電機與拖動三相異步電動機電力拖動運行

2024/11/616.1三相異步電動機的機械特性6.3三相異步電動機的調速6.2三相異步電動機的起動6.4三相異步電動機的制動6.5異步電動機的各種運行狀態(tài)2024/11/62三相異步電機電磁轉矩物理表達式

Pem=m2E2I2cos

2E2=4.44f1

kW2N2

mTem

=

Pem

160Pem2

n1

=

Tem=CT

m

I2cos

2※電磁轉矩常數:

p

Pem2

f1

=4.44pm2kw2N2

2

CT

==pm2kW2N2122024/11/63三相異步電機轉矩－轉差特性（參數表達式）R2sPem=

m1I22，

2πf1

p

1

=根據:

Tem

=，Pem

1

U1I2

=R1＋

＋(X1

＋X2

)2

R2s2

m1p2

f1

U1

Tem

=R1＋

＋(X1

＋X2

)2

R2s2

R2s

22024/11/64

Tem

~s曲線1MSOTem

s-1發(fā)電機電動機制動s0s=0n=

n1

n=0n

n1

n0n02024/11/651.最大（臨界）轉矩

Tm臨界轉差率：電動狀態(tài)取“＋”，發(fā)電狀態(tài)取“－”。sm

=±

R1

＋(X1

＋X2

)2R2

2

當

R1

(X1

＋X2

)時：

sm≈±

R2X1

＋X2

Tｍ≈±

pm1U1

4

f1

(X1

＋X2

)

2Tm=±

±R1＋

R1＋(X1

＋X2

)2U1m1p

4

f122

2024/11/66結論：①當f1和電機參數不變時，異步電機的Tm與電源相電壓U1的平方成正比。②當U1

和f1一定時，Tm

近似與定、轉子漏抗之和成反比。③

Tm與R2無關，而

sm與R2成正比。如R2變大時，Tm不變，但sm則隨之增大。④如忽略R1，Tm與成正比。

U1f1

2過載倍數(最大轉矩倍數)KT

：TmTN

KT=2024/11/672.起動轉矩

Tst

s=1時：m1p2

f1U1

R2Tst

=

(R1＋

R2)2

＋(X1

＋X2

)2

2結論：①當f1和電機參數不變時，異步電機的Tst與電源相電壓

U1的平方成正比。②當U1

和f1一定時，Tst

近似與定轉子漏抗之和成反比。③在一定的范圍內增加R2時，可增大Tst

。當sm=1時，Tst=Tm，Tst最大。起動轉矩倍數TstTN

Kst

=2024/11/68三相異步電動機的主要性能指標1.額定效率

N

N

=72.5%~96.2%（Y系列）2.額定功率因數cos

N

cos

N=0.7~0.9（Y系列）3.最大轉矩倍數km

kT=1.8

~2.2（Y系列）4.堵轉轉矩倍數kst

kst

=1.6

~2.2（Y系列）5.堵轉電流倍數kI

kI

=5

~7（Y系列）2024/11/696.1三相異步電動機的機械特性6.1.1固有機械特性當U1L=

U1N、f1=fN，且繞線型轉子中不外串任何電路參數時的機械特性。n1Tem

nOSM同步點：

n=n1，s=0，Tem=0起動點：

n=0，s=1，Tem=Tst臨界工作點：

s=sm，n=(1－sm)n1，Tem=TmTm(1－sm)n12024/11/610n1Tem

nOSM1.穩(wěn)定運行區(qū)域工作段NnM穩(wěn)定運行條件：

＜dTLdndTemdn

額定運行點N：

n=nN，s=sN

，

Tem

=TN，P2=PN。

額定狀態(tài)說明了電動機長期運行的能力：

TL≤TN，P2≤PN，I1≤IN。

sN=0.01~0.06很小，

Tem

增加時，n下降很少——硬特性。硬特性TL2024/11/6112.固有機械特性的實用表達式

忽略R1的影響，則sm=

R2X1

＋X2

Tｍ=

pm1U1

4

f1

(X1

＋X2

)

