第三章三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)課件

第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩式中:為極對(duì)數(shù)，

為電磁功率它有兩種表達(dá)式

分別為折算到定子邊的轉(zhuǎn)子電阻和漏抗為轉(zhuǎn)子邊的功率因數(shù)。

牛牛文庫(kù)文檔分享一、機(jī)械特性表達(dá)式1、物理表達(dá)式—是常數(shù)。

—定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)。

—為基波繞組系數(shù)。

牛牛文庫(kù)文檔分享二、機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式

1、機(jī)械特性參數(shù)表達(dá)式的推導(dǎo)異步電動(dòng)機(jī)的T形等效電路

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、

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享第一象限，n＜n1，，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

第二象限，，為發(fā)電回饋制動(dòng)狀態(tài)

稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)差率

牛牛文庫(kù)文檔分享—定子的漏電感。

曲線的形狀可分析如下?！D(zhuǎn)子的漏電感。

牛牛文庫(kù)文檔分享當(dāng)

時(shí)當(dāng)很小時(shí)

牛牛文庫(kù)文檔分享2．最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率式中（+）為電動(dòng)狀態(tài)，（-）為發(fā)電狀態(tài)。

牛牛文庫(kù)文檔分享通常，則有：

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3．起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

與之比稱(chēng)為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，即

牛牛文庫(kù)文檔分享4．穩(wěn)定運(yùn)行范圍負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性２為通風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性1為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

牛牛文庫(kù)文檔分享5．固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的固有特性

三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是指異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線方式接線，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時(shí)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系。

牛牛文庫(kù)文檔分享人為機(jī)械特性（1）降低定子電壓時(shí)的人為機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)降壓時(shí)的人為機(jī)械特性sm0.25Tmax0.5UN0.25Tst0.64Tmax0.8UN0.64TstTmaxUNTst

牛牛文庫(kù)文檔分享（2）轉(zhuǎn)子電路中串對(duì)稱(chēng)電阻時(shí)的人為特性

繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串接對(duì)稱(chēng)電阻

a）電路圖b）人為機(jī)械特性smsm1sm2

牛牛文庫(kù)文檔分享（3）定子電路串接電阻或電抗的人為特性

異步電動(dòng)機(jī)定子電路串接對(duì)稱(chēng)電抗

a）電路圖

b）人為機(jī)械特性smTmaxXst=0s'mT'maxXst≠0

牛牛文庫(kù)文檔分享三、機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式

如忽略，得到機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式為：

由

牛牛文庫(kù)文檔分享機(jī)械特性的近似計(jì)算公式：其中：

牛牛文庫(kù)文檔分享第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

一、對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的要求

（4）起動(dòng)過(guò)程的能量損耗越小越好，起動(dòng)時(shí)間越短好。（3）起動(dòng)設(shè)備力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，操作方便；（1）具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（2）在保證一定大小的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流越小越好；

牛牛文庫(kù)文檔分享二、異步電動(dòng)機(jī)的固有起動(dòng)特性

不論是鼠籠電機(jī)還是繞線式電機(jī)，如果不采取措施直接接入電源起動(dòng)，這樣的起動(dòng)特性稱(chēng)為固有起動(dòng)特性，主要指起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

牛牛文庫(kù)文檔分享三、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

1、直接起動(dòng)——小容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法直接起動(dòng)降壓起動(dòng)

直接起動(dòng)也稱(chēng)為全壓起動(dòng)。若能滿足下列要求，就允許直接起動(dòng)。

為籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)

牛牛文庫(kù)文檔分享2、降壓起動(dòng)——大中容量電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)方法定子電路串電阻器或電抗器降壓起動(dòng)（1）起動(dòng)線路籠型異步電動(dòng)機(jī)電阻減壓起動(dòng)原理圖

牛牛文庫(kù)文檔分享（2）起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)加在定子繞組上的電壓為，并令

