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1、第八章三相异步电动机的电力拖动第1页，共60页，编辑于2022年，星期三第一节 三相异步电动机的机械特性机械特性是指电机的电磁转矩与转速的关系机械特性是指电机的电磁转矩与转速的关系一、参数表达式参数表达式简化等值电路简化等值电路第2页，共60页，编辑于2022年，星期三机械特性的参数表达式，也叫一般表达式机械特性的参数表达式，也叫一般表达式二、固有特性固有特性（U U1 1、f f1 1额定，定、转子回路不串元件额定，定、转子回路不串元件额定，定、转子回路不串元件额定，定、转子回路不串元件）1 1、曲线、曲线正相序正相序负相序负相序第3页，共60页，编辑于2022年，星期三2 2、特点、特点第
2、4页，共60页，编辑于2022年，星期三固有机械特性对固有机械特性对s求导，且导数为求导，且导数为03 3、最大电磁转矩与临界转差率、最大电磁转矩与临界转差率第5页，共60页，编辑于2022年，星期三4、起动转矩、起动转矩5、稳定运行的问题、稳定运行的问题6、两个常用参数、两个常用参数第6页，共60页，编辑于2022年，星期三三、人为特性人为特性（改变（改变（改变（改变U U1 1，或定、转子回路串元件，或定、转子回路串元件，或定、转子回路串元件，或定、转子回路串元件）1 1、降压特性（降低定子端电压）、降压特性（降低定子端电压）特点：特点：（1 1）同步转速不变；）同步转速不变；（2 2）临
3、界转差率不变；）临界转差率不变；（3 3）最大电磁转矩、起）最大电磁转矩、起动转矩与定子电压的平动转矩与定子电压的平方成正比。方成正比。第7页，共60页，编辑于2022年，星期三2 2、定子串三相对称电阻特性、定子串三相对称电阻特性特点：特点：3 3、定子串三相对称电抗特性、定子串三相对称电抗特性与定子串三相对称电阻特性类似与定子串三相对称电阻特性类似第8页，共60页，编辑于2022年，星期三4 4、转子串三相对称电阻特性、转子串三相对称电阻特性特点：特点：第9页，共60页，编辑于2022年，星期三四、机械特性实用公式机械特性实用公式1 1、结论：、结论：实用公式实用公式2 2、应用、应用：（
4、要先知道（要先知道Mm、sm后才能使用）后才能使用）3 3、简化公式、简化公式第10页，共60页，编辑于2022年，星期三第11页，共60页，编辑于2022年，星期三第12页，共60页，编辑于2022年，星期三第13页，共60页，编辑于2022年，星期三第二节 三相异步电动机的起动一、直接起动直接起动（鼠笼式和绕线式）（鼠笼式和绕线式）（鼠笼式和绕线式）（鼠笼式和绕线式）起动初始瞬间起动初始瞬间n=0，s=1，I0主要是建立磁势主要是建立磁势结论：起动电流较大，起动转矩较小结论：起动电流较大，起动转矩较小一般鼠笼电机一般鼠笼电机第14页，共60页，编辑于2022年，星期三（1 1）对电机本身对
5、电机本身 （2 2）对配电变压器）对配电变压器（1 1）轻载轻载 （2 2）重载）重载（1 1）一般情况下可以直接起动一般情况下可以直接起动（2 2）两种情况下不可直接起动）两种情况下不可直接起动 即配电变压器容量不足够大和重载即配电变压器容量不足够大和重载（1 1）轻载时降压起动轻载时降压起动（2 2）重载时转子回路串电阻）重载时转子回路串电阻第15页，共60页，编辑于2022年，星期三二、三相鼠笼式异步电动机的降压起动起动（适用于轻载）（适用于轻载）（1 1）方法：起动时串入电抗器，正常运行时切除电抗器）方法：起动时串入电抗器，正常运行时切除电抗器1 1、定子串接电抗器起动、定子串接电抗器
6、起动（2 2）分析：）分析：（3 3）工程中，一般先给出起动电流，再计算串接的电抗）工程中，一般先给出起动电流，再计算串接的电抗第16页，共60页，编辑于2022年，星期三第17页，共60页，编辑于2022年，星期三第18页，共60页，编辑于2022年，星期三2 2、Y-起动（适用于起动（适用于 接使用的电机）接使用的电机）Y运行运行运行运行（1 1）方法：起动时）方法：起动时K2合向下方，正常运行时合向下方，正常运行时K2合向上方合向上方（2 2）分析：）分析：运行运行Y运行运行第19页，共60页，编辑于2022年，星期三3 3、自耦变压器降压自耦变压器降压起动起动（1 1）方法：）方法：K