2m1p2

f1

U1

Tem

=＋(X1

＋X2

)2

R2s2

R2s

22024/11/612將Tem與Tm相除得：=＋(X1

＋X2

)2

R2s2

R2s

TemTm2(X1

＋X2

)

=smss

sm

2＋

Tem=smss

sm

2Tm＋即

sms=解上述方程，可得

※

根據s

和sm的相對大小，取“＋”或取“－”。

(

)2=±－1ssmTmTem

TmTem2024/11/613若忽略T0，則在額定負載時

sN=sm(kT－

kT－1)2sm=sN(kT＋

kT－1)2※實用公式計算簡單、使用方便，但只適用于一定的范圍內，即0<s<sm

。2024/11/614

【例6-1】

Y280M-4型三相異步電動機，額定功率PN=90kW，額定頻率fN=50Hz，額定轉速nN=1480r/min，最大轉矩倍數KT=2.2。試求：(1)該電動機的電磁轉矩實用公式；(2)當轉速n=1487r/min時的電磁轉矩；(3)當負載轉矩TL=450N

m時的轉速。n1－nN

n1sN===0.0133

1500－14801500解：(1)額定轉差率為額定轉矩為TN=9.55PNnN最大轉矩為

Tm

=kTTN=2.2×580.7N

m=1277.5N·m=9.55×N·m=580.7N·m

9000014802024/11/615=0.0133×(2.2

＋

2.22－1

)=0.0553實用電磁轉矩公式為

s

0.0553Tem=＋

2555

0.0553s

Tem=N·m=392.3N·m+2555

0.05530.00870.00870.0553sm=sN(km＋

km－1)2臨界轉差率為(2)當轉速n=1487r/min時轉差率為

n1－nn1s

===0.0087

1500－14871500電磁轉矩為2024/11/616(3)當TL

=Tem

=

450N·m時的轉差率為轉速為

n=(1－s)n1=(1－0.0101)×1500r/min=1485r/min(

)2s=sm

－－1TmTem

TmTem=0.0553×－－1=0.0101(

)2

1277.5450

1277.54502024/11/6176.1.2人為機械特性1.降低定子端電壓時的人為機械特性降低U1轉速穩(wěn)定后

若TL=TN，則

s＞sN

，n＜nN

結論：

sm不變；穩(wěn)定運行段的特性變軟了；起動能力和過載能力顯著降低。

1sNI2N

=I2，1s

22m1

R2

1sTem

=

I2

2TmI2＞I2N

smnTem

OUNn10.8UN0.64Tm2024/11/618解：(1)在額定電壓下的額定轉矩為

【例6-2】

Y315S-6型三相異步電動機的額定功率PN=75kW，額定轉速nN=990r/min，起動轉矩倍數Kst＝1.6，過載能力KT=2.0。求：(1)在額定電壓下的Tst和Tm；(2)當電網電壓降為額定電壓的80％時，該電動機的Tst和Tm

。TN

=9.55PNnN=9550×N·m=723.5N·m75990起動轉矩和最大轉矩分別為

Tst=KstTN=1.6×723.5.7N

m=1157.6N

mTm=KTTN=2.0×723.5.7N

m=1447.0N

m(2)當U1L

=80%UN時，起動轉矩和最大轉矩分別為Tst=0.82Tst=0.82×1157.6

N

m=740.9N

m

Tm=0.82Tm=0.82×1447.0

N

m=928.1N

m

2024/11/6192.轉子回路串對稱電阻的人為機械特性

設串聯電阻為Rs：

Tm不變。sm=

R2＋RsX1

＋X2

Rs3＞Rs2＞Rs1TmR2＋Rs1R2＋Rs2nTem

OR2

n1smsm1sm3R2＋Rs3

結論：①當sm＜1時，

Rs

→sm

→Tst

。②當sm=1時，

Tst=

Tm。③當sm＞1

時，

Rs

→sm

→Tst

。2024/11/620

【例6-3】一臺繞線型三相異步電動機帶恒轉矩負載運行，當轉子回路不串電阻時，n=1440r/min，若在轉子回路串入電阻使轉子電路每相電阻增加一倍，試問這時電機的轉速是多少？