直接起動(dòng)時(shí)，

降壓起動(dòng)時(shí)，由式

式中，分別為每相的短路電阻和電抗。令

牛牛文庫(kù)文檔分享（3）起動(dòng)電阻或電抗的計(jì)算設(shè)起動(dòng)時(shí)，定子繞組串入的電阻為則將

代入上式

化簡(jiǎn)后可得

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如定子串電抗起動(dòng)，則的計(jì)算公式為

最后還應(yīng)校核起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)使之滿足以下關(guān)系

式中，為起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

牛牛文庫(kù)文檔分享當(dāng)定子Y接時(shí)

當(dāng)定子△（三角形）接時(shí)

設(shè)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)為，則

按一般電動(dòng)機(jī)的平均數(shù)值，可認(rèn)為

（4）和的估算

牛牛文庫(kù)文檔分享（1）起動(dòng)線路自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)

異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器減壓起動(dòng)原理線路圖

a）接線圖b）自耦變壓器一相電路

牛牛文庫(kù)文檔分享（2）起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，設(shè)自耦變壓器的變比為Ka由圖可見(jiàn)

為由電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流

為額定電壓下直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流。

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與加在定子繞組上的電壓平方成正比

牛牛文庫(kù)文檔分享（1）起動(dòng)線路Y—△啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)Y-△起動(dòng)原理線路圖

牛牛文庫(kù)文檔分享（2）起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)△接法時(shí)電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流為Y接法時(shí)電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流為

牛牛文庫(kù)文檔分享Y形和△形聯(lián)結(jié)時(shí)的電壓和電流

牛牛文庫(kù)文檔分享減壓起動(dòng)方法的比較起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，適用于輕載起動(dòng)；只用于D聯(lián)結(jié)電機(jī)Y-△起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，有三種抽頭可，起動(dòng)設(shè)備較復(fù)雜，可帶較大負(fù)載起動(dòng)自耦變壓器起動(dòng)起動(dòng)設(shè)備較簡(jiǎn)單，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，適用于輕載起動(dòng)串電阻或電抗起動(dòng)111直接起動(dòng)

優(yōu)缺點(diǎn)T’st/TstI’1st/I1stU’1/UN起動(dòng)方法起動(dòng)最簡(jiǎn)單，但起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，只適用于小容量輕載起動(dòng)

牛牛文庫(kù)文檔分享四、特種籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（一）深槽式異步電動(dòng)機(jī)

深槽籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)a）槽漏磁分布b）導(dǎo)條內(nèi)電流密度分布c）導(dǎo)條有效截面

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）雙籠型異步電動(dòng)機(jī)

雙籠型異步電動(dòng)機(jī)a）槽漏磁b）機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享五、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

（一）轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動(dòng)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器轉(zhuǎn)子串接電阻。

牛牛文庫(kù)文檔分享三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器的起動(dòng)a）線路圖b）頻敏變阻器等值電路c）機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）轉(zhuǎn)子串接電阻起動(dòng)

1．起動(dòng)過(guò)程三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)a）接線圖b）機(jī)械特性agfedcb

牛牛文庫(kù)文檔分享曲線1對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為的人為特性曲線2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為的人為特性曲線3對(duì)應(yīng)于電阻為曲線4為固有機(jī)械特性。其中：

牛牛文庫(kù)文檔分享2．起動(dòng)電阻的計(jì)算

常數(shù)，即s＝常數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)矩與成反比，即而，故在一定轉(zhuǎn)速下

在圖中，特性4與特性3相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子電阻為，根據(jù)兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相等，由式得

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對(duì)于d,e兩點(diǎn)則得

對(duì)于三級(jí)起動(dòng)顯然可得

—為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比，即相鄰兩級(jí)起動(dòng)總電阻之比

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已知轉(zhuǎn)子每相電阻和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比時(shí)，各級(jí)總電阻為：

在一般情況下，當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)為時(shí)，則最大起動(dòng)總電阻為：

牛牛文庫(kù)文檔分享以下確定和：

在圖中，特性4和特性1在時(shí)，由上式可得

從固有特性曲線4和直線構(gòu)成的相似三角形可得

牛牛文庫(kù)文檔分享由此代入得如推廣到一般情況，，代入上式可得所以

牛牛文庫(kù)文檔分享如起動(dòng)級(jí)數(shù)未知時(shí)，將式兩邊求對(duì)數(shù)至此可歸納出計(jì)算起動(dòng)電阻的步驟：