7、 K向下合向下合时降压起动，时降压起动，K K向上合向上合时正常运行时正常运行（2 2）分析：）分析：4 4、延边三角形延边三角形起动（适用于绕组带中间抽头的电机）起动（适用于绕组带中间抽头的电机）自习自习第20页，共60页，编辑于2022年，星期三第21页，共60页，编辑于2022年，星期三三、高起动转矩的三相鼠笼式异步电动机（适用于重载）（适用于重载）1 1、转子电阻较大的鼠笼式异步电动机、转子电阻较大的鼠笼式异步电动机 （包括高转差率电动机、力矩式电动机等）（包括高转差率电动机、力矩式电动机等）2 2、深槽式鼠笼异步电动机、深槽式鼠笼异步电动机3 3、双鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机内
8、内外外第22页，共60页，编辑于2022年，星期三四、绕线式三相异步电动机的起动（适用于重载）（适用于重载）绕线式异步电机可以在转子回路中串电阻，且绕线式异步电机可以在转子回路中串电阻，且1、转子串频敏变阻器起动、转子串频敏变阻器起动第23页，共60页，编辑于2022年，星期三2 2、转子串电阻分级起动、转子串电阻分级起动第24页，共60页，编辑于2022年，星期三起动电阻的计算起动电阻的计算（1）作图法）作图法第25页，共60页，编辑于2022年，星期三（2）解析法）解析法第26页，共60页，编辑于2022年，星期三第27页，共60页，编辑于2022年，星期三第28页，共60页，编辑于202
9、2年，星期三l各种运行状态的定义与直流电机中的定义类似各种运行状态的定义与直流电机中的定义类似电动运行电动运行M与与n同向同向制动运行制动运行M与与n反向反向l制动运行包括能耗制动、反接制动、倒拉反转、回馈制动制动运行包括能耗制动、反接制动、倒拉反转、回馈制动第三节 三相异步电动机的各种运行状态一、电动运行电动运行第一象限第一象限正向电动正向电动第三象限第三象限反向电动反向电动正相序正相序负相序负相序第29页，共60页，编辑于2022年，星期三二、能耗制动能耗制动1、接线图、接线图2、操作与工作原理、操作与工作原理 类似直流电机的能耗制动类似直流电机的能耗制动第30页，共60页，编辑于2022
10、年，星期三二、能耗制动能耗制动3、定子等效电流、定子等效电流第31页，共60页，编辑于2022年，星期三二、能耗制动能耗制动4、转差率及等效电路、转差率及等效电路第32页，共60页，编辑于2022年，星期三二、能耗制动能耗制动5、机械特性、机械特性第33页，共60页，编辑于2022年，星期三三、反接制动反接制动1、接线图、接线图2、操作与工作原理、操作与工作原理 类似直流电机的反接制动类似直流电机的反接制动3、机械特性、机械特性第34页，共60页，编辑于2022年，星期三四、倒拉反转制动倒拉反转制动1、接线图、接线图2、操作与工作原理、操作与工作原理 类似直流电机的倒拉反转类似直流电机的倒拉反
11、转3、机械特性、机械特性第35页，共60页，编辑于2022年，星期三五、回馈制动回馈制动1、交流电机功率的吸收与回馈、交流电机功率的吸收与回馈（1）直流电机功率的吸收与回馈是如何判别的？）直流电机功率的吸收与回馈是如何判别的？通过电源极性与电流方向的相对关系来判别通过电源极性与电流方向的相对关系来判别（2）交流电机功率的吸收与回馈该如何判别？）交流电机功率的吸收与回馈该如何判别？通过一个周期平均功率的流向来判别通过一个周期平均功率的流向来判别第36页，共60页，编辑于2022年，星期三也可由电磁功率进行讨论也可由电磁功率进行讨论第37页，共60页，编辑于2022年，星期三第38页，共60页，编
12、辑于2022年，星期三六、例题 某起重机吊钩有一台绕线式三相异步电动机拖动，某起重机吊钩有一台绕线式三相异步电动机拖动，电动机的额定数据为：电动机的额定数据为：电机的负载转矩为：电机的负载转矩为：（1）提升重物时要求有低速、高速两档，且高速时工作在正）提升重物时要求有低速、高速两档，且高速时工作在正向固有特性上，低速时转速为高速时的向固有特性上，低速时转速为高速时的0.25倍，工作于转子回倍，工作于转子回路串电阻的特性上。路串电阻的特性上。求两档转速各为多少及转子回路串入的电求两档转速各为多少及转子回路串入的电阻值。阻值。（2）下放重物时要求有低速、高速两档，且高速时工作在反）下放重物时要求有