解：因為TL不變，由電磁轉矩公式可知

R2s

=R2＋Rss

，故串聯電阻后的轉差率為

s=s=2sR2＋RsR2

而轉速n=1440r/min時轉差率為

n1－nn1s

===0.04

1500－14401500故

s=2s=2×0.04=0.08

則

n=(1－s)n1

=(1－0.08)×1500r/min=1380r/min2024/11/621P165【例5-2】

一臺繞線型三相四極異步電動機，nN

=1460r/min，PN=150kW，fN1=50Hz，UN1=380V，KT=2。求：（1）固有機械特性表達式；（2）起動轉矩；（3）當負載轉矩TL=755N.m時的轉速。

2024/11/6223.定子回路串對稱電阻或電抗的人為機械特性

結論

：①定子回路串對稱Rf或Xf

不改變n1

。②

Rf(Xf)↑→Tm、Tst↓。③

Rf(Xf)↑→sm↓，使臨界點上移。nTem

O

Rf=0(Xf=0)n1Tstm1p2

f1

U1

Tem

=R1＋＋(X1

＋X2

)2

R2s2

R2s

2sm

=

R1

＋(X1

＋X2

)2R2

2Tm=

R1＋R1＋(X1

＋X2

)2U1pm14

f122

Rf(Xf)Tst

sm

sm2024/11/6236.2三相異步電動機的起動電動機的起動指標①

起動電流倍數kI

=

Ist/IN。②起動轉矩倍數kst

=Tst/TN。③起動時間。④起動時繞組中消耗的能量和繞組的發(fā)熱。⑤起動時的過渡過程。⑥起動設備的簡單性和可靠性。2024/11/6241.直接起動

Ist=kIIN=(5～7)IN（較大）

Tst=kstTN=(1～2)TN（較?。?.2.1籠型異步電動機的起動若變壓器SN

相對電動機PN不算大時，Ist會

使變壓器輸出電壓短時下降幅度較大。不利影響：①影響自身的起動，當負載較重時，可能無法起動。②影響同一臺變壓器供電的其他負載工作。③頻繁起動時造成熱量積累，易使電動機過熱。

2024/11/625直接起動的使用條件(1)

小容量的電動機（PN≤7.5kW）。(2)

電動機容量滿足如下要求：IstINKI=≤3＋14電源總容量(kV·A)電動機容量(kW)如果不滿足上述使用條件，則要采用降壓起動，把Ist

限制到允許的數值。

2024/11/6262.減壓起動(1)定子串聯電阻或電抗器減壓起動XstKM1KM23~M3~3~RSKM1KM2M3~2024/11/627(2)自耦變壓器減壓起動M3~TA3~UNKM1KM2KM3UN/kaIst/kaIsta

設TA的電壓比為ka

U1L=UN/ka

I1L=Ist/ka

起動電流為Ista=Istka2

起動轉矩為TstaTstUN/kaUN=2Tsta=Tstka22024/11/628優(yōu)點：電壓比ka可調。

QJ2型三相自耦變壓器：

N2/N1=0.55、0.64、0.73ka=1.82、1.56、1.37

QJ3型三相自耦變壓器：

N2/N1=0.4、0.6、0.8ka=2.5、1.67、1.25缺點：自耦變壓器體積大，價格高。適用：較大容量籠型異步電動機的起動。使用條件：

Ista＜Imax與Tsta＞TL。2024/11/629適用：正常運行為△聯結的電動機。(3)星－三角降壓起動（Y－△降壓起動）U1V1W13~UNKM1KM2KM3U2V2W2

