【正文】 理：將定子兩相對調(diào)，旋轉(zhuǎn)磁場反向，位能性 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下，盡管電磁轉(zhuǎn)矩為零，電動機繼續(xù)加速 至高于同步速進入曲線 1的第 Ⅳ 象限。 缺點 ： ，下放重物的安全性較差。 圖 452 正向回饋制動機械特性 第九節(jié) 三相異步電動機的調(diào)速 從式 可知， 三種 調(diào)速方法 ： (1) 變極調(diào)速 ：改變極對數(shù) p，以改變電動機的同步 轉(zhuǎn)速 n1。 利用改變定子繞組的接法來改變極數(shù) ，這種電動機就 稱為多速電動機。 **注意： 變極后繞組的相序?qū)l(fā)生變化 。 比較廣泛的應(yīng)用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金 屬切削機床、通風(fēng)機、升降機等。 為防止兩種接線方式同時存在， KMl和 KM2的常閉觸 點構(gòu)成 電氣互鎖 ， SB2和 SB3的常閉觸點在控制電路中構(gòu)成 機械互鎖 。選擇高速運行時，首先接通 KMl低速起 動，然后由 KT切斷 KM1的線圈，同時接通 KM2和 KM3的 線圈，電動機的轉(zhuǎn)速自動由低速切換到高速。1ffUU ?圖 459 U1/?1=常數(shù)時變頻調(diào)速 圖 460 恒轉(zhuǎn)矩和恒功率變頻調(diào)速 的機械特性 的機械特性 原因： （ 1）若 Φ1增大，將使磁路過分飽和，引起勵磁電 流增加，功率因數(shù)降低； （ 2）若 Φ1減小，容量將得不到充分利用。 三、轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速 只能 適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機 。 轉(zhuǎn)子串電阻屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，當(dāng)轉(zhuǎn)矩一定時， 因為 ， 所以 定值（特別注意適用于計算）， 轉(zhuǎn)子電流 也為一定值。2211)()(2 xxsrrfsrpUmT em??sr39。只作成小 容量的，功率約在 8～ 750W之間。產(chǎn)生正向和反向 T+和 T，如圖 462所示，這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是合成轉(zhuǎn)矩 T。 即起動瞬間， n = 0， s+= s =l， ***說明 單相異步電動機無起動轉(zhuǎn)矩 ，如不采取其他措施， 電動機 不能自行起動 。因此單相異步電動機雖無起動轉(zhuǎn)矩，但一經(jīng)起 動，能夠產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，便可達(dá)到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，而旋轉(zhuǎn)方 向取決于起動瞬間外力矩的方向。 一個單相脈振磁勢可以分解為 兩個幅值相等、轉(zhuǎn)向相 反的旋轉(zhuǎn)磁勢 。 根據(jù)獲得旋轉(zhuǎn)磁場的方式不同 (也就是起動方法 )，單 相感應(yīng)電動機可分成下列幾種主要 類型 ： 1. 分相電動機 2. 電容電動機 3. 罩極電動機 1．分相電動機 只要在空間不同相的繞組中通以時間不同相的電流， 其合成磁動勢就是一個旋轉(zhuǎn)磁動勢。 離心開關(guān) S、啟動繞組 BY、工作繞組 AX。 由于主、輔繞組的阻抗都是感性的，兩相電流的相位 差不可能很大，不可能達(dá)到 90176。 電動機起動后，將輔助繞組從電源切斷。 特點 ： 運行性能較好 。 或者把定子兩相中的任意一相繞組接到電源的兩個出線 端對調(diào)。當(dāng)繞組中通以單相交流電時，產(chǎn)生一脈振磁 場，一部分通過磁極的末罩部分，一部分通過短路環(huán)，在 短路環(huán)中感生電動勢，產(chǎn)生電流。 其中罩極繞組也可做成分布的。 特點 ： 結(jié)構(gòu)簡單，但起動轉(zhuǎn)矩小，只能在很輕的負(fù)載 下起動 ，多用于 小型風(fēng)扇、電唱機、錄音機 等 ，容量一般 在幾十瓦以下。由電樞和磁極兩個旋轉(zhuǎn)部 分組成。 電樞和磁極之間在機械上是分開的，各自獨立旋轉(zhuǎn)。 3．根據(jù)作用力與反作用力大小相等、方向相反的原 理，可確定磁極轉(zhuǎn)子受電磁力 ?’