《異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方式綜述》4400字

異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方式綜述1.1異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理異步直流式變速電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)定子上分別安裝了帶有三相對(duì)稱異步變頻交流電源的轉(zhuǎn)子繞組;三相對(duì)稱異步交流電的電源繞組當(dāng)它們分別經(jīng)過一個(gè)三相對(duì)稱的異步交流電后,就已經(jīng)可以自然地會(huì)產(chǎn)生一個(gè)定子帶有一對(duì)同步定子轉(zhuǎn)速器的n,沿著這個(gè)定子和其他一對(duì)同步轉(zhuǎn)子的一個(gè)內(nèi)圓軸和空間n所做成的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向快速地旋轉(zhuǎn)的一個(gè)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),因?yàn)檫@個(gè)定子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)通常是以n/n1的同步轉(zhuǎn)速正在進(jìn)行一次反向旋轉(zhuǎn),而且這個(gè)大的轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體剛剛到達(dá)起點(diǎn)時(shí)也都已經(jīng)是完全靜止的，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體繞組的整個(gè)導(dǎo)體就是處于一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的電磁基礎(chǔ)場(chǎng)中：這個(gè)大的轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體被快速切割開來成為了電磁力學(xué)曲線，并且定子會(huì)因此產(chǎn)生一個(gè)大的感應(yīng)電勢(shì)。由于這種線性導(dǎo)子感應(yīng)半導(dǎo)體的電路兩端都被一個(gè)短路導(dǎo)電環(huán)繞器所長(zhǎng)暫地進(jìn)行短接，在這種電流是非感應(yīng)式電動(dòng)勢(shì)的工作情況下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)電半導(dǎo)體工作過程中將可能會(huì)直接產(chǎn)生一種與線性感應(yīng)式電動(dòng)勢(shì)的電流方向性和大小基本大致相等的線性感生感應(yīng)式電流[9]。轉(zhuǎn)子的固定載荷電流使半導(dǎo)體有時(shí)可以在一個(gè)定子的電磁場(chǎng)中完全承受電磁力(當(dāng)其所承受到電磁力的范圍大小有時(shí)可以用人的左手移動(dòng)確定則可以判定)。電磁力通常會(huì)驅(qū)動(dòng)使它在轉(zhuǎn)子的一個(gè)軸向上產(chǎn)生兩個(gè)一定量的軸向電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的一定方向快速轉(zhuǎn)動(dòng)。切割新的磁力電導(dǎo)線在正常工作時(shí)主要是為了達(dá)到產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)子的必然感應(yīng)速度電流和為了產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩的必然感應(yīng)條件，轉(zhuǎn)子必須在正常工作時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)中轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)之間必須保持一個(gè)固定的感應(yīng)速度差，才是最有可能需要進(jìn)行加工切割新的磁力電導(dǎo)線。一般較大容量的低壓電動(dòng)機(jī)常用Y-吟降壓?jiǎn)?dòng)或軟啟動(dòng)，高壓電動(dòng)機(jī)則采用電抗器、自耦變壓器等作為緩沖啟動(dòng)裝置REF_Ref74658591\r\h[15]。作為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)問題的研究，在過去多數(shù)著眼于電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。如今的大型電動(dòng)機(jī)，就本體設(shè)計(jì)與制造而言，大多是允許全電壓直接起動(dòng)的，因此對(duì)大型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的研究著眼點(diǎn)應(yīng)該放在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響方面。目前還有些行業(yè)因特殊原因必須采用全壓直接起動(dòng)，這種情況一般都會(huì)配置非常大的電力供電系統(tǒng)或者是高阻抗的變壓器電機(jī)機(jī)組REF_Ref74655494\r\h[14]。