1）當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)已知時(shí)，則

①．預(yù)選，計(jì)算

②．驗(yàn)算，，是否滿足。，如不滿足，則應(yīng)重選較大的值或增加級(jí)數(shù)，重新計(jì)算

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③．計(jì)算，，用和計(jì)算各級(jí)電阻值。式中為轉(zhuǎn)子額定電勢(shì)，可在電動(dòng)機(jī)銘牌上查得，這個(gè)值即為定子加額定電壓轉(zhuǎn)子開(kāi)路時(shí)兩集電環(huán)間的電壓；為轉(zhuǎn)子額定電流。2）當(dāng)起動(dòng)級(jí)數(shù)未知時(shí)，則

①．預(yù)選和，求；②．計(jì)算取接近的整數(shù)，再修正和

；

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③．計(jì)算

，由

和

值計(jì)算各級(jí)電阻值。至于起動(dòng)電阻每段的電阻值，可由相鄰兩級(jí)總電阻值相減得。

牛牛文庫(kù)文檔分享六、異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)時(shí)能耗的計(jì)算

（一）起動(dòng)時(shí)間的計(jì)算

設(shè)異步電動(dòng)機(jī)是空載起動(dòng)，即。這時(shí)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為考慮到異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式為

牛牛文庫(kù)文檔分享故代入上式而為異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。

牛牛文庫(kù)文檔分享將式兩邊積分，求得起動(dòng)時(shí)間為

和分別為加速時(shí)轉(zhuǎn)差率的起始值和終了值。將上式整理后可得計(jì)算起動(dòng)時(shí)間的一般公式為

牛牛文庫(kù)文檔分享在工程實(shí)踐中，當(dāng)時(shí)即認(rèn)為起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，可得空載起動(dòng)時(shí)間為：

令可得：這就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)，空載起動(dòng)時(shí)間為最短。

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）起動(dòng)時(shí)的能量損耗

如果忽略空載電流，則，代入上式得：當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是在空載情況下起動(dòng)時(shí)，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩

，拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為：

異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子中的銅耗可用下式求得

牛牛文庫(kù)文檔分享因，代入上式可得：另外轉(zhuǎn)子電路中的能量損耗還可以用下列關(guān)系來(lái)推得：

式中：—電磁轉(zhuǎn)矩

—電磁功率

—旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步機(jī)械角速度

牛牛文庫(kù)文檔分享由上式可知：

整理后：如果電動(dòng)機(jī)是從靜止?fàn)顟B(tài)（）起動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速（），則

牛牛文庫(kù)文檔分享通過(guò)上述分析可以看出，要減小起動(dòng)時(shí)的能量損耗，其措施是：（1）減小拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能的貯存量。

（2）降低同步轉(zhuǎn)速。

（3）提高轉(zhuǎn)子電路的電阻。

牛牛文庫(kù)文檔分享第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)一、能耗制動(dòng)

制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)是：電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n反方向，轉(zhuǎn)矩T對(duì)電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用。

能耗制動(dòng)反接制動(dòng)回饋制動(dòng)（一）制動(dòng)原理

牛牛文庫(kù)文檔分享三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)a）接線圖b）制動(dòng)原理

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）機(jī)械特性曲線

異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)：

①當(dāng)直流勵(lì)磁一定，而轉(zhuǎn)子電阻增加時(shí)，產(chǎn)生最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速也隨之增加，但是產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩值不變。

②轉(zhuǎn)子電路電阻不變，而增大直流勵(lì)磁時(shí)，則產(chǎn)生的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速不變。（三）制動(dòng)過(guò)程

牛牛文庫(kù)文檔分享（四）能耗制動(dòng)經(jīng)驗(yàn)公式

在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)中，采用能耗制動(dòng)時(shí)：式中：—為異步電動(dòng)機(jī)的空載電流，一般取?！獮檗D(zhuǎn)子每相繞組的電阻。

