【正文】 而 滑差離合器工作的必要條件 是：磁極轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n’必 須小于電樞 (異步電動(dòng)機(jī) )的轉(zhuǎn)速 n，即 n’＜ n。 如圖 470(a)所示。 A—工作繞組 B— 圖 467b 罩極式電動(dòng)機(jī)的定子 (a) 兩極 (b) 四極 圖 468 隱極式罩極電動(dòng)機(jī)定子分布繞組的展開(kāi)圖 二、 電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī) 是一種交流恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 根據(jù) 楞次定律 ——該電流的作用總是阻止磁通變化 ， 使通過(guò)短路環(huán)部分的磁通與通過(guò)磁極未罩部分的 磁通在時(shí) 間上不同相，并且總要滯后一個(gè)角度 ，產(chǎn)生一個(gè)橢圓度很 大的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ——“掃動(dòng)磁場(chǎng) ” ，掃動(dòng)的 方向由磁極未罩部 分向著短路環(huán)方向 ，使電動(dòng)機(jī)獲得一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電容電動(dòng)機(jī)的電容量比電容分 相電動(dòng)機(jī)的小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也小，因此 起動(dòng)性能不如電容分 相電動(dòng)機(jī) 。 ，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)橢圓度 較大， 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，起動(dòng)電流較大 。 （ 1）電阻分相電動(dòng)機(jī) 定子上嵌有 兩個(gè)單相繞組 ，一個(gè)為 主繞組 （或 工作繞 組 ），一個(gè)為 輔助繞組 (或 起動(dòng)繞組 )。 **注意： 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷一相，電機(jī)仍能繼續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn) ， 但由于存在反向轉(zhuǎn)矩，使合成 T減小。 T+或 T的大小與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系和三相異步電動(dòng)機(jī)是 一樣的。2239。 優(yōu)點(diǎn) :方法簡(jiǎn)單，設(shè)備投資不高，在中小容量的繞線(xiàn)轉(zhuǎn) 子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中得到廣泛應(yīng)用，如橋式起重機(jī)。 圖 458 雙速電動(dòng)機(jī)變速控制電路 表 46 電器動(dòng)作順序表 二、變頻調(diào)速 一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，希望最大轉(zhuǎn)矩 Tm保 持為恒值，根據(jù)式 ， 應(yīng)保持氣隙磁通 Φ1不變。 （二）雙速電動(dòng)機(jī)控制電路 圖 458中 KMl的主觸頭閉合，三角形聯(lián)結(jié)； KM2和 KM3的主觸點(diǎn)閉合 ,雙星形聯(lián)結(jié)。多速電動(dòng)機(jī) 均采用籠型轉(zhuǎn)子 ，這時(shí) 轉(zhuǎn)子 的極數(shù)能自動(dòng)地與定子極數(shù)相適應(yīng)。 1nn ? 圖 451 反向回饋制動(dòng) a)原理圖 b)機(jī)械特性 2．正向回饋制動(dòng) (第 Ⅱ 象限 ) 發(fā)生在變極調(diào)速或變頻調(diào)速過(guò)程中 ，原來(lái)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定 運(yùn)行，當(dāng) 極對(duì)數(shù)突然增多 (或頻率突然降低很多 )時(shí)，特性突 變?yōu)榍€(xiàn) 2，由于機(jī)械慣性， 轉(zhuǎn)速 n來(lái)不及變化 ，工作點(diǎn)從 a 點(diǎn)平移到曲線(xiàn) 2的點(diǎn) b， nn1進(jìn)入回饋制動(dòng)，在 T及 TL的共 同作用下開(kāi)始減速，從 b點(diǎn)到 n’1的降速過(guò)程中， s＜ 0，是 回饋制動(dòng)過(guò)程。 1)(11 ????nnns缺點(diǎn) ：與電源反接制動(dòng)一樣，不僅從電網(wǎng)吸收電能，而且從軸上吸收機(jī)械能， 能耗大，經(jīng)濟(jì)性差 。當(dāng) 將 SB1按鈕按到底 時(shí)， KA3通 電，其觸頭 KA3(1314)再次斷開(kāi) KM3線(xiàn)圈，確保 KM3線(xiàn)圈 處于斷電狀態(tài)，保證反接制動(dòng)電阻的接入；而另一觸頭 KA3(167)閉合，因慣性，轉(zhuǎn)速仍大于速度繼電器釋放值， 使觸頭 KV1仍處于閉合狀態(tài)，從而使 KA1線(xiàn)圈經(jīng) KV1觸頭 通電吸合，其觸頭 KA1(117)閉合，確保 SB1松開(kāi)后 KA3線(xiàn) 圈仍保持通電， KA1的另一觸頭 KA1(110)閉合，又使 KM2 通電。 *注意： 為改善制動(dòng)性能，轉(zhuǎn)子回路要串入制動(dòng)電阻 Rbk以 限制過(guò)大的制動(dòng)電流，并增大轉(zhuǎn)子功率因數(shù)而增大制動(dòng)轉(zhuǎn) 矩。 停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕 SB1，定子繞組脫離交流電源。 轉(zhuǎn)子電路中接入適當(dāng)電阻 Rbk，如曲線(xiàn) 3的 b’點(diǎn)， 限制 了制動(dòng)電流且得到較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ，從而提高了制動(dòng)效果。電動(dòng)機(jī)從軸 上吸收機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 圖 442 TGl—K21型頻敏變阻器起動(dòng)電路 電路工作情況：合上斷路器 QF， RD紅燈亮，電路電壓 正常。 隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高， ?2逐漸降低，其阻抗值逐漸 減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n接近 nN， s很小， ?2極小，因此 Rm與 Xm近 似為零，相當(dāng)于 轉(zhuǎn)子被短路 ，實(shí)現(xiàn)了 平滑無(wú)級(jí)的起動(dòng) 。 頻敏變阻器的阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率的減?。ɑ蜣D(zhuǎn)速的升 高）而減小 。由 于起動(dòng)電流大， KAl～ KA3同時(shí)吸合，其常閉觸頭都斷開(kāi)， 使 KMl～ KM3處于斷電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子電阻全部串入起動(dòng)，達(dá) 到 限流和提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 的目的。 起動(dòng)電阻短接方式有兩種： 1. 三相電阻不平衡短接法是由凸輪控制器控制，每相電阻順序被短接； 2. 三相電阻平衡短接法 是由接觸器控制，三相電阻同時(shí)被短接 (本節(jié)僅介紹此法 )。 比普通籠型電動(dòng)機(jī)的 起動(dòng)性能優(yōu)越 得多。上籠電阻大， 可以減小起動(dòng)電流而增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 。 1．深槽式籠型異步電動(dòng)機(jī) 主要特點(diǎn) ：是 轉(zhuǎn)子的槽型特別深而窄 ，槽的高度與寬 度之比一般為 10～ 12， 利用轉(zhuǎn)子槽漏磁通分布不均，引起 的 集膚效應(yīng) 來(lái)改善起動(dòng)性能的。應(yīng)用最廣泛。 當(dāng) n接近 nN時(shí)， KT動(dòng)作，延時(shí)常閉觸頭 KT(37)斷開(kāi)， 使 KM1釋放，主觸頭斷開(kāi)，切斷三相電源；其延時(shí)常開(kāi)觸 頭 KT(38)閉合，使 KM2通電自鎖， KM2主觸頭閉合， KM2 常閉觸頭斷開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)定子繞組脫離短接狀態(tài)，另一觸頭 KM2(34)斷開(kāi)，使 KT斷電。而觸頭 KA(38)閉合， 使 KM2線(xiàn)圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) HL3指示 燈亮。 表 42 電器動(dòng)作順序表 （二）自耦變壓器降壓起動(dòng)（自耦補(bǔ)償起動(dòng)） 將自耦變壓器原邊接在電網(wǎng)上，副邊接在電動(dòng)機(jī)定子 繞組上，這樣定子繞組的電壓是自耦變壓器的二次電壓 U2。因?yàn)槠饎?dòng)轉(zhuǎn)矩 與電壓的平方成正比，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T’st僅為直接起動(dòng)時(shí) Tst的 ， T’st= Tst。發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)換向開(kāi)關(guān)位置時(shí)，未能切斷 KM1或 KM2時(shí)，繼續(xù)移動(dòng)，撞塊壓 下極限行程開(kāi)關(guān) SQ3或 SQ4，使 KMl或 KM2斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止，從而避免運(yùn)動(dòng) 部件由于越出允許位置而導(dǎo)致事故發(fā)生。 在這一電氣互鎖電路中，要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn) 或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)的控制，都必須先按下停止按鈕 SB1，然 而再進(jìn)行反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)的起動(dòng)控制，這就構(gòu)成了正 停 反或 反 停 正的操作順序。 1．倒順轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可逆旋轉(zhuǎn)控制電路 圖 426為倒順轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)控制電路圖。 （ 3） 欠壓和失壓保護(hù) （二）點(diǎn)動(dòng)控制電路 點(diǎn)動(dòng)控制電路與連續(xù)運(yùn)行控制電路的區(qū)別： 有無(wú)自保電路； 從主電路上看連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路中應(yīng)裝設(shè)熱繼電器作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)，而對(duì)于 點(diǎn)動(dòng)電路中主電路可不接熱繼電器 。 它們僅適用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)，但 不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。因此， 起動(dòng)時(shí) I’2雖然大，但其有功分量 I’2cos?2并不大。 籠型電動(dòng)機(jī)有 兩種起動(dòng)方法： 直接起動(dòng) 降壓起動(dòng) 也稱(chēng) 全壓起動(dòng) 。 1U? 1E?1E?圖 422 改變定子電源頻率的人為機(jī)械特性 三、電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式 將式 (441)進(jìn)行簡(jiǎn)化，得出電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式為 (450) 上式中 Tm及 sm可用下述方法求出： TN = ／ nN Tm = λmTN = ／ nN (451) 忽略 T0，將 T=TN， s = sN代入式 (450)，可得 (452) 式中 sN ——額定轉(zhuǎn)差率， sN = (n1 nN)／ n1。 3) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與 成正比的減少，導(dǎo)致 Tst小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則 電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。 *若要獲得最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ， 則使 Tst=Tm，則 sm=1，即 則 r’st=（ x1+ x’2） r’2 （四）額定工作點(diǎn) B n = nN， s = sN， Tem=TN 139。 **重要結(jié)論 : （ 1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst與電源電壓 成正比； （ 2）（ x1+ x’2）越大， Tst越小； （ 3）在一定范圍內(nèi)增大轉(zhuǎn)子電阻 r’2， Tst增大。2)( xxrrsm???? ?239。 因 n = n1(1s)， 所以 機(jī)械特性也用 Tem= ? (s)形式表示。221)()(23xxsrrfsrpU?一、固有機(jī)械特性的分析 (一 )理想空載點(diǎn) H n = n1， s = 0， Tem=0，轉(zhuǎn)子電流 I2=0，定子電流 I1=I0。 為了保證電動(dòng)機(jī)不會(huì)因短時(shí)過(guò)載而停轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)都具有一 定的過(guò)載能力。2211)()(2 xxrrfrpUmTst ???? ?21U 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Kst： Kst = Tst/TN 只有 當(dāng) Tst 大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng) 。 *注意：降低定子電壓，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題： 1）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，若降低電壓，轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率增 大，轉(zhuǎn)子電流將增大，從而引起定子電流的增大。 圖 421 定子電路外接電阻或電抗的人為機(jī)械特性 4．改變定子電源頻率時(shí)的人為機(jī)械特性 一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望 最大轉(zhuǎn)矩 Tm保 持為恒值 ，因 Tem=CTФ1I’2cos? 2 , 應(yīng)保持氣隙磁通不變。且在大電流沖 擊下，繞組端部受電磁力的作用，有發(fā)生位移和變 形的趨勢(shì)，造成短路事故。 039。 Ist為電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流 (A)； IN為電動(dòng)機(jī)額定電流 (A)； S為電源總?cè)萘?(kVA)； P為電動(dòng)機(jī)容量 (kW)。 圖 424 電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)接觸器控制電路 圖 424為電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)接觸器控制電路，圖中 Q為 電源開(kāi)關(guān)， FUl、 FU2分別為主電路與控制電路熔斷器， KM為接觸器， SB SB2分別為停止按鈕與起動(dòng)按鈕， M為三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 SB1為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的停止按鈕。 圖 a若發(fā)生 同時(shí)按下正轉(zhuǎn)按鈕 SB2和反向按鈕 SB3時(shí) ， KMl、 KM2線(xiàn)圈同時(shí)通電吸合，其主觸頭閉合，將發(fā)生 相間短路 。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊壓下 換向開(kāi)關(guān) SQl時(shí)，又使電動(dòng)機(jī) 由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件前進(jìn)，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn) 電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)控制，拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)。 （一）定子串電阻 (或電抗 )降壓起動(dòng) 起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流在電阻或電抗上產(chǎn)生電壓降，使加 在電機(jī)定子繞組上的電壓低于電源電壓，使 起動(dòng)電流減小 。圖中 SA 為選擇開(kāi)關(guān) ，當(dāng) SA置于“ A”位時(shí)為自動(dòng)控制 ，若 SA置于“ M” 位時(shí)，則為手動(dòng)控制 。 電路工作情況 ：合上電源開(kāi)關(guān) Q， HL1燈亮。 起動(dòng)時(shí)， 先將定子繞組 Y聯(lián)結(jié) ，此時(shí)相電壓 U1?只為 UN 的 1/ ；當(dāng) n接近 nN時(shí)，再 改接成△聯(lián)結(jié) ，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常 運(yùn)轉(zhuǎn)。前者使 KM3線(xiàn)圈斷電，后者使 KM2線(xiàn)圈通 電吸合，電動(dòng)機(jī)三角形 全壓正常運(yùn)行 。 為了克服這一缺點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)籠型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子槽形，來(lái) 改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。 正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電阻會(huì)自動(dòng)變小，從而 減小了轉(zhuǎn)子 銅耗，提高了的效率 。 第七節(jié) 三相繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)