異步電動機制動異常運行十一章單相異步機

一、能耗制動三相異步電動機處于電動運行狀態(tài)的轉速為n,如果突然切斷電動機的三相交流電源，同時把直流電通入它的定于繞組，電源切換后的瞬間，三相異步電動機內形成了一個不旋轉的空間固定磁動勢?？臻g固定不轉的磁動勢相對于轉子有相對運動，轉子繞組則感應電動勢，產(chǎn)生電流；進而轉子受到電磁轉矩T。T的方向與n反方向，電動機處于制動運行狀態(tài)，T為制動性的阻轉矩。轉速n＝0時，磁通勢與轉子相對靜止，T＝0，減速過程才完全終止。上述制動停車過程中，系統(tǒng)原來貯存的動能消耗了，這部分能量主要被電動機轉換為電能消耗在轉子回路中。因此，上述過程亦稱之為能耗制動過程。特點：制動平穩(wěn)、準確、能耗小、需要專用的整流電源第1頁/共15頁第一頁，共16頁。二、反接制動：利用異步電動機在施加負序電流后將產(chǎn)生反向電磁轉矩的特點，利用與電動機旋轉方向相反的電磁轉矩起到快速制動的目的。由于反向電磁轉矩的數(shù)值很大，制動所需時間很短。但是，必須在降速到n＝0時切斷電動機電源并停車，否則電動機將會反向起動，三相異步電動機反接制動停車比能耗制動停車速度快，但能量損失較大。一些頻繁正、反轉的生產(chǎn)機械，經(jīng)常采用反接制動停車接著反向起動，就是為了迅速改變轉向，提高生產(chǎn)率。第2頁/共15頁第二頁，共16頁。三、反饋制動：（再生回饋制動）1、正向回饋制動運行：整個回饋制動過程中，始終有n＞。正向回饋制動過程中，電動機的轉速n＞，轉差率實際是系統(tǒng)減少了動能而向電動機送入機械功率并轉換為電功率回饋給電源了，這時的三相異步電動機實際上是一臺發(fā)電機。2、反向回饋制動運行：當三相異步電動機拖動位能性恒轉矩負載，電源為負相序（A、C、B）時，電動機運行于第IV象限，電磁轉矩T＞0，轉速n＜0,稱為反向回饋制動運行。起重機下放重物時，經(jīng)常采用反向回饋制動運行方式。若負載大小不變，轉子回路串入電阻后，轉速絕對值加大，串入電阻值越大，轉速絕對值越高。第3頁/共15頁第三頁，共16頁。第十一章單相異步電動機

單相繞組的異步電動機存在的問題：現(xiàn)象：在生活中遇到使用電風扇時，接通電源，電風扇缺不動，用物體撥動風扇葉片后，電動機旋轉。說明：此時的電風扇沒有起動轉矩，一旦起動后電風扇可以連續(xù)運行。單相繞組——通入單相交流電流——脈振磁場分析一：脈振磁場在空間的位置不變——轉子導體與定子磁場間處于相對靜止狀態(tài)——轉子內無感應電勢及電流——轉子上無法產(chǎn)生電磁轉矩——電機無法起動第4頁/共15頁第四頁，共16頁。分析二：脈振磁場分解為兩個旋轉磁場（大小及旋轉速度相等、旋轉方向相反）——轉子導體分別切割正向和反向的旋轉磁場——產(chǎn)生正向及反向的感應電勢和電流——在轉子上產(chǎn)生正向及反向的電磁轉矩（大小相等、反向相反）——轉子上的合成電磁轉矩等于零——電機無法起動但：如果有外力作用推動轉子旋轉——轉子導體將切割定子磁場——轉子上形成感應電勢及電流——轉子可獲得電磁轉矩（方向與外力拖動的方向一致）即單相繞組的異步電動機存在的問題是：電動機無法獲得起動轉矩，但電機一旦起動后可以正常運行。從以上過程來看，要解決單相繞組的異步電動機沒有起動轉矩的關鍵問題是如何在電機中建立起——旋轉磁場。第5頁/共15頁第五頁，共16頁。建立旋轉磁場的條件：

