电工学 作者 行小帅 主编 第6章 电动机.ppt

例6-3 解： 根据已知的转子额定转速和转差率一般的范围，可知该三相异步电动机的极对数为3，同步转速为1000r/min。所以 例6-4 （1）长期运行； （2）短时运行； （3）直接起动。 解：（1）电动机的额定转矩为 电动机不能带此负载长期运行 （2）电动机的最大转矩为 电动机能带此负载短时运行 （3）电动机的起动转矩为 电动机能带此负载直接起动 本节思考题 1、电磁转矩与什么因素有关？ 2、转子感应电动势的频率何时最大？ 3、三个重要转矩特点分别是什么？ 4、机械特性曲线的稳定区和不稳定区含义分别是什么？ 5、机械特性中的硬特性和软特性含义分别是什么？ 6.4 三相异步电动机的起动与调速 §6.4.1 三相异步电动机的起动 电动机从接通电源后开始旋转，转速逐渐升高直到匀速转 动为止的过程称为起动过程。 异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较大与起动转矩 较小，这与实际生产要求相反。 1. 鼠笼式异步电动机的起动 1）直接起动法 直接起动又称全压起动，是利用闸刀开关或接触器将电动 机的定子绕组直接接到具有额定电压的电源上。它是中小 型鼠笼式异步电动机常用的起动方法。 优点：不需要专用的起动设备，且操作简单、方便、起动 迅速。 缺点：起动电流较大。 2）降压起动法 降压起动法是指在起动时借助起动设备，降低加在定子绕组 上的电压，起动后转速逐渐上升到接近于额定转速时，再把 额定电压加给定于绕组，使电机正常运行。 优点：可以减小起动电流，减少电动机起动时对电网的影响。 缺点：只适用于轻载或空载情况下起动 。 (1)Y-Δ降压起动法： 起动电流是直接起动的1/3，起动转矩是直接起动转矩的1/3。 所以该起动方法只适合定子绕组是三角形接法的电动机，且 直接起动转矩要大于阻力转矩的3倍。 (2)自耦补偿起动法： 利用自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低。一般 适用于正常运行时定子绕组是Y接法的电动机以及容量较大 的电动机 。 该方法起动电流只有直接起动时的KA平方倍。起动电压只为直接起动时的KA倍。所以这种起动方式只有起动转矩大于阻力转矩的KA平方倍时才能采用 。 2. 绕线式异步电动机的起动 增大转子电阻 增大转子电阻可以减小转子电流，定子电流也减小，提高转子电路的功率因数，增大矩亦。这种起动方法适合于起动转矩较大而且可以起动频繁的场合，如起重设备。 1）转子绕组串联电阻起动 2）转子绕组串联频敏变阻器起动 电动机启动时，转子电流的频率和电源频率相等，这时铁心损耗等效电阻和铁心励磁等效电抗也最大，使得转子电流和定子电流降低；随着转子转速提高，转子电流频率降低，铁心损耗等效电阻和铁心励磁等效电抗也随着降低。起动完毕后，将频敏变阻器短接。 §6.4.1 三相异步电动机的调速 调速是指在一定负载下，用人为的方法使电动机的转速根 据生产的需要改变数值。 电动机在满载时所能得到的最高转速和最低转速的比值称 之为调速范围。转速只能跳跃式调节的调速称之为有级调 速；转速可以连续调节的调速称之为无级调速 。 转差率、转速、同步转速、频率、极对数之间的关系如下： 因此异步电动机的调速有三条途径：1）改变电源频率；2） 改变定子绕组的极对数；3）改变转差率。前两种是鼠笼 型电动机的调速方法，后一种是绕线转子电动机的调速方法。 1. 改变电源频率 方式：在电源和电动机的连接线路中串联一个变频设备。 原理：先将50Hz的交流电通过整流电路变换成直流电，再通过逆变电路将直流电变换成频率可调电压可调的交流电，供给异步电动机。频率的大小和电压的高低都是通过控制电路控制的。 特点：可以在较宽的范围内实现无级调速。随着变频电源可靠性的提高和成本的降低，该调速方法将成为鼠笼式异步电动机主要的调速方法。 2. 改变磁极对数 方式：定子绕组串联或并联的不同接法，就可改变磁场极对数。 原理：若极对数增大一倍，则旋转磁场的转速降低一半，转子转速也差不多降低一半 。 特点：只能使磁极对数—级一级的变化，所以转速的变化不是平滑的，因而是一种有极调速 。 3. 改变转差率 方式：改变转子电路中的电阻。 原理：转子电路电阻越大，转差率上升，而转速下降 。 特点：可以实现平滑调速，机械特性变软，稳定性差，但是线路简单，调速电阻又可作为起动电阻，适合于起重运输设备 。 例6-5 解:(1)直接起动。 虽然起动转矩足够大，但是起动电流也超过了所要求的范围，所以不能采用直接起动。 (2)采用星形－三角形降压起动： 因为正常运行时是三角形接法，所以从原理上分析可采用星形－三角形降压起动方法。但是是否可采用星形－三角形降压起动还需考察起动电流和起动转矩的