作用的方向，磁極轉(zhuǎn)子上 形成電磁轉(zhuǎn)矩，與電樞旋轉(zhuǎn)方向相同，磁極轉(zhuǎn)子帶著機械 負(fù)載，順著電樞旋轉(zhuǎn)方向以 n’的速度旋轉(zhuǎn)，如圖 470(b)所 示。 異步電動機工作的必要條件是： n＜ nl。??? （三）電磁調(diào)速異步電動機的優(yōu)缺點及應(yīng)用 優(yōu)點 ：① 調(diào)速范圍廣 ，調(diào)速比可達(dá) 10:1。即電磁滑差離 合器必須有 滑差， 才能工作，稱為 滑差電動機。 4．當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，就可以 平滑地調(diào)節(jié)機械負(fù)載的轉(zhuǎn)速。 圖 469 電磁調(diào)速異步電動機結(jié)構(gòu)圖 圖 470 電磁調(diào)速異步電動機的原理圖 （ a）連接原理圖 (b)電磁滑差離合器工作原理圖 （二）電磁滑差離合器的工作原理 1．磁極上的勵磁繞組通入直流電流后產(chǎn)生磁場，電樞 由異步電動機帶動以 n的速度旋轉(zhuǎn)，此時電樞因切割磁場而 產(chǎn)生渦流，方向用右手定則確定。 2． 磁極 ：從動部分，磁極鐵心和勵磁線圈兩部分組 成，線圈通過滑環(huán)和電刷裝置接到直流電源上或晶閘管整 流電源上。由 籠型異步電動 機、電磁滑差離合器、測速發(fā)電機和控制裝置 組成，主要 部分是 電磁滑差離合器 。 ～ 60176。 因此，罩極電動機 不能改變旋轉(zhuǎn)方向 。每個極上裝有 集中 繞組 ，稱為 主繞組 。 **注意：如何改變單相異步電動機的轉(zhuǎn)向？ 欲使電動機反轉(zhuǎn)，不能像三相異步電動機那樣對調(diào)兩根 電源線來實現(xiàn)， 必須對換電容器 C的串聯(lián)位置來實現(xiàn) ，如圖 467所示，即改變 SA的接通位置，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的方 向，從而實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn)。 應(yīng)用： 空氣壓縮機、空調(diào)、電冰箱等 要求 較大起動轉(zhuǎn) 矩的 裝置，容量一般在幾百瓦以下。 （ 2）電容分相電動機 (電容起動電動機 ) 在結(jié)構(gòu)上，它和電阻分相電動機相似， 在輔助繞組中 串入一個電容 ，電容選擇恰當(dāng)，有可能使輔助繞組中的電 流 領(lǐng)先主繞組電流接近 90176。由于 主輔繞組的阻抗不同，流過兩個繞組的電流的相位也不 同，一般使 輔助繞組中的電流 領(lǐng)先 于主繞組中的電流 ，形 成了一個兩相電流系統(tǒng)，形成旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩。兩個繞組 在空間相 差 90176。 F+和 F 的合成磁勢不再是一個脈振磁勢，而是一個空間作正弦分 布、幅值變動、非恒速旋轉(zhuǎn)的 橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場 。當(dāng)負(fù)載 TL不變 時，使轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率上升，定、轉(zhuǎn)子電流增加，從而使 得電動機溫升增加。 0??? ??? TTT (2)當(dāng) s≠l時， T≠0，且 T無固定方向 ,它取決于 s的正負(fù)。 對正轉(zhuǎn)磁場： 對反轉(zhuǎn)磁場： 當(dāng) s+=0時， s=2； 當(dāng) s=0時， s+=2。 缺點：單相異步電動機的 體積較大 ， 運行性能較差 。21239。21239。 缺點： (1)轉(zhuǎn)子串接的電阻越大 ， ?值越大， 特性越軟 ， 在低速時就限制了最低轉(zhuǎn)速不能太小，故調(diào)速范圍不大，僅 為 2～ 3。 缺點： 需要專用的變頻電源，成本較高。 從電動勢公式 可知， 若要使 Φ1為定值，則 =常數(shù) 221 c o s ?ICT Tem ???111111 WKNfEU ???139。 圖 a和圖 b 的控制電路用于 小功率電動機 。 控制電路有三種，圖 a由 復(fù)合按鈕 SB2接通 KM1， KMl 主觸點閉合，電動機 低速運行 。 缺點 ：轉(zhuǎn)速幾乎是成倍地變化，因此 調(diào)速的平滑性差 。 圖 453 定子繞組改接以改變定子極對 a) 2p=4 b) 2p=2 c) 2p=2 圖 a表示兩個半繞組順向串聯(lián)； 圖 b是串聯(lián)反接； 圖 c是并聯(lián)反接。 (3)改變轉(zhuǎn)差率 s： 改變電壓、改變定、轉(zhuǎn)子參數(shù)等 調(diào)速及串級調(diào)速，本節(jié)只介紹轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。從 n’1至 c點，是電動狀態(tài)降速過程。 0)(11 ??????nnns 轉(zhuǎn)子回路所串電阻越大，下放速度越高，制動電阻不 允許太大， 避免因 n太高而造成事故 。 優(yōu)點 ：能以 任意低的轉(zhuǎn)速下放重物 ，安全性好。 異步電動機運行于固有機械特性 1中的 a點來提升重物， 處于正向電動狀態(tài)。 進行反接制動 ， 轉(zhuǎn)速迅速下降 ，當(dāng) 轉(zhuǎn)速低于 100r/min 時， KV釋放 ，觸頭 KV1斷開， KAl、 KM KA3斷電，迅 速停車至零。 圖 448 電動機單向運行反接制動控制電路 2．電動機可逆運行反接制動電路 電路工作情況： （ 1）電動機正向運行，按下正向起動按鈕 SB2， KMl通 電并自保， 定子繞組串入電阻減壓起動 。 缺點 ：既要從電網(wǎng)吸收電能，又要從軸上吸收機械能，因 此能耗大， 經(jīng)濟性較差 。 基本原理： 由于定子繞組兩相對調(diào)， 旋轉(zhuǎn)磁場反向 ， 即 n1變?yōu)樨?fù)。 KM3通電并自保，定子接入直流電源，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng) 降至 100r/min時， KV1或 KV2觸頭斷開， KM3斷電，能 耗制動結(jié)束。 1．按時間原則控制的單向運行能耗制動電路 電路工作情況：按下停止按鈕 SB1， KMl線圈斷電，電 動機定子脫離三相交流電源；同時， KM KT線圈同時通 電并自保。 優(yōu)點 ： ，能 準(zhǔn)確快速地停車 。 將轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)化為電能，消耗在電阻上 ，所以稱為 能 耗制動 。 電動機 減速停車 （電力機車、龍門刨床）、 限制速度的 升高 （穩(wěn)速運動，如機車下坡、起重機下放重物）、 快速反 轉(zhuǎn) （加快減速過程，可逆式軋鋼機）。 時間繼電器 KTl延時時間略大于電動機實際起動時間 2～ 3s為佳。 按下起動按鈕 SB2， KT KM1同時通電自保，定子接 三相電源，轉(zhuǎn)子接入頻敏變阻器起動，隨著轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)子 電流 頻率減小 ， 頻敏變阻器阻抗隨之下降 。 (二 )頻敏變阻器起動控制電路 圖 442為 TGl—K21型頻敏變阻器起動電路。 優(yōu)點 ：結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，運行可靠，無需經(jīng)常維修。 鐵心中交變磁通又在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生電抗 Xm；頻敏變阻器相當(dāng)于 Rm與 Xm的并聯(lián)電路，且 Rm與 Xm大 小都隨轉(zhuǎn)子電流頻率的變化而變化 。 常用于 300kW及以下的 380V低壓繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機 的起動控制。 圖 439 按電流原則控制的轉(zhuǎn)子串電阻減壓起動控制電路 圖 440 短接轉(zhuǎn)子電阻起動電流與轉(zhuǎn)速過渡過程曲線 圖 440中 I I I3為 KA1～ KA3釋放電流， Im為限 制的最大起動電流， I2N為電動機轉(zhuǎn)子額定電流。 隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，當(dāng)起動電流減小到 KAl的釋 放電流 I1時， KAl首先釋放，其常閉觸頭閉合，使 KMl通 電， KMl主觸頭短接轉(zhuǎn)子電阻 R1，由于轉(zhuǎn)子電阻減小，轉(zhuǎn) 子電流上升，起動轉(zhuǎn)矩加大，電動機轉(zhuǎn)速加快上升，這又 使轉(zhuǎn)子電流下降， KA2釋放，短接 R2，如此繼續(xù)，直至 轉(zhuǎn)子電阻全部切除 ，電動機起動過程才結(jié)束。 KA4為中間繼電器， KMl～ KM3為短 接電阻接觸器， KM4為線路接觸器。 (一 )按時間原則控制的起動電路