13、低速、高速两档，且高速时工作在反向固有特性上，低速时转速为提升重物时的低速档转速，工作向固有特性上，低速时转速为提升重物时的低速档转速，工作于转子回路串电阻的特性上。于转子回路串电阻的特性上。求两档转速各为多少及转子回路求两档转速各为多少及转子回路串串入的电阻值。说明电动机的运行状态。入的电阻值。说明电动机的运行状态。第39页，共60页，编辑于2022年，星期三解：第40页，共60页，编辑于2022年，星期三第41页，共60页，编辑于2022年，星期三作业：P288 8-1、8-3、8-7第42页，共60页，编辑于2022年，星期三第四节 三相异步电动机的调速在一定负载下，异步电机的速度：在一
14、定负载下，异步电机的速度：异异步步电电机机调调速速改变转差率改变转差率调速调速改变同步转速改变同步转速调速调速降低定子电压调速降低定子电压调速绕线电机转子串电阻调速绕线电机转子串电阻调速绕线电机转子串附加电势调速绕线电机转子串附加电势调速变极调速变极调速变频调速变频调速第43页，共60页，编辑于2022年，星期三一、改变转差率调速1、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速第44页，共60页，编辑于2022年，星期三特点与性能特点与性能 （1）近似属于恒转矩调速方式；）近似属于恒转矩调速方式；（2）D=(23)主要受静差率限制；主要受静差率限制；（3）有级调速，平
15、滑性差；）有级调速，平滑性差；（4）转速较低时，串接电阻上损耗大，经济性较差。）转速较低时，串接电阻上损耗大，经济性较差。转子损耗称为转差损耗转子损耗称为转差损耗第45页，共60页，编辑于2022年，星期三2、降低定子电压调速、降低定子电压调速特点与性能特点与性能（1）近似属于恒转矩调速方式；）近似属于恒转矩调速方式；（2）调速范围小，带泵类负载时）调速范围小，带泵类负载时可达到可达到10；（4）转速较低时，转差损耗大，经济）转速较低时，转差损耗大，经济性较差。性较差。3、串级调速（附加电势调速）、串级调速（附加电势调速）将串电阻调速时，外串电阻上的损耗功率，采用电气将串电阻调速时，外串电阻上
16、的损耗功率，采用电气或机械方法再利用。分机械串级和电气串级两类。或机械方法再利用。分机械串级和电气串级两类。第46页，共60页，编辑于2022年，星期三二、改变同步转速调速1、变极调速、变极调速第47页，共60页，编辑于2022年，星期三Y-YY-YY变极调速典型应用变极调速典型应用第48页，共60页，编辑于2022年，星期三2、变频调速、变频调速（1）从基频向上调速）从基频向上调速 随着频率的上升，而输入电压不变，主磁通下降，随着频率的上升，而输入电压不变，主磁通下降，电磁转矩也会下降。接近恒功率调速电磁转矩也会下降。接近恒功率调速第49页，共60页，编辑于2022年，星期三第50页，共60
17、页，编辑于2022年，星期三第51页，共60页，编辑于2022年，星期三（2）从基频向下调速）从基频向下调速（恒磁通控制方式）第52页，共60页，编辑于2022年，星期三机械特性机械特性恒转矩调速方式恒转矩调速方式第53页，共60页，编辑于2022年，星期三（恒磁通控制方式）第54页，共60页，编辑于2022年，星期三机械特性机械特性近似恒转矩调速方式近似恒转矩调速方式第55页，共60页，编辑于2022年，星期三三相异步电动机变频调速的特点l从基速向下调速，为恒转矩调速方式；从基速向下调速，为恒转矩调速方式；从基速向上调速，为恒功率调速方式。从基速向上调速，为恒功率调速方式。l调速范围大。调速范围大。l转速稳定性好。转速稳定性好。l运行时转差率小，效率高。运行时转差率小，效率高。l频率可以连续调节，为无级调速。频率可以连续调节，为无级调速。第56页，共60页，编辑于2022年，星期三第57页，共60页，编辑于2022年，星期三第58页，共60页，编辑于2022年，星期三第59页，共60页，编辑于2022年，星期三l电动机的选择、微控电机（自学）第60页，共60页，编辑于2022年，星期三