起動電流（定子線電流）為IstP3Ist3

3=IstY=Ist132024/11/630ABCAZBXYCBCAXYZ定子線電壓比定子相電壓比定子相電流比

起動電流比電源電流比2024/11/631

起動轉矩為TstY=Tst13TstYTst=2UN3

UN

IstY＜Imax與TstY＞TL。

Y－△減壓起動的使用條件

優(yōu)點：起動設備簡單、價格低、維修方便。

2024/11/632【例6－3】三相籠型異步電動機，PN=60kw，UN=380v，定子Δ聯結，IN＝136A，Kst＝1.1，KI＝6.5，供電變壓器允許的最大起動電流為500A。若拖動負載轉矩TL＝0.3TN(要求Tst=1.1TL)，能否采用星－三角起動法？2024/11/633故不允許直接起動。

(2)Y－△減壓起動計算

因為

【例6-4】

一臺Y280S-4型三相異步電動機，額定容量PN=75kW，三角形聯結，全壓起動電流倍數kI＝7.0，起動轉矩倍數Kst＝1.9，電源容量為1250kV

A。若電動機帶額定負載起動，試問應采用什么方法起動?解：(1)直接起動計算電源允許的起動電流倍數為＜KI

3＋14電源總容量(kV·A)電動機容量(kW)=3＋=4.921412507513

=KI=IstY

IN73＜4.9213TstY=Tst=KstTN13=TN

1.93＜TN

2024/11/634所以不能采用Y－△起動。

(3)自耦變壓器起動計算

Tsta=Tstka2=kI

ka2IstaIN＜4.92＞TN

=TN

1.9ka

21.193＜ka＜1.38=7ka

2所以可以選用QJ3型三相自耦變壓器，取

ka=1.25。2024/11/635VT1VT2VT3M3~3~起動之初，晶閘管的觸發(fā)角很大，電動機的線電壓很低。起動過程中，逐漸減小觸發(fā)角，電動機的線電壓逐漸升高。(1)軟起動器的原理3.異步電動機的軟起動軟起動的特點：①無沖擊電流。②有軟停車功能，即平滑減速、逐漸停機。③起動參數可根據不同負載進行調整，有很強的負載適應性。④具有輕載節(jié)能和多種保護功能。2024/11/6366.2.2高起動轉矩的異步電動機1.深槽轉子異步電動機槽深h與槽寬b之比為：

h/b=8~12X2

小↑X2大

起動時，f2高，

X2大，電流的集膚效應使導條的等效面積減小，即R2

，

使Tst

。

運行時，f2很低，

X2很小，集膚效應消失，R2

→

。jhO2024/11/637深槽式異步電動機的機械特性nOTen112凸形槽刀形槽2024/11/638

起動時，f2高，漏抗大，起主要作用，

I2主要集中在外籠，外籠R2大→Tst大。外籠——起動籠。

運行時，f2很低，漏抗很小，R2起主要作用，

I2主要集中在內籠。內籠——工作籠。2.雙籠型異步電動機R2

大X2小R2小X2

大2024/11/639雙籠型異步電動機的機械特性nOTen11323.高轉差率異步電動機轉子電阻比一般籠型異步電動機的大：①轉子導條采用電阻率較高的合金鋁(如錳鋁或硅鋁)澆注而成。2024/11/640國產YH系列高轉差率異步電動機：

sN=(7~14)%，Kst=2.4~2.7，kI=4.5~5

。適用于拖動飛輪轉矩大和不均勻沖擊負載以及頻繁正、反轉的工作場合。如錘擊機、剪刀機、沖壓機和鍛冶機等

。②采取改變轉子槽形，減小導條截面積等措施。高轉差率異步電動機的機械特性nOTen1YH系列YZ系列

Y系列2024/11/6416.2.3繞線型異步電動機的起動1.轉子串電阻起動Rst1Rst23~M3~KM1KM2Q起動過程①串聯Rst1和Rst2起動（特性a）總電阻R22=R2+Rst1+Rst2n1TenOa(R22)TLTs2a1a2Ts1切除

Rst22024/11/642n1TenOa(R22)TLTs2a1a2Ts1(1)起動過程b(R21)b1b2②合上KM2，切除Rst2（特性b）總電阻R21=R2+Rst1切除