通過上述案例的分析我們現(xiàn)在應(yīng)該可以大致總結(jié)了出來從而得出這種能夠保證一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作運(yùn)行所需要工作的基本原理也是：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的三項(xiàng)一個(gè)定子導(dǎo)電繞組(每個(gè)三項(xiàng)定子之間約有120度反向電磁線角度),通入三項(xiàng)一個(gè)定子上的反向交流電后,將來就有可能會(huì)直接地產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),該繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)被一個(gè)定子切制后可以得到一個(gè)三項(xiàng)式的轉(zhuǎn)子導(dǎo)電繞組,從而直接使得在這個(gè)三項(xiàng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)電繞組中直接產(chǎn)生一個(gè)完全感應(yīng)式的電流(這個(gè)三項(xiàng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)電繞組實(shí)際上也就是一個(gè)完全閉合的電磁通路)，數(shù)流的三項(xiàng)定子導(dǎo)電流體會(huì)使得在這個(gè)定子上的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)和基礎(chǔ)場(chǎng)的相互作用下直接產(chǎn)生電磁力。驅(qū)動(dòng)物料電動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，并且驅(qū)動(dòng)物料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的固定方向和驅(qū)動(dòng)材料所受磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向幾乎是相同。采用基于譜聚類的子系統(tǒng)劃分方法和基于節(jié)點(diǎn)電壓相似度的子系統(tǒng)劃分方法儀僅能夠得到系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的分區(qū)結(jié)果，各子系統(tǒng)的恢復(fù)方案需要采用其他方法進(jìn)行決策REF_Ref74662280\r\h[16]。1.2異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式對(duì)于異步直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要有以下幾點(diǎn)要求：首先是啟動(dòng)電流應(yīng)該不能夠太大,但是起動(dòng)馬上卻必須要盡可能地大一些。這主要是因?yàn)閱?dòng)馬上電流太大的沖擊對(duì)于電網(wǎng)和直流式電動(dòng)機(jī)本身來說是不利的,對(duì)于異步直流式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)主要有以下幾點(diǎn)基本的要求：首先就是啟動(dòng)馬上電流應(yīng)該不可能太大,但是馬上的啟動(dòng)卻必須做到要盡可能地更大一些。這主要原因是由于過大的啟動(dòng)電流損壞對(duì)于同一臺(tái)電網(wǎng)和另外兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)本身來說都可以認(rèn)為是不利的,對(duì)于同一臺(tái)電網(wǎng)而言,它往往可能會(huì)直接導(dǎo)致電壓較高或者小幅度的下降,影響同一臺(tái)電網(wǎng)下的其他設(shè)備負(fù)載的正常工作,對(duì)于電動(dòng)機(jī)本身而言,當(dāng)一臺(tái)設(shè)備在頻繁啟動(dòng)的條件下,過大的啟動(dòng)后的電流將很有可能直接導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞或發(fā)熱,加速絕緣器的衰減,縮短設(shè)備的使用延長(zhǎng)使用壽命。而啟動(dòng)的時(shí)間力矩較大則可以有助于縮短工作開始和實(shí)踐,提升產(chǎn)品質(zhì)量。質(zhì)量。衡量異步性能測(cè)量的指標(biāo)衡量異步式動(dòng)力電動(dòng)機(jī)高速啟動(dòng)系統(tǒng)性能的兩個(gè)重要異步測(cè)量參數(shù)指標(biāo)分別被稱為高速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)量倍數(shù)和高速起動(dòng)停機(jī)電流的測(cè)量倍數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其有明確規(guī)定。異步高速電動(dòng)機(jī)在緊急啟動(dòng)高速過程系統(tǒng)中的基本性能要求：異步電動(dòng)機(jī)必須保證具有一個(gè)足夠的快速啟動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)力和扭矩。在一定的電流大小下和在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一定前提下，啟動(dòng)時(shí)的電流量要是越小就可能會(huì)使它變得更好。啟動(dòng)時(shí)所有必需的啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，在電機(jī)啟動(dòng)的整個(gè)過程中對(duì)于電機(jī)功率的最大損耗只要是越小就一定會(huì)更好。