三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)ppt課件

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7.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),。,教學(xué)要求：,2、掌握三相普通鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，學(xué)會(huì)根據(jù)性能要求選擇合適的起動(dòng)方法。,3、熟悉高起動(dòng)性能鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理。,4、掌握三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。,1、掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能要求。,1,一、異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能要求,足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是為了使生產(chǎn)機(jī)械較快地達(dá)到正常運(yùn)行。,若起動(dòng)電流太大將引起電源電壓的下降，影響接在電網(wǎng)上的其它電氣設(shè)備的正常工作。,起動(dòng)性能要求：足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的起動(dòng)電流。,2,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)和軟起動(dòng)三種起動(dòng)方法。,1、直接起動(dòng),直接起動(dòng)，也稱全壓起動(dòng)。該方法操作簡(jiǎn)單，但起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。,一般鼠籠異步電動(dòng)直接起動(dòng)的電流倍數(shù)為：,3,直接起動(dòng)轉(zhuǎn)子電流 大，但起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩 并不大。,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,4,籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，這樣的起動(dòng)性能是不理想的。過(guò)大的起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及電動(dòng)機(jī)本身均會(huì)帶來(lái)不利影響。因此，直接起動(dòng)一般只在小容量電動(dòng)機(jī)中使用，一般電網(wǎng)7.5kW以下的電動(dòng)機(jī)可采用直接起動(dòng)。若電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)KI、容量與電網(wǎng)容量滿足下列經(jīng)驗(yàn)公式：,則電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)， 否則應(yīng)采用降壓起動(dòng)。,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,5,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,2、降壓起動(dòng),常用的降壓起動(dòng)方法有定子串接電抗或電阻的降壓起動(dòng)、星-三角（Y-△）降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。,6,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,1）定子電路串電抗或電阻降壓起動(dòng),籠型異步電動(dòng)機(jī)串電抗降壓起動(dòng)原理圖,7,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,若起動(dòng)瞬時(shí)加在定子繞組上的電壓為 ，則起動(dòng)電流為,設(shè)全壓UN起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為 ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 ，串入電阻后定子電壓為U1，這時(shí)的起動(dòng)電流為 ，設(shè),8,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,由上述兩式可知，該起動(dòng)方法在減小起動(dòng)電流的同時(shí)會(huì)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降更多，因此僅適用于輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。,根據(jù) ， 可得,9,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,2）星— 三角（ Y－△ ）降壓起動(dòng),這種起動(dòng)方法只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)定子繞組接成 Y 形接法降低電壓，起動(dòng)完畢后再換接成三角形接法。,10,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算,11,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,起動(dòng)電流計(jì)算,設(shè)電動(dòng)機(jī)每相短路阻抗Zk為常值，則：,,12,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算,,,13,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,3）自耦變壓器降壓起動(dòng),（1）自耦變壓器起動(dòng)降壓原理,14,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,3）自耦變壓器降壓起動(dòng),（2）起動(dòng)電流計(jì)算,設(shè)自耦變壓器的變比為 ，則：,,15,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,3）自耦變壓器降壓起動(dòng),（3）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算,,,16,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法的比較,17,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,例：某設(shè)備需要大容量異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組采用△聯(lián)接，直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst=0.9TN，但供電線路較長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電流是供電網(wǎng)絡(luò)允許最大電流1.5倍。在（1）空載，（2）50%負(fù)載，各應(yīng)該采用什么起動(dòng)方法？,解：按題目所述，電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電流是供電網(wǎng)絡(luò)允許最大電流1.5倍，故顯然不能采用直接起動(dòng)方法。,18,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,（1）空載,a. 