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1、项目三项目三 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 通过通过本项目的学习本项目的学习，掌握三相异步电动机常用的起掌握三相异步电动机常用的起动方法，能熟练接出星三角起动的控制线路，并学会动方法，能熟练接出星三角起动的控制线路，并学会控制线路的调试和故障排除的方法。控制线路的调试和故障排除的方法。补充：电力拖动系统稳定运行的条件补充：电力拖动系统稳定运行的条件 我们知道，电力拖动系统由电动机与负载两部分组成，并可以从我们知道，电力拖动系统由电动机与负载两部分组成，并可以从电力拖动系统运动方程式知道，系统稳定运行即恒速不变的必要条件电力拖动系统运动方程式知道，系统稳定运行即恒速不变的必要条件是动
2、转矩为零，即是动转矩为零，即n n不变，不变，T=TT=TL L 分析系统运行情况时，往往把电动机的机械特性与负载的转矩特分析系统运行情况时，往往把电动机的机械特性与负载的转矩特性画在同一坐标平面上，如图所示。其中曲线性画在同一坐标平面上，如图所示。其中曲线1 1是他励直流电动机的机是他励直流电动机的机械特性，曲线械特性，曲线2 2是恒转矩负载的转矩特性。系统稳定运行时，是恒转矩负载的转矩特性。系统稳定运行时，T=TT=TL L，那那么图中的两条特性曲线的交点么图中的两条特性曲线的交点A A满足这个条件，满足这个条件，A A点称为工作点。点称为工作点。n nn n1 1A A2 21 1T T
3、L LT T 从运动方程分析，电力拖动系统运行在工作点上，就是从运动方程分析，电力拖动系统运行在工作点上，就是一个平衡的运行状态。但是，实际运行的电力拖动系统，经一个平衡的运行状态。但是，实际运行的电力拖动系统，经常会出现一些小的干扰，比如电源电压或负载转矩的波动等。常会出现一些小的干扰，比如电源电压或负载转矩的波动等。这样就存在下面的问题：系统在工作点上稳定运行时，若突这样就存在下面的问题：系统在工作点上稳定运行时，若突然出现了干扰，待干扰消除后，该系统是否仍能够回到原来然出现了干扰，待干扰消除后，该系统是否仍能够回到原来工作点上继续稳定运行？如果能够，我们就说是处于稳定运工作点上继续稳定运
4、行？如果能够，我们就说是处于稳定运行状态，该工作点就是稳定工作点；如果不能够，则认为是行状态，该工作点就是稳定工作点；如果不能够，则认为是不稳定运行状态，该工作点称为不稳定工作点。不稳定运行状态，该工作点称为不稳定工作点。事实上，电力拖动系统在电动机机械特性与负载转矩特事实上，电力拖动系统在电动机机械特性与负载转矩特性的交点上并不一定都能够稳定运行，也就是说，性的交点上并不一定都能够稳定运行，也就是说，T=TT=TL L仅仅仅仅是系统稳定运行的一个必要条件，而不是充分条件。要想稳是系统稳定运行的一个必要条件，而不是充分条件。要想稳定运行，还需要电动机与负载的两条特性在交点定运行，还需要电动机与
5、负载的两条特性在交点T=TT=TL L处配合处配合得好。对于一个电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是得好。对于一个电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是T=TT=TL L，且在且在T=TT=TL L处，处，dTdT/dndn dTdTL L/dndn补充：电力拖动系统稳定运行的条件补充：电力拖动系统稳定运行的条件一般来说，对于拖动恒转矩负载，只要电动机机械特性是下降特性，一般来说，对于拖动恒转矩负载，只要电动机机械特性是下降特性，两特性的交点总是稳定的；而如果电动机的机械特性是上升特性，则两特性的交点总是稳定的；而如果电动机的机械特性是上升特性，则两特性的交点便是不稳定的。两特性的交点便是不
6、稳定的。补充：电力拖动系统稳定运行的条件补充：电力拖动系统稳定运行的条件n nn n1 1a ab bc cT TL LT T0 0a a点电动机机械特性点电动机机械特性斜率小于斜率小于0 0c c点电动机机械特性点电动机机械特性斜率大于斜率大于0 0注：恒转矩负载的注：恒转矩负载的dTdTL L/dndn=0=0n起动的定义起动的定义 三相异步电动机的起动就是转子转速从零开始到稳定运三相异步电动机的起动就是转子转速从零开始到稳定运行为止的这一过程。行为止的这一过程。n起动的要求起动的要求v电动机应有足够大的起动转矩。电动机应有足够大的起动转矩。v在保证一定大小的起动转矩的前提下，起动电流越小