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二、反接制動(dòng)

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不變，使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向改變，而定子磁場(chǎng)方向改變只有藉助于定子兩相電源反接，故這一種叫定子兩相反接的反接制動(dòng)。保持定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向不變，使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，這叫轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)。

牛牛文庫(kù)文檔分享（一）轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)

1．制動(dòng)原理及其機(jī)械特性

異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)a）制動(dòng)原理圖b）機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享2．能量關(guān)系

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）定子兩相反接的反接制動(dòng)

1．制動(dòng)原理與機(jī)械特性

異步電動(dòng)機(jī)定子兩相反接的反接制動(dòng)

a）制動(dòng)原理圖b）機(jī)械特性

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三、回饋制動(dòng)

（一）回饋制動(dòng)的概念

能量關(guān)系與轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)時(shí)的相同。2．能量關(guān)系

特點(diǎn)：電機(jī)向電網(wǎng)輸送功率。

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）能量關(guān)系

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，，則，說(shuō)明電機(jī)從電網(wǎng)吸收電功率，電磁轉(zhuǎn)矩T和n同方向，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械能?；仞佒苿?dòng)狀態(tài)時(shí)，,,則說(shuō)明電機(jī)向電網(wǎng)輸送有功功率，電磁轉(zhuǎn)矩T和n反方向。

至于無(wú)功功率，兩種運(yùn)行狀態(tài)下，均有

牛牛文庫(kù)文檔分享電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的相量圖發(fā)電機(jī)狀態(tài)的相量圖

牛牛文庫(kù)文檔分享（三）機(jī)械特性和制動(dòng)的應(yīng)用1．下放重物時(shí)的回饋制動(dòng)

異步電機(jī)回饋制動(dòng)a）制動(dòng)原理圖b）機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享2．變極調(diào)速過(guò)程中的回饋制動(dòng)

異步機(jī)在變極或變頻時(shí)的機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享3．變頻調(diào)速過(guò)程中的回饋制動(dòng)

異步電動(dòng)機(jī)如果采用改變電源頻率的方法調(diào)速，當(dāng)頻率降低時(shí)，和上述變極調(diào)速方法類(lèi)似，在頻率降低瞬間，同步速降低，，在這種情況下采用回饋制動(dòng)還是能耗制動(dòng)，與變頻裝置的類(lèi)型有關(guān)，在后續(xù)課程中再作介紹。

牛牛文庫(kù)文檔分享比較能耗制動(dòng)反接制動(dòng)回饋制動(dòng)定子兩相反接轉(zhuǎn)速反向方法(條件)斷開(kāi)交流電源的同時(shí)在定子兩相中通入直流電,突然改變定子電源的相序,使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向定子按提升方法接通電源,轉(zhuǎn)子串入較大電阻,電機(jī)被重物拖著反轉(zhuǎn)在某一轉(zhuǎn)矩作用下,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速,即n>n1能量關(guān)系吸收系統(tǒng)貯存的動(dòng)能并轉(zhuǎn)換成電能,消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上吸收系統(tǒng)貯存的機(jī)械能,并轉(zhuǎn)換成電能,連同定子傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一起全部消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上軸上輸入機(jī)械功率并轉(zhuǎn)換成定子的電功率,由定子回饋給電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)制動(dòng)平穩(wěn),便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)制動(dòng)強(qiáng)烈,停車(chē)迅速能使位能負(fù)載,以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下降能向電網(wǎng)回饋電能比較經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)制動(dòng)較慢,需增設(shè)一套直流電源能量損耗較大,控制較復(fù)雜,不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)能量損耗大在n<n1時(shí)不能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合①要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確停車(chē)的場(chǎng)合;②限制位能性負(fù)載的下降速度要求迅速停車(chē)和要求反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合限制位能性負(fù)載的下降速度,并在n<n1的情況下采用限制位能性負(fù)載的下降速度,并在n>n1的情況下采用異步電動(dòng)機(jī)各種制動(dòng)方法的比較