Rst11.轉子串電阻起動3~M3~KM1KM2Rst1Rst2Q2024/11/643③合上KM1，切除Rst1（特性c）總電阻:R2c(R2)c1c2起動過程p1.轉子串電阻起動3~M3~KM1KM2Rst1Rst2Qn1TenOa(R22)TLTs2a1a2Ts1b(R21)b1b22024/11/644頻敏變阻器頻率高：損耗大，電阻大。頻率低：損耗小，電阻小。

轉子電路起動時

f2高，電阻大，2.轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器轉子電路正常運行時

f2低，電阻小，自動切除變阻器。

Tst

大，Ist小。

2024/11/645頻敏變阻器起動的特點：①起動設備結構簡單，低格低廉。②運行可靠，堅固耐用，使用維護方便。③控制系統簡單，便于實現自動控制。④能獲得接近恒轉矩的機械特性，減少沖擊，實現電動機的平穩(wěn)起動。⑤

cos

較低，一般為0.5~0.75，使

Tst的增大受到限制。⑥適用于頻繁起動、對Tst要求不高的生產機械。2024/11/6466.3三相異步電動機的調速(1)

變極調速(2)

變頻調速

(3)

變轉差率調速異步電動機的轉速公式

n=(1－s)n1=(1－s)60f1

p①調壓調速②轉子串電阻調速③串級調速改變n1不改變n1調速方法：2024/11/6476.3.1變極調速n1=60f1

p變極調速為有級調速：

f1=50Hz時：

p123456

n1/(r/min)300015001000750600500變極調速適用于籠型異步電動機：因為籠型轉子的極對數能自動隨定子磁場的極對數改變而改變，而繞線型轉子的極對數則不能自動隨定子磁場極對數的改變而改變。改變定子繞組的極對數有兩種方法：

(1)

雙繞組變極

(2)

單繞組變極2024/11/648U1U2U1U2

U1U2U1U2

1.變極原理××p=2SNNSNS

p=1N

S

N

SU1U2U1U2

U1U2U1U2U1U2U1U2

N

SU1U2U1U2

U1U2N

S結論：

對于由兩個半相繞組構成的一相繞組，只要改變其中一個半相繞組的電流方向，就可將極對數增加一倍(正串)或減少一半(反串或反并)。2024/11/649

(a)YY(p)

(b)Y(2p)

(c)△(2p)2.兩種典型的變極方法2024/11/650變極時必須把三相繞組中任意兩相的出線端對調再接到電源上，保證電動機的轉向不變。

因為電角度=電機極對數p×機械角度設當p=1時，U－V－W互差120o——正序；當p=2時，U－V－W互差240o——負序。對調為U－V

(W)－W

(V)——正序。

(1)YY－Y變極

p對磁極

2p對磁極①調速方向：

YY→Y：n

Y→YY：n

②

調速范圍：D=2~4③調速的平滑性：差④調速的穩(wěn)定性：好靜差率：2024/11/651(2)YY－△變極

p對磁極

2p對磁極①調速方向：

YY→△：n

△→YY：n

②

調速范圍：D=2~4③調速的平滑性：差④調速的穩(wěn)定性：好靜差率：

=×100%

n1－nn1

nn1

=（基本不變）2024/11/6523.變極調速電機的種類(1)雙速電動機

采用Y－YY和△－YY方式變極。其極對數成倍地變化，如2/4極、4/8極等。

(2)多速電動機

如國產YD250M-4/6/8/12型多速電機，有4極、6極、8極、12極四種極數。

4.變極調速電機的特點

①操作簡單方便、機械特性硬、效率高。②只能有級調速，可獲得恒轉矩和恒功率調速。5.變極調速的應用場合

Y－YY應用于起重機、運輸傳送帶等恒轉矩負載；△－YY應用于如各種機床切削等恒功率負載。

2024/11/6536.3.2變頻調速

1.從基頻往下調節(jié)(f1＜fN)