7、越在保证一定大小的起动转矩的前提下，起动电流越小越好。好。n起动电流起动电流（刚起动时（刚起动时s=1s=1，忽略励磁电流）忽略励磁电流）I Is sUU1 1/（r r1 1+r+r2 2）2 2+（X X1 1+X+X2 2）2 2项目三项目三 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动n大起动电流的危害大起动电流的危害v使电源和线路上产生很大的压降。使电源和线路上产生很大的压降。v引起电机发热。引起电机发热。n鼠笼式异步电动机的起动鼠笼式异步电动机的起动v直接起动直接起动 v降压起动降压起动 n绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动v转子串接电阻器起动转子串接电阻器起动 v转子转子串
8、串频敏变阻器起动频敏变阻器起动项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3 3.1.1 直接起动直接起动n大起动电流的危害大起动电流的危害v使电源和线路上产生很大的压降。使电源和线路上产生很大的压降。v引起电机发热。引起电机发热。n鼠笼式异步电动机的起动鼠笼式异步电动机的起动v直接起动直接起动 v降压起动降压起动 n绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动v转子串接电阻起动转子串接电阻起动 v转子转子串串频敏变阻器起动频敏变阻器起动项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3.23.2 绕线转子异步电动机的
9、起动绕线转子异步电动机的起动1 1、转子串接电阻器起动、转子串接电阻器起动方法方法 起动时，在转子回路中串接起动电阻器，借以提高起动转起动时，在转子回路中串接起动电阻器，借以提高起动转矩，同时因转子回路中电阻的增大也限制了起动电流；起动结矩，同时因转子回路中电阻的增大也限制了起动电流；起动结束，切除转子回路所串电阻。为了在整个起动过程中得到比较束，切除转子回路所串电阻。为了在整个起动过程中得到比较大的起动转矩，需分几级切除起动电阻。大的起动转矩，需分几级切除起动电阻。n起动接线图和特性曲线起动接线图和特性曲线 n特点特点 在整个起动过程中产生的转矩都是比较大的，适合于重载在整个起动过程中产生的
10、转矩都是比较大的，适合于重载起动，广泛用于桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等重载设备。起动，广泛用于桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等重载设备。其缺点是所需起动设备较多，起动时有一部分能量消耗在起动其缺点是所需起动设备较多，起动时有一部分能量消耗在起动电阻上，起动级数也较少。电阻上，起动级数也较少。R3 KMKM3 3 KMKM2 2 KMKM1 1R2R1项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3.23.2 绕线转子异步电动机的起动绕线转子异步电动机的起动图图6-10 6-10 绕线转子电动机起动接线图绕线转子电动机起动接线图项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3
11、.23.2 绕线转子异步电动机的起动绕线转子异步电动机的起动图图6-10 6-10 绕线转子电动机起动特性曲线绕线转子电动机起动特性曲线r2+R+R+RTst2r2+R+RTst1r2+R1 0TstTsTems n0n1r2TL项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3.23.2 绕线转子异步电动机的起动绕线转子异步电动机的起动2 2、转子串频敏变阻器起动、转子串频敏变阻器起动n频敏变阻器频敏变阻器 实质上是一台铁损很大的电抗器。它是一个三相铁心线圈，实质上是一台铁损很大的电抗器。它是一个三相铁心线圈，其铁心不用硅钢片而用厚钢板叠成。铁心中产生涡流损耗和一其铁心不用硅钢片而用
12、厚钢板叠成。铁心中产生涡流损耗和一部分磁滞损耗，铁心损耗相当于一个等值电阻，其线圈又是一部分磁滞损耗，铁心损耗相当于一个等值电阻，其线圈又是一个电抗，其电阻和电抗都随频率变化而变化。个电抗，其电阻和电抗都随频率变化而变化。n接线图接线图n特点特点v具有结构简单、造价便宜、维护方便、无触点、运行可具有结构简单、造价便宜、维护方便、无触点、运行可靠、起动平滑等优点。靠、起动平滑等优点。v它具有一定的线圈电抗，功率因数较低，起动转矩要小它具有一定的线圈电抗，功率因数较低，起动转矩要小一些，故一般适用于电机的轻载起动一些，故一般适用于电机的轻载起动 。项目三、三相异步电动机的起动项目三、三相异步电动机的起动3.23.2 绕线转子异步电动机的起动绕线转子异步电动机的起动 A B CA B CKM 图图6-11 异步电动机串频敏变阻器起动异步电动机串频敏变阻器起动