牛牛文庫(kù)文檔分享第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行(應(yīng)用實(shí)例)一、籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例

1．反抗性負(fù)載—以拖動(dòng)運(yùn)送鋼錠的輥道為例（1）快速正反向轉(zhuǎn)

對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求是：正向起動(dòng)→恒速正轉(zhuǎn)→快速停轉(zhuǎn)→反向起動(dòng)→恒速反轉(zhuǎn)→快速停轉(zhuǎn)→重新正向起動(dòng)。（2）正向轉(zhuǎn)

對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求是：正向起動(dòng)→恒速轉(zhuǎn)動(dòng)→快速停轉(zhuǎn)。

牛牛文庫(kù)文檔分享籠型異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用實(shí)例a）反抗性負(fù)載b)位能性負(fù)載

牛牛文庫(kù)文檔分享2．位能性負(fù)載—

以起重機(jī)的提升和下降重物為例⑴提升重物時(shí)，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，以A點(diǎn)轉(zhuǎn)速恒速提升重物。⑵下放重物有兩種方法：①如要求高速下放重物，將電動(dòng)機(jī)定子兩相反接。②如果要求低速下放重物，可采用能耗制動(dòng)方法，即將定子繞組改接直流電源。

牛牛文庫(kù)文檔分享二、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例

1．反抗性負(fù)載

繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)在拖動(dòng)反抗性負(fù)載時(shí)，與籠型轉(zhuǎn)子異步機(jī)的情況相似。2．位能性負(fù)載

以橋式起重機(jī)提升與下放重物的主鉤的拖動(dòng)系統(tǒng)為例。起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)的工藝要求是：空鉤下放→負(fù)載提升→負(fù)載下放→空鉤提升。

牛牛文庫(kù)文檔分享（1）提升重物—電動(dòng)機(jī)始終處于電動(dòng)狀態(tài)。（2）下降重物—電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)

若要求以較高速度下放重物，電機(jī)通常都采用回饋制動(dòng)狀態(tài)工作。（3）空鉤升降

提升空鉤時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)。下放空鉤時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于反向電動(dòng)狀態(tài)，強(qiáng)迫空鉤下放。

若下降速度較低，則電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)狀態(tài)。

牛牛文庫(kù)文檔分享異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主鉤時(shí)的應(yīng)用實(shí)例a）接線圖b）機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享三、繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)在各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子附加電阻的計(jì)算

（一）根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)計(jì)算異步機(jī)的有關(guān)參數(shù)

計(jì)算時(shí)要注意的是：在不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，方程中各參量的正、負(fù)符號(hào)。①額定轉(zhuǎn)差率

②額定轉(zhuǎn)矩

牛牛文庫(kù)文檔分享③固有特性上的臨界轉(zhuǎn)差率

④轉(zhuǎn)子繞組每相電阻

轉(zhuǎn)于串附加電阻時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩與固有特性上的最大轉(zhuǎn)矩相同，但對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率將增大為（二）計(jì)算人為機(jī)械特性上的臨界轉(zhuǎn)差率

牛牛文庫(kù)文檔分享人為機(jī)械特性的實(shí)用式應(yīng)為：

如果已知人為特性上某點(diǎn)X的轉(zhuǎn)差率為，轉(zhuǎn)矩為，代人上式即可求得

牛牛文庫(kù)文檔分享整理后得：解得：

式中，，其正負(fù)號(hào)由機(jī)械特性所處的象限決定。

牛牛文庫(kù)文檔分享（三）計(jì)算轉(zhuǎn)子每相附加電阻

由式已知，臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比，所以

牛牛文庫(kù)文檔分享第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式：實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)節(jié)的方法：①改變供電電源的頻率f1，進(jìn)行變頻調(diào)速。②改變定子極對(duì)數(shù)，進(jìn)行變極調(diào)速。③改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率進(jìn)行調(diào)速

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從評(píng)價(jià)調(diào)速系統(tǒng)效率高低出發(fā)，調(diào)速方法又可以分成三類(lèi)：1．轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)2．轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)3．轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)