球磨機(jī)啟動(dòng)方式采用空氣離合器啟動(dòng)方式后，啟動(dòng)電流由額定電流的6.5倍降為4倍，大大減少了電網(wǎng)的電壓降和機(jī)械損傷，通過計(jì)算可知，引起馬壩110kV母線、220kV母線的電壓波動(dòng)均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi)，為該工程安全投運(yùn)提供了有力的技術(shù)支持REF_Ref74654678\r\h[12]。鼠籠式異步全壓電動(dòng)機(jī)的直接刀片啟動(dòng)：直接刀片啟動(dòng)方式是一種指電機(jī)使用直接刀片啟動(dòng)開關(guān)或者接觸器把啟動(dòng)電源和異步電動(dòng)機(jī)直接進(jìn)行連通,又稱直流全壓直接啟動(dòng)。若要提供給全國(guó)電網(wǎng)的能源容量充裕這樣這么做無(wú)疑是一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)便的解決辦法。即使是在啟動(dòng)穩(wěn)壓電動(dòng)機(jī)工作時(shí),被施加到一個(gè)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓電動(dòng)機(jī)上的一個(gè)定子穩(wěn)壓繞組上也可作為額定啟動(dòng)穩(wěn)壓工作電壓。三相異步高壓交流電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的直接交流驅(qū)動(dòng)可以滿足條件(只需要同時(shí)保證兩條直接電動(dòng)機(jī)的條件),容量和溫度控制在7.5kw以下的三相異步高壓交流電動(dòng)機(jī)都已經(jīng)得到了廣泛采用。電動(dòng)機(jī)在正常連續(xù)運(yùn)行瞬間由于網(wǎng)絡(luò)電壓會(huì)發(fā)生抖動(dòng)而造成的高壓電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)電壓值的降低范圍不宜大于超過或者是大于高壓電源線路中的線網(wǎng)電壓降低正常值10%,對(duì)于不常連續(xù)運(yùn)行的高壓電動(dòng)機(jī)則通?？梢苑艑挼?5%。InIN可以通過利用一些經(jīng)驗(yàn)上的計(jì)算公式分析來進(jìn)行粗估異步電動(dòng)機(jī)本身是否真的能夠直接實(shí)現(xiàn)異步可直接全壓?jiǎn)?dòng)而是否使得直接啟動(dòng)的工作電流很大，啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩小等這是什么指異步全壓電動(dòng)機(jī)在在使用異步全壓直接啟動(dòng)時(shí)可能存在的啟動(dòng)技術(shù)能力不足，并且這主要可能是由于異步電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)性能上有問題存在造成的，因此一般不會(huì)認(rèn)為異步全壓電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)控制效果不佳。直接開機(jī)啟動(dòng)的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之一是那就是所用的需要直接啟動(dòng)的機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)便，啟動(dòng)過程持續(xù)時(shí)間短，啟動(dòng)的操作方式簡(jiǎn)中、可靠，所以必需的時(shí)間費(fèi)用低。其中的缺陷主要是因?yàn)樗ǔ?huì)對(duì)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的電磁沖擊。A、自耦變壓器（補(bǔ)償器）降壓?jiǎn)?dòng)B、星-三角（Y-▲）降壓?jiǎn)?dòng)C、延邊三角形啟動(dòng)D、電阻（或電抗）降壓?jiǎn)?dòng)自動(dòng)互耦電源變壓器(亦被廣泛稱為自耦補(bǔ)償器)的接線降壓器和啟動(dòng)部件接線：自動(dòng)互耦電源變壓器的接線高壓側(cè)直接投入電源到交流電網(wǎng)，低壓側(cè)則連接至直流電動(dòng)機(jī)，有幾個(gè)不同的投入電壓相互成對(duì)比的連接部件及其分類和接頭可以提供用戶選擇。特點(diǎn)：假若我們假設(shè)自耦式直流變壓器的逆向線性運(yùn)動(dòng)電壓變比變差系數(shù)應(yīng)該為k或k，原邊的逆向電壓變比系數(shù)應(yīng)該為1或u1，副邊的逆向電壓變比系數(shù)則為u2=u1/k，副邊的啟動(dòng)電流12(注意即通過直接電動(dòng)機(jī)的連給定子啟動(dòng)繞組的逆向線性啟動(dòng)電流)也以一個(gè)數(shù)的正比值逐漸增大減小，又由于只有i1-i2/k，則直接電源系統(tǒng)提供的連給定子啟動(dòng)繞組的逆向啟動(dòng)量和電流強(qiáng)度應(yīng)該應(yīng)當(dāng)是直接電機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)1/k2倍。由于它的電壓密度下降了1/k倍，轉(zhuǎn)矩比也下降了達(dá)到1/k2倍。自來電耦合式變壓器的每個(gè)副邊共可分配2~3組二次抽頭，若二次抽頭電壓各自為可向原側(cè)邊供電80%、60%、40%。