三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速ppt課件

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,電機(jī)學(xué)多媒體課件系列,第三篇 異 步 電 機(jī),第十章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速,1,目 錄,第十章 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速 10.1 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 10.3 籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 10.4 籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 10.5 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速 10.6 單相異步電動(dòng)機(jī),2,異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能： 1. 起動(dòng)電流倍數(shù) KI 2. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Kst 3. 起動(dòng)時(shí)間 4. 起動(dòng)時(shí)能量消耗與發(fā)熱 5. 起動(dòng)設(shè)備的簡單性和可靠性,第一節(jié) 起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,→小好,→大好,3,起動(dòng)：從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速的過程 要求：起動(dòng)時(shí)有較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較小起動(dòng)電流,異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，Ist很大,n=0、s=1，根據(jù)簡化等效電路得：,--很大,4,異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小：,n=0、s=1，c1=1，則：,5,改善起動(dòng)性能的方法：,6,第三節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),負(fù)載性質(zhì)、供電系統(tǒng)的容量 起動(dòng)頻繁程度、用戶對起動(dòng)的要求,一、起動(dòng)方法選擇依據(jù),1.負(fù)載性質(zhì)對起動(dòng)方式的要求,曲線1：Tst要大 曲線2：Tst可以較小 曲線3：Tst小，隨n增加，T增加,7,2.供電系統(tǒng)的容量對起動(dòng)方式的影響,供電容量比異步電動(dòng)機(jī)的容量大得多 起動(dòng)電流所造成的電壓降落不致影響同一電網(wǎng)上的其它電氣設(shè)備的正常工作，且非頻繁起動(dòng),供電變壓器的容量與異步電動(dòng)機(jī)容量相差不大 則應(yīng)采取其它措施以限制起動(dòng)電流,電網(wǎng)容量,電機(jī)額定功率,8,二、籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng),降壓起動(dòng)方法 起動(dòng)時(shí)，施加低于額定值的定子電壓。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速后，再切換到額定電壓下運(yùn)行。 特點(diǎn)： 起動(dòng)電流下降 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降 應(yīng)用： 適用于對起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的場合，如風(fēng)機(jī)、離心泵等,9,1. 自耦變壓器降壓起動(dòng),設(shè)直接起動(dòng)時(shí)：Ist、Tst 自耦變壓器的變比為:ka,10,2. 丫-? 起動(dòng),適用于在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組按三角形連接的電機(jī)。 起動(dòng)時(shí)，使定子繞組為星形連接，待轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速后，再換接成三角形連接。,Ist和Tst均減少為1/3 (思考：Tst為何減為1/3？）,11,3. 延邊三角形換接降壓起動(dòng),12,4. 定子串電抗器或電阻起動(dòng),串電抗器起動(dòng)：I’st=Ist/k、T’st=Tst/k2,--簡單，但起動(dòng)性能效果較差,串電阻降壓：電阻消耗能量，電機(jī)效率低,13,三、線繞型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),轉(zhuǎn)子回路中通過集電環(huán)串入附加電阻，限制起動(dòng)電流，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 起動(dòng)后把附加電阻切除，使正常運(yùn)行有較高效率。 線繞轉(zhuǎn)子電機(jī)啟動(dòng)性能好,1、轉(zhuǎn)子回路串電阻分級(jí)起動(dòng),14,自動(dòng)、無級(jí)的減小r2，Tst不變→起動(dòng)過程平穩(wěn)、迅速 結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，應(yīng)用廣泛。,2.轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器起動(dòng),起動(dòng)：s=1，f2=f1，pFe大→Rm大 加速：n↑→s↓→f2↓=sf1→ pFe ↓→Rm ↓ 正常運(yùn)行時(shí)：sN≈0.01-0.05，f2很小→ pFe可略，Rm ≈0,15,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：,第四節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,(1)改變供電電源的頻率f (2)改變電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)p ——（僅適用于籠型） (3)改變轉(zhuǎn)差率s：改變外施電壓U1 在轉(zhuǎn)子外串附加電阻 在轉(zhuǎn)子外串附加電動(dòng)勢,異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：,16,一、變頻調(diào)速,改變f1→改變n（無級(jí)調(diào)速：n可連續(xù)調(diào)節(jié)） 變頻調(diào)速時(shí)，通常希望電動(dòng)機(jī)的主磁通?m保持不變，因?yàn)樵龃?m將引起磁路過分飽和，激磁電流大大增加，功率因素降低。如?m太小，則電機(jī)容量得不到充分利用 U1≈E1=4.44 f1N1KN1Φm → 當(dāng)U1/f1=常數(shù)， Φm不變,17,機(jī)械特性曲線,恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,18,二、變極調(diào)速（籠型）,定子繞組需有特殊的繞法，使繞組的極對數(shù)能隨外部接線的改變而改變。屬于有級(jí)調(diào)速，具有兩種不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)稱為雙速電動(dòng)機(jī)。 變極調(diào)速一般適用于籠型異步電動(dòng)機(jī) （其轉(zhuǎn)子極對數(shù)可自動(dòng)改變） 變極電機(jī)定子繞組的繞制有兩種方法： 1．雙繞組變極 2．單繞組變極,19,1．雙繞組變極,定子上有兩套極對數(shù)不同相互獨(dú)立的繞組，每次運(yùn)行只用其中一套 繞組設(shè)計(jì)較方便，但材料利用率較差，很少使用。,20,2．單繞組變極,一套定子繞組，通過不同接法構(gòu)成不同極對數(shù) 變極電動(dòng)機(jī)為鼠籠式轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)子可以隨著定子極對數(shù)的改變而自動(dòng)改變極對數(shù)。,21,,三相繞組變極的兩種接法,1）低速時(shí)Δ，高速時(shí)YY 2）低速時(shí)Y ，高速時(shí)YY,22,三、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速,帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)： 當(dāng)外施電壓U1下降為額定值的x倍時(shí)，s增加原有值的1/x2倍，但sk不變，Tmax下降。 普通鼠籠電機(jī)sN很小，則n調(diào)節(jié)范圍很窄，調(diào)速性能差。 帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)不適宜采用降壓調(diào)速方法。（繞線型可通過轉(zhuǎn)子外串電阻改變調(diào)速性能）,1、降壓調(diào)速,23,帶變轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)： 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻大，穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域較寬 如果帶風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，即TL＝kn2 采用調(diào)壓調(diào)速可以獲得較大的調(diào)速范圍，有明顯的節(jié)能效果,TL,24,轉(zhuǎn)子銅耗增大，輸出功率下降，效率也隨之降低。 機(jī)械特性變軟,負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速將發(fā)生顯著變化.,帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)：,2、轉(zhuǎn)子外串附加電阻調(diào)速（繞線型）,25,3、轉(zhuǎn)子外串附加電動(dòng)勢調(diào)速（繞線型）,當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串入與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢sE2頻率相同而相位相反的附加電動(dòng)勢Ef后，轉(zhuǎn)子電流I2：,剛串入Ef時(shí)，I2↓ →T↓TL →s↑ →I2↑ →T↑ →直到T=TL →n不變（但已比原來的?。?調(diào)速范圍小，功率因數(shù)低，用于大功率繞線異步電動(dòng)機(jī),26,作業(yè),10-2 10-3 10-4,27,在單相供電條件下，繞組磁勢為脈振磁勢，波形為梯形波,第二節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī),28,電機(jī)總的電磁轉(zhuǎn)矩Tem=Tem++Tem-,29,單相異步電動(dòng)機(jī)的Tem-s曲線,1、n=0，s+=s-=1時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩Tem++Tem-=0 ,電機(jī)無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,2、若s+或s-不為1時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩不為零，也就是說，單相異步電機(jī)雖無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但一經(jīng)起動(dòng)，就轉(zhuǎn)動(dòng)不止,30,二、單相電動(dòng)機(jī)的分類,1、分相式電動(dòng)機(jī),（1）電阻分相式電動(dòng)機(jī),（2）電容分相式電動(dòng)機(jī),2、罩極式電動(dòng)機(jī),31,