定子串電阻或電抗降壓起動(dòng),選擇 ，則此時(shí)的起動(dòng)電流為：,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：,故對(duì)空載起動(dòng)可用這種起動(dòng)方法。,是電網(wǎng)允許的電流,19,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,b. Y-△降壓起動(dòng),電動(dòng)機(jī)定子繞組為△接法，可用此法。,是電網(wǎng)允許的電流,故對(duì)空載起動(dòng)也可用這種起動(dòng)方法。,20,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,a. 定子串電阻或電抗降壓起動(dòng),故不能采用該起動(dòng)方法。,b. Y-△降壓起動(dòng),故也不能采用該起動(dòng)方法。,21,二、三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,c. 自耦變壓器降壓起動(dòng),同時(shí)，起動(dòng)電流：,,22,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),由異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行性能可知：,23,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),深槽式和雙籠型異步電動(dòng)機(jī)就是在普通鼠籠型電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上根據(jù)起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子頻率的差別，改變轉(zhuǎn)子槽形結(jié)構(gòu)，利用“集膚效應(yīng)”，達(dá)到起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻變大，而正常運(yùn)行時(shí)電阻又會(huì)自動(dòng)減小的目的。,24,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),越接近槽口的導(dǎo)體所交鏈的漏磁通越少，即漏抗??；接近槽底的單元，漏抗大； 導(dǎo)體電流密度分布不均，導(dǎo)條的電流密度上大下小，即集膚效應(yīng)； 電機(jī)轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)子電流頻率越高，集膚效應(yīng)越突出； 導(dǎo)體的導(dǎo)電高度縮小，轉(zhuǎn)子電阻增加。,1、深槽式異步電動(dòng)機(jī)(槽的高度是寬度的10～12倍),25,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),起動(dòng)時(shí)，s=1，f2 = f1，轉(zhuǎn)子頻率較高，相應(yīng)的漏電抗大。,電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，f2=1~3Hz，轉(zhuǎn)子的漏電抗比電阻小得多，各小導(dǎo)條電流的分配主要取決于電阻，集膚效應(yīng)基本消失，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻基本上等于直流電阻。,1、深槽式異步電動(dòng)機(jī),26,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),上籠（起動(dòng)籠）: 截面小， 材料選用電阻系數(shù)大（黃銅、鋁）；,下籠（運(yùn)行籠）:截面大， 電阻系數(shù)小（紫銅）。,2、雙籠型異步電動(dòng)機(jī),,27,三、高起動(dòng)性能的籠型異步電動(dòng)機(jī),2、雙籠型異步電動(dòng)機(jī),起動(dòng)：f 2 大，產(chǎn)生集膚效應(yīng)，電流從上籠流過(guò)，上籠電阻大。,運(yùn)行：f 2 小，轉(zhuǎn)子漏抗小于電阻，轉(zhuǎn)子電流大部分從電阻較小的下籠流過(guò)。,故上籠也常稱為起動(dòng)籠，下籠稱為運(yùn)行籠。,28,四、繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),中大容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)采用繞線式異步電機(jī)。,繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)集電環(huán)和電刷可串接電阻，如果電阻值選擇合適，既增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又減小起動(dòng)電流，當(dāng)然需增加設(shè)備。,繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻的起動(dòng)方法，即轉(zhuǎn)子串電阻的分級(jí)起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)。,29,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),轉(zhuǎn)子繞組串電阻可以改變 sm 的大小，改變機(jī)械特性。,1、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng),30,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子要串入起動(dòng)電阻，但在起動(dòng)過(guò)程也要逐級(jí)切除起動(dòng)電阻。,否則，在額定負(fù)載下，電機(jī)不是運(yùn)行在a 點(diǎn)，而是運(yùn)行在b 點(diǎn)。,繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串合適電阻既可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又能減小起動(dòng)電流。,31,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),起動(dòng)過(guò)程電阻逐級(jí)切除:,在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)均有較大的加速轉(zhuǎn)矩。,32,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)電阻逐級(jí)切除時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩的突變會(huì)引起機(jī)械沖擊，并且需要很多的切換開(kāi)關(guān)，控制設(shè)備大，維修較麻煩。,為了克服上述缺點(diǎn)，對(duì)于容量較大的電機(jī)普遍采用頻敏變阻器作為起動(dòng)電阻。,2、轉(zhuǎn)子回路串頻敏變阻器起動(dòng),33,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),34,頻敏變阻器實(shí)際上是一個(gè)只有原邊線圈的三相芯式變壓器。,它的鐵芯采用比普通變壓器的硅鋼片厚100倍疊成，渦流損耗大，Rm大。,Rm是反映鐵芯中渦流損耗的等效電阻。,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),頻敏變阻器等效電路,35,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),起動(dòng)時(shí)： 最大，可以限制起動(dòng)電流。,Rm隨著轉(zhuǎn)速的變化而自動(dòng)變化，無(wú)需逐級(jí)切換。,36,,,,頻敏變阻器的特點(diǎn)：,電阻會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的上升而自動(dòng)減小。,四、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),37,