牛牛文庫(kù)文檔分享一、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速（一）調(diào)速原理及調(diào)速性能繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速bR'2nbcR''2ncaR2naR''2>R'2>R2

牛牛文庫(kù)文檔分享（二）調(diào)速電阻的計(jì)算方法

轉(zhuǎn)子電阻與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系

牛牛文庫(kù)文檔分享當(dāng)時(shí)

—為轉(zhuǎn)子中所串人附加電阻；—

時(shí)，人為機(jī)械特性曲線2所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率。式中：Ns2

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設(shè)在任一負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)人為機(jī)械特性上轉(zhuǎn)差率為sL，即圖中的db段，因?yàn)椤鱫ac～△obd，則oc／od=ca／db，可得：把此式代入式中，得或者

牛牛文庫(kù)文檔分享（三）調(diào)速時(shí)的容許輸出

由式可知，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，可將式改寫(xiě)成式中，為調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)子中總電阻

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二、改變定子電壓調(diào)速

1、調(diào)速原理及調(diào)速性能改變定子電壓時(shí)的機(jī)械特性

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2、調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理

調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理圖

牛牛文庫(kù)文檔分享3、調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性

調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享4、調(diào)壓調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的容許輸出

變極調(diào)壓調(diào)速時(shí)機(jī)械特性

牛牛文庫(kù)文檔分享5、定子調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速平滑，采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其機(jī)械特性很硬，調(diào)速范圍寬可達(dá)到10：1(即D=10)。缺點(diǎn)：由于是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，因此，低速時(shí)轉(zhuǎn)差功率大，效率低。采用變極調(diào)壓調(diào)速可以克服這一缺點(diǎn)，但其控制裝置及定子繞組的接線都比較復(fù)雜。

牛牛文庫(kù)文檔分享三、改變定子極數(shù)調(diào)速1、變極方法

改變異步電動(dòng)機(jī)定子的磁極對(duì)數(shù)p，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)速目的。改變極對(duì)數(shù)時(shí)一相繞組的改接方法a）2p=4b）2p=2c）2p=2

牛牛文庫(kù)文檔分享2、三種常用的變極接線方式

雙速電動(dòng)機(jī)常用的變極接線方式a）Y聯(lián)線→YY聯(lián)結(jié)（2p→p）b）Y聯(lián)結(jié)→反串Y聯(lián)結(jié)（2p→p）c）△聯(lián)結(jié)→YY聯(lián)結(jié)（2p→p）

牛牛文庫(kù)文檔分享3、變極調(diào)速時(shí)容許輸出

Y→YY，Δ→YY實(shí)用接線a）Y→YYb）Δ→YY

牛牛文庫(kù)文檔分享⑴．Y→YY變換

YY形接法的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩

設(shè)外施電壓不變及變極前后電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率近似相等，則Y形接法的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩

牛牛文庫(kù)文檔分享—定子的線電壓；—定子的線電流；—Y形接法，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)；—YY形接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)；—Y形接法，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率；—YY形接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。YY形接法電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為Y形接法時(shí)同步轉(zhuǎn)速的2倍。

牛牛文庫(kù)文檔分享則兩式相比，得：

可見(jiàn)，Y→YY變換時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高了一倍，輸出功率也增加一倍，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，所以，是屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

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⑵．△-YY變換△接法的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩為：—△接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)；—為定子繞組的相電流；—△接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。式中：

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同理，，且則兩式比較：

由此可知，當(dāng)△→YY變換時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高一倍，輸出功率近似不變，但輸出轉(zhuǎn)矩幾乎減小一半，所以可認(rèn)為屬于恒功率調(diào)速。⑶．順串Y-反串Y變換

牛牛文庫(kù)文檔分享四、變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

變極調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性a）Y→YYb）△→YY

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由Y形改接成YY

形接法時(shí)，定，轉(zhuǎn)子每相繞組的阻抗（）為Y形接法時(shí)，相電壓不變，極對(duì)數(shù)減少一半，則有:

此時(shí)，YY