E14.44

f1

kw1N1

m=≈

U14.44

f1

kw1N1——恒磁通控制方式(1)保持為常數E1f1

Tem=Pem

1=2

f1

p

R2

s

3I2

2

=3p2

f1E2

R2

s

2

R2

s

＋X2

2

2

=3p

f12

2

R2

s

＋

2

E1f1sX2

R2

12024/11/654在不同頻率下，產生最大轉矩時的轉速降落為

nm=smn1對上式進行求導，并令=0，可得dTemdsTm=3p4

2

E1f1

f1X2

=3p4

2

E1f1

1

2

L2

sm=R2

X2

=R2

2

L2

f1

60f1

p

=R2

2

L2

f1

=R2

2

L2

60p

∝1f1結論：當保持恒電動勢頻率比調速時，Tm和

nm是與頻率無關的常數。2024/11/655f1＜fNf1n1TemnOfNTmn1

恒電動勢頻率比調速時的機械特性采用恒電動勢頻率比控制方式具有以下優(yōu)點：①電動機的機械特性硬、調速范圍寬且穩(wěn)定性好。②由于正常運行時轉差率

s較小，轉差功率小，電動機的

高。③由于Tm不變，這種控制方式適合于帶恒轉矩負載調速。2024/11/656(2)保持為常數U1f1

sm=R1＋(X1

＋X2

)2R2

2

結論：當保持恒壓頻比調速時，Tm已不是常數，

Tm隨著頻率降低而減小。3p2

f1

Tem

=R1＋

＋(X1

＋X2

)2

R2s2

R2s

2

U1f1R1＋

R1＋(X1

＋X2

)2Tm

=3p4

f1

22

U1f12024/11/657恒壓頻比調速時的機械特性f1＜fNf1n1TemnOfNTmn1

結論：①基頻以下恒壓頻比調速近似為恒磁通控制方式，同樣適用于恒轉矩負載調速。②為了使電動機在低頻時仍保持足夠大的過載能力，通?？蓪1

適當抬高一些，以補償一些定子阻抗壓降。2024/11/658

f1＞fN，U1L=

UN（保持不變）

f1

→

m

，類似于直流電動機的弱磁調速。當f1＞fN時，

2.從基頻向上調節(jié)(f1＞fN)R1(X1

＋X2

)，

忽略R1

，則Tm

=3pU14

f1(X1

＋X2

)

2

3pU14

(L1

＋L2

)1f1

2=

2

2sm=R2

X1

＋X2

R22

(L1

＋L2

)f1=

nm=smn1R22

(L1

＋L2

)60p

=

2024/11/659②sm∝；1f1③

nm保持不變。

f1＞fNn1TemnOfN基頻向上調速時的機械特性結論：①

Tm∝；1f12

n1f1

結論：

在基頻以上調速時，由于

m

與

f1成反比地降

低，使得

Tem也與

f1近似成反比變化，故電動

機近似為恒功率運行。

2024/11/660①調速范圍寬，D=100。②調速平滑性好，可實現無級調速。③機械特性硬，靜差率小，轉速穩(wěn)定性好。④基頻以下為恒轉矩調速，基頻以上為恒功率調速。⑤調速時轉差率小，轉差功率小，運行效率高。⑥變頻器結構復雜，價格昂貴。

U、f可變M3~3~

整流電路

逆變電路

50Hz

控制電路

直流3.變頻調速的特點2024/11/661變頻器電機變頻器一體化產品優(yōu)點：(1)一體化的通用變頻器和電動機的組合可以提供最大效率。(2)變速驅動，輸出功率范圍寬（如從120W到7.5kW）。(3)在需要的時候，通用變頻器可以方便地從電動機上移走。(4)高起動轉矩。2024/11/662nmn1TemnOUNTL1TL26.3.3調壓調速TL3U1n1TemnOU1＜UNU1U1UN

U1＜U1＜UN

TL1改變U1

調速是一種比較簡便的調速方法，但低速時PCu2

大，

低，電機散熱差，發(fā)熱嚴重。異步電動機調壓調速高轉差率異步電動機調壓調速2024/11/663結論：①調速方向：U1(＜UN)↓→n↓②調速范圍：D較小。③