多相交流繞組、多相交流電流

二、單相繞組的異步電動機的起動方法：1、分相起動：利用多相繞組通入多相交流電流后將產(chǎn)生旋轉磁場的特點，在電機中設置兩個繞組——兩繞組在空間相差一定電角度（理想狀態(tài)是互差90度）、給兩個繞組里面輸入不同相位的交流電流（在其中一個繞組的回路中串聯(lián)電容——電容分相；利用兩個繞組的線徑、材料及繞組結構的差異達到電流分相的目的——電阻分相）第6頁/共15頁第六頁，共16頁。1）電容起動：利用電容分相的作用，在電動機起動時將電容器及起動繞組所形成的串聯(lián)回路與工作繞組一同接通電源，從而產(chǎn)生起動轉矩；起動結束后將該回路切除（見P251頁圖13—18圖中S為離心開關，當電動機的轉速達到同步轉速的75%~80%時離心開關將起動繞組回路切除）特點：運行時由于存在脈振磁場，使得電動機內部存在反向的旋轉磁場，在該磁場的作用下——電動機的損耗較大、電動機的電磁轉矩比較小、過載能力小2）電容運轉：起動繞組長期通電的運行方式特點：比電容起動型的電動機工作效率高、起動特性、過載能力好3）電容起動運轉型：由于起動時電動機需要的電容量較大，而工作時需要的電容量較小，故可設置兩個電容——如圖P252頁圖13—19，起動時兩個電容并聯(lián)使用，起動后切除一個電容，以保證電動機在工作時獲得較高的功率因數(shù)和過載能力。第7頁/共15頁第七頁，共16頁。在電容量的選擇上應盡量做到令電動機內部產(chǎn)生的旋轉磁場為圓形，從而產(chǎn)生均勻的電磁轉矩。（即令兩個繞組在空間上互差90度，繞組內部的電流也互差90度）電阻分相：由于電阻分相的效果不理想，所以此起動方法的起動力矩不大。罩極起動：定子鐵芯的約1/3處套一個短路環(huán)當給定子繞組中輸入交流電流后將產(chǎn)生交變磁場——磁力線經(jīng)鐵芯閉合時在短路環(huán)中將引起感應電流——使得此處鐵芯中的磁通變化比周圍鐵芯中的磁通變化滯后一個時間。第8頁/共15頁第八頁，共16頁。三、單相異步電動機改變轉向的方法：改變旋轉磁場的方向：1、電容分相的電機：對調起動繞組的兩根端線2、罩極式電動機：拆下鐵芯后反方向安裝；或將轉子反向安裝。思考：單相異步電動機出現(xiàn)接通開關后電動機不轉，但用力將電動機撥動后電動機將開始起動旋轉的現(xiàn)象時，檢查處理方法第9頁/共15頁第九頁，共16頁。第十二章異步電動機的異常運行一、電源異常：1、非額定電壓下運行：（1）高于額定電壓：由于主磁通增大將引起：勵磁電流增大、鐵損增大、功率因數(shù)下降、溫升增高、效率降低等現(xiàn)象。（2）低于額定電壓：由于主磁通減少將引起：（負載轉矩不變時）轉子及定子電流大、銅損增大、繞組發(fā)熱、效率降低，嚴重時引起停轉。但如是空載或輕載運行時，電壓下降幅度不大時反而有益：勵磁電流減小、銅損鐵損減小、效率提高解決：穩(wěn)壓源第10頁/共15頁第十頁，共16頁。2、非額定頻率下運行：（1）低于額定頻率：由于此時主磁通增大將引起：…….同時頻率下降將引起轉速下降——電機的散熱能力降低，加速絕緣的老化速度。（2）高于額定頻率：由于主磁通減少將引起：勵磁電流減小、銅損鐵損減小、效率提高解決：正確選用與電源頻率一致的電動機。第11頁/共15頁第十一頁，共16頁。3、電源缺相：由于各種原因造成缺相時，分兩種情況：（1）單相運行：（2）兩相運行:P155圖12—1缺少一相電源，由于有電源相的電動機繞組上得到的電壓只有正常線電壓的一半，將導致電動機的電磁轉矩平方倍下降，電動機轉動困難，極易將電動機燒壞。解決：電動機采用相差保護。第12頁/共15頁第十二頁，共16頁。二、電動機異常：1、電氣異常：定子繞組：短路：定子過熱，聲音異常；斷路：造成斷相，分析與電源缺相類似定子鐵芯：松動、局部損傷。現(xiàn)象：電磁聲變大，鐵芯局部過熱轉子斷條：現(xiàn)象：電動機振動加大，有不均勻的嗡嗡聲，嚴重時無法轉動以上問題的解決：利用——聽、聞、問、摸、測等手段進行電機檢修2、機械異常：有摩擦聲：安裝不當或電動機內部元件松動或落入異物解決：拆開電動機檢查，重新安裝轉速低、旋轉困難：軸承需要清洗，更換新的潤滑油如果存在卡澀聲音，應檢查軸承狀況，必要時更換軸承第13頁/共15頁第十三頁，共16頁。作業(yè)單相機：P152—2異常運行：P155—2第14頁/共15頁第十四頁，共16頁。感謝您的觀看。第15頁/共15頁第十五頁，共16頁。內容總