銅損后，給了定子，再除去定子銅損和鐵損，反饋給電網(wǎng)。如起重機(jī)高速下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在a或b點(diǎn)。變極調(diào)速或變頻調(diào)速時(shí)，極對(duì)數(shù)突然增多或供電頻率突然降低，便進(jìn)入反饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，b→n02。4.6.2反接制動(dòng)●

電源反接電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電源相序突然改變，運(yùn)行點(diǎn)由a→b，T＜0，系統(tǒng)減速，由b→c，為制動(dòng)過程，到c點(diǎn)若不切斷電源，則會(huì)反向啟動(dòng)。反接制動(dòng)，電流很大，對(duì)鼠籠式電動(dòng)機(jī)常在定子電路中串接電阻；對(duì)繞線式則在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻?！?/p>

倒拉制動(dòng)拖動(dòng)位能負(fù)載。定子送入的電功率、轉(zhuǎn)子軸上輸入的機(jī)械功率，都消耗在轉(zhuǎn)子電阻上。a點(diǎn)，電動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)轉(zhuǎn)子電路串入較大電阻，運(yùn)行點(diǎn)從a→b，T<TL，電動(dòng)機(jī)減速到c點(diǎn)，n=0，但仍有T<TL，電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到d點(diǎn)，T=TL，穩(wěn)速運(yùn)行，T和n反向，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：起重機(jī)低速下放重物。4.6.3能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)時(shí)，打開1KM，立即合上2KM，即把低壓直流電立即→定子繞組，→一個(gè)固定不變的磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流(在磁場(chǎng)中)→制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T<0→n↓→n=0，在此過程中，機(jī)械能→電能→電阻。制動(dòng)效果：比反接制動(dòng)差。改變定子勵(lì)磁電流If或轉(zhuǎn)子電路串入電阻(繞線式)的大小來調(diào)節(jié)制動(dòng)的強(qiáng)弱。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠。4.7單相異步電動(dòng)機(jī)用途：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電唱機(jī)、吸塵器、醫(yī)療器械及自動(dòng)控制裝置。4.7.1單相異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子為鼠籠式，定子繞組為單相，接入單相交流電源，空氣隙中產(chǎn)生固定脈動(dòng)磁場(chǎng)，磁通或磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間作正弦變化：B=Bmsinωt

按正弦變化的脈動(dòng)磁場(chǎng)，可以分解成兩個(gè)在空間按余弦分布，轉(zhuǎn)速相等而方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和Bm1＝Bm2＝Bm／2幅值為和的同步轉(zhuǎn)速為n0＝±60f／p

T—S曲線：和當(dāng)n=0，s=1，T+和T-大小相等，方向相反，T=0，不能自行啟動(dòng)。當(dāng)外力撥動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，s≠1，T≠0，→電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。作用于鼠籠轉(zhuǎn)子，→T+和T-，→合成T。4.7.2單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法●電容分相式異步電動(dòng)機(jī)定子有兩個(gè)繞組AX、BY，AX為工作繞組，BY為啟動(dòng)繞組，二者軸線在空間互相垂直。在該磁場(chǎng)作用下，鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。啟動(dòng)后，離心開關(guān)QB打開，電動(dòng)機(jī)變?yōu)閱蜗噙\(yùn)行。QB也可不用。BY串入電容C，使iB在相位上超前iA90°，這樣，通電后就能在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(和三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一樣)，旋轉(zhuǎn)方向是由電流領(lǐng)先相向電流落后相。正反轉(zhuǎn)接線原理圖，必須以調(diào)換C的位置來實(shí)現(xiàn)。●罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)

利用短路環(huán)罩住磁極的一部分，使罩極部分的磁通在相位上滯后于未罩部分的磁通，從而產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)4.8同步電動(dòng)機(jī)1.同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1)定子定子由鐵心，定子繞組(電樞繞組)，機(jī)座，端蓋等部件組成。定子繞組與異步電動(dòng)機(jī)一樣，為三相對(duì)稱繞組,通有三相交流電。2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由主磁極，直流勵(lì)磁繞組和起動(dòng)裝置組成。主磁極分為隱極式(適用于高速)和凸極式(適用于低速)兩種。起動(dòng)裝置包括鼠籠型起動(dòng)繞組，電刷及集電環(huán)。隱極式凸極式2.同步電動(dòng)機(jī)的工作原理和運(yùn)行特性

1)同步電動(dòng)機(jī)的工作原理在電樞繞組中通入三相交流電，氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；在轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電，同一氣隙中又產(chǎn)生一個(gè)恒穩(wěn)磁場(chǎng)，這兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用，將轉(zhuǎn)子拖入同步。

同步電動(dòng)機(jī)工作原理圖

2)同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速:n=n0

3)同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

通過調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁電流,能控制功率因數(shù)的大小和性質(zhì).(感性或容性)(1)正常勵(lì)磁:調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁電流使，交流不提供勵(lì)磁電流。

(2)欠勵(lì):直流勵(lì)磁電流小于正常勵(lì)磁電流，交流電源提供一部分勵(lì)磁電流，定子電路為感性，功率因數(shù)小于1。

(3)過勵(lì):直流勵(lì)磁電流大于正常勵(lì)磁電流，交流電源不僅不提供勵(lì)磁電流,還向電網(wǎng)發(fā)出無功功率,定子電路為容性，功率因數(shù)小于1。4)同步補(bǔ)償機(jī)

在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行(功率因數(shù)小于1，容性)的同步電動(dòng)機(jī)稱為同步補(bǔ)償機(jī)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)僅用于補(bǔ)償電網(wǎng)滯后的功率因數(shù)。

也有只發(fā)出無功功率的發(fā)電廠。注意:(1)同步電動(dòng)機(jī)適用于大功率高電壓的場(chǎng)合。(2)同步電機(jī)既可作電動(dòng)機(jī)使用，還可作發(fā)電機(jī)，發(fā)電廠中的交流發(fā)電機(jī)，全部采用同步發(fā)電機(jī)。3.同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

1)起動(dòng)方法:異步啟動(dòng)法

在同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極的極掌上裝有啟動(dòng)繞組；同步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組通入三相交流電，按異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，達(dá)到接近同步轉(zhuǎn)速；再在勵(lì)磁繞組中通入直流電，將轉(zhuǎn)子拉入同步。

1)轉(zhuǎn)換開關(guān)QB置于“1”位置；2)