調速的平滑性：若能連續(xù)調節(jié)U1，n

可實現無級調速。④調速的穩(wěn)定性：穩(wěn)定性差。對于恒轉矩負載不宜長期在低速下工作，比較適合于風機類負載的調速。⑤調速的經濟性：經濟性較差。需要可調交流電源，cos

1和

均較低。⑥調速時的允許負載：既非恒轉矩又非恒功率調速。所以U1

→Tem

(n)

→P2

因為Tem∝U1

，22024/11/664

【例6-5】一臺Y280S-4型三相異步電動機，其額定值為PN=75kW，UN=380V，nN=1480r/min，三角形聯結，最大轉矩倍數KT＝2.2，電動機帶額定負載運行，若采用調壓調速，將定子電壓調為0.8UN，求此時電機的轉速。解：額定轉差率和臨界轉差率分別為

n1－nNn1sN===0.0133

1500－14801500sm=sN(KT

＋

KT－1)2=0.0133×(2.2＋

2.22－1)=0.0553因為Tm∝U1，故調壓后的最大轉矩為2Tm=Tm=0.64Tm

0.8UNUN

2=0.64KTTN=1.408TN2024/11/665因此調壓后額定負載時的轉差率為n

=(1－s)n1=

(1－0.023)

×1500r/min=1465.5r/min因為sm與U1無關，即sm=sm

s=sm

－－1(TmTN

TmTN)2

=0.0553×(1.408＋

1.4082－1)=0.023調壓后的轉速為2024/11/666n1Te

nOTmR2R2+Rr6.3.4繞線轉子異步電動機轉子串電阻調速TLM3~3~RrKM2024/11/667結論：①調速方向：n

②調速范圍：D較小。D=2~3。③調速的平滑性：取決于Rr的調節(jié)方式。一般為有級調速④調速的穩(wěn)定性：穩(wěn)定性差。Rr

→

。⑤調速的經濟性：初期投資不大，但運行效率較低。

屬于轉差功率消耗型調速方法，低速運行時PCu2大，故不宜長期低速運行。多用于對調速性能要求不高且斷續(xù)工作的生產機械上，如橋式起重機、軋鋼機的輔助機械等。⑥為恒轉矩調速：因為調速前后U1、

f1不變，

m不變。2024/11/668

【例6-6】

一臺YR280M-4型異步電動機帶額定負載恒轉矩運行，已知PN＝75kW，nN＝1480r/min，U1N=380V，三角形聯結，I1N=140A，E2N＝354V，I2N=128A，KT

=3.0。試求：(1)當在轉子回路串入0.1

電阻時，電機的運行轉速；(2)要求把轉速降至1000r/min，轉子回路每相應串多大電阻？解：(1)額定轉差率和轉子電阻值分別為

n1－nNn1sN===0.0133

1500－14801500R2=

sNE2N

3I2N

0.0133×354

3×128=

=0.0212

電機帶恒轉矩負載運行時有關系R2

sN

R2＋Rs

s=2024/11/669電機轉速為所以當串入電阻Rs=0.1

時電機的轉差率為

轉子每相應串電阻為

0.0212＋0.10.0212=×0.0133

=0.076

R2＋Rs

R2

s

=sN(2)當

n

=1000r/min時的轉差率為

=

(1－0.076)

×1500r/min=1386r/minn

=(1－s)n1

n1－n

n1s

===0.3333

1500－10001500Rs=－

1R2

s

sN=－

1×0.0212

=0.51

0.33330.01332024/11/6706.4三相異步電動機的制動制動方法：回饋制動、反接制動、能耗制動。6.4.1回饋制動1.實現回饋制動的條件及電動機中的能量傳遞

|

n|

＞|

n1|，s＜0；電機處于異步發(fā)電機狀態(tài)；將機械能量轉變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W；