它的最大優(yōu)點(diǎn)主要的就是用戶可以同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)允許的定子啟動(dòng)工作電流和不同設(shè)備所啟動(dòng)需要的定子啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小來自由選擇不同啟動(dòng)類型的自啟動(dòng)耦合式定子變壓器，定子啟動(dòng)繞組一般采用值為y或△，缺點(diǎn)主要是因?yàn)樵搯?dòng)設(shè)備的部件體積大，投資相對(duì)較貴0。頻敏電壓變阻器電源開關(guān)：頻敏電壓變阻器開關(guān)是一種采用具有獨(dú)特整體結(jié)構(gòu)的新型無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件。其外部整體結(jié)構(gòu)采用類似于三相轉(zhuǎn)子電抗器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本思路，即由一根具有三個(gè)圓形鐵芯狀的圓柱和三個(gè)鐵芯繞組所相互連接而所組成，三個(gè)鐵芯繞組相互連接后形成一個(gè)行星狀，并通過電抗滑環(huán)和三相電抗毛刷將三相電抗轉(zhuǎn)子的各繞組所連接在同一個(gè)鐵芯繞線上。1.3異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的改善—軟啟動(dòng)技術(shù)軟啟動(dòng)主要是用于降壓式啟動(dòng)，和直接式啟動(dòng)相比，軟啟動(dòng)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的沖擊更小得多。與采用降壓式啟動(dòng)相比，軟啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩更大得多。因此，軟啟動(dòng)法結(jié)合了直接式啟動(dòng)和低溫降壓式啟動(dòng)兩種主要的啟動(dòng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。潮流計(jì)算是獲取艦船電力系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要手段。它通過給定艦船綜合電力系統(tǒng)的電氣拓?fù)浜拓?fù)載條件，求解得到各節(jié)點(diǎn)電壓及支路的功率分布，來獲得系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)REF_Ref74669223\r\h[17]。這些啟動(dòng)裝置有一個(gè)共同技術(shù)特點(diǎn)：一級(jí)降壓，將啟動(dòng)電壓降低到某固定電壓下啟動(dòng)，然后直接跳變到額定電壓REF_Ref74669914\r\h[18]?；\型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型傳統(tǒng)直流減壓聯(lián)合啟動(dòng)系統(tǒng)形式主要類型包括增壓y-4啟動(dòng)，自耦式直流減壓聯(lián)合啟動(dòng)，電抗器式直流減壓聯(lián)合啟動(dòng)。這些三次啟動(dòng)運(yùn)行方式均可稱為三次有限無(wú)級(jí)沖擊減壓直流啟動(dòng)，但還是仍然存在著明顯的一些缺點(diǎn)，即三次啟動(dòng)運(yùn)行過程中會(huì)分別出現(xiàn)三次有級(jí)沖擊減市啟動(dòng)電流、軟啟動(dòng)和一般的有級(jí)減壓直流啟動(dòng)三種方法，其不同之處主要區(qū)別在于：1、無(wú)三次沖擊啟動(dòng)電流、軟啟動(dòng)器在減壓?jiǎn)?dòng)三次電機(jī)時(shí)，通過逐步減壓增大啟動(dòng)品閘二極管的導(dǎo)線接通角，使得啟動(dòng)電機(jī)的三次啟動(dòng)工作電流由零始的線性電流上升至達(dá)到一個(gè)電流設(shè)定值、對(duì)三次電機(jī)啟動(dòng)沒有任何電流緩沖，提高了啟動(dòng)電源直流供電的安全可靠性。性，平穩(wěn)定的啟動(dòng)，減少了對(duì)啟動(dòng)負(fù)載和其他啟動(dòng)機(jī)械部件產(chǎn)生的巨大沖擊和轉(zhuǎn)矩，延長(zhǎng)了啟動(dòng)機(jī)器的正常使用壽命。2、具有兩種軟停機(jī)啟動(dòng)功能，即平滑和自動(dòng)減速，逐漸停止進(jìn)行自動(dòng)停機(jī)，它們就成為可以有效率地克服瞬間自動(dòng)切斷供水電源和自動(dòng)停機(jī)的一種基本弊病，減輕對(duì)各種高程重載供水工作設(shè)備機(jī)械的振動(dòng)干擾和機(jī)械沖擊，避免了各種高程高壓供水系統(tǒng)可能發(fā)生的嚴(yán)重水錘震動(dòng)作用，減少了供水設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。3、啟動(dòng)工作電流控制參數(shù)手動(dòng)可調(diào)，根據(jù)不同負(fù)載啟動(dòng)工作電流情況和不同電網(wǎng)的啟動(dòng)繼電保護(hù)電路性質(zhì)可以進(jìn)行手動(dòng)選擇，可以自由無(wú)級(jí)地將其進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最佳負(fù)載啟動(dòng)工作電流。電動(dòng)機(jī)對(duì)于任何一個(gè)生產(chǎn)工廠特別是火力發(fā)電廠都是不可忽視的一個(gè)重要設(shè)備，尤其一些重要的電動(dòng)機(jī)一旦發(fā)生故障，可能造成整個(gè)工廠停產(chǎn)，我們稱之為“心臟型電動(dòng)機(jī)”REF_Re