電磁轉矩與旋轉方向相反，起制動作用。

2024/11/6712.回饋制動的機械特性n1Temn

sOsmTmMH－sm－TmM

回饋制動2024/11/672Tem

nO

fN

f1fN

f1

調速過程中的回饋制動TLabcd

TenOYYYTLabcd?變頻調速過程中的回饋制動

變極調速過程中的回饋制動

2024/11/673s=n1－nn1——第二象限＜0(n1＜n)＜0

——定子發(fā)出電功率向電源回饋電能。Pem=m1I22R2＋Rb

s

——軸上輸入機械功率

(位能負載的位能)。Pm=(1－s)Pem＜0

pCu2

=Pem－Pm|Pem

|=|Pm|－pCu2

——機械能轉換成電能

(減去轉子銅損耗等)。2.異步電動機回饋制動的功率2024/11/6746.4.2反接制動1.改變電源相序的反接制動——迅速停車(1)制動原理制動前

KM1合，KM2斷，一般Rb=0。制動時

KM1斷，KM2合。轉子串入Rb。2024/11/675－TLTL制動前：正向電動狀態(tài)。制動時：定子相序改變，

n1變向。OnTem1n12－n1

bs=－n1

－n－n1=

n1＋nn1ac即

s＞1(第二象限)。因s＞1，使E2s、I2

反向，Tem

反向。a點b點(Tem＜0，制動開始)慣性n↓c點(n=0，Tem≠0)，到

c點時，若未切斷電源，電機將可能反向起動。制動結束。dR2Rb＋R22024/11/676取決于Rb的大小。(2)制動效果aOnTe1n12－n1bc(3)制動時的功率＜0

Pm

=(1－s)Pem三相電能電磁功率Pem轉子機械功率Pm定子轉差功率＞0

Pem=m1I22R2＋Rb

s

=Pem－Pm=Pem＋|Pm|pCu2

=m1(R2＋Rb

)

I22

R2Rb＋R22024/11/677

【例6-7】

一臺YR280M-8型繞線異步電動機，PN=45kW，nN＝735r/min，E2N＝359V，I2N=76A，KT

=2.4，如果電動機拖動額定負載運行時，采用反接制動停車，要求制動開始時最大制動轉矩為2TN，求轉子每相串入的制動電阻值。解：額定轉差率和固有特性的臨界轉差率為

n1－nNn1sN===0.02

750－735750sm=sN(KT＋

KT－1)2=0.02×(2.4＋

2.42－1)=0.0916轉子每相電阻值為R2=

sNE2N

3I2N0.02×359

3×76=

=0.0545

2024/11/678在反接制動時瞬間，Tem=2TN，由于轉速來不及變化，但旋轉磁場的轉向相反，所以，此時的轉差率為

s

m=s

＋－1TmTL

TmTL2s

===

1.98－n1－nN－n1

－750－735－750=1.98×＋－1=3.68942.422.422轉子每相應串電阻為Rb=－

1R2

s

msm=－

1×0.0545

=2.14

1.05190.09162024/11/6792.倒拉反接制動——下放重物OnTem

1n12bcTLad(1)制動原理定子相序不變，轉子電路串聯對稱電阻Rb。制動運行狀態(tài)a點b點(Tb＜TL)，慣性n↓c點(n=0，Tc＜TL)在TL作用下M反向起動d點(

nd＜0，Td

=TL)(2)制動效果改變Rb的大小，改變特性2的斜率，改變下方速度nd。3低速提升重物e

R22024/11/680(3)制動時的功率s=

n1－nn1——第四象限＞1(n＜0)＞0

＜0

Pm=(1－s)Pem——定子輸入電功率——軸上輸入機械功率（位能負載的位能）=Pem－Pm=Pem＋|Pm|pCu2

=m1(R2＋Rb

)

I22

Pem=m1I22R2＋Rb

s

——電功率與機械功率均消耗在轉子電路中。2024/11/681

【例6-11】

某起重機由一臺繞線型三相異步電動機拖動，已知PN＝30kW，UN＝380V，Y聯結，nN＝730r/min，