【文章內容簡介】 點為 c39。)才能滿足穩(wěn)定運行條件。因此，工程上稱該段為 不穩(wěn)定運行區(qū)。 ? 由于異步電動機的參數(shù)在應用現(xiàn)場難以得到 ? 運行時只需要了解穩(wěn)定運行范圍內的機械特性 ? 電磁轉矩的實用表達式 ssssTT MMM2??*實用公式只適用于轉差率在 0ssM范圍。 *計算起動轉矩時誤差較大。 NNN nPT 9 5 5 0?12N MMMNs skss??)1( 2 ??? MMNM kkssssssTT MMM2??NMM TkT ?已知過載能力 KM，額定轉速 nN，額定功率 PN，可以求出 TM和 sM 可得 TM 將額定點數(shù)據(jù)（ SN， TN）代入實用表達式 當異步電動機在額定負載內運行時，它的轉差率很小，故 ssss MM??ssssTT MMM2?? 2 ()MMTTss? 簡 化 表 達 式簡化表達式只適用于轉差率為 0ssN的范圍。 固有機械特性 ? 定義： ? 三相異步電動機工作在額定電壓，額定頻率下，定子繞組按銘牌規(guī)定的方式接線，定子及轉子電路均不外接電阻、電抗或電容時，所獲得的機械特性稱固有機械特性。 【 例 】 某三相異步電動機主要技術數(shù)據(jù)為：PN=75kW， nN＝ 720r/min， I1N=148A， kM＝ 。 試用轉矩的實用公式繪制其固有機械特性。 NMTTkM ?720 ??????NNMNMM nPkTkT 5 0 7 2 07 5 00N0 ?????nnnsN【 解 】 在轉矩的實用公式 ()中，先求出 TM和 sM。 由 ， 額定轉差率： =m 22( 1 )0 . 0 4 ( 2 . 4 2 . 4 1 ) 0 . 1 8 3M N M Ms s k k? ? ?? ? ? ?0 . 1 8 30 . 1 8 32 3 8 7 . 52ssT???起動點 （ Tst, 1） 最大轉矩點 （ TM, SM） 同步轉速點 （ 0， n0） 額定工作點 （ TN， SN） 表 S 0 1 T(Nm) 0 1332 1038 人為機械特性 ? 降低定子端電壓 U1的人為機械特性 a、同步轉速不變 b、最大轉矩減小 c、最大轉差率不變； d、起動轉矩減小 ? 電機降壓運行減弱了磁通， 但由于負載轉矩不變會引起電流增加，使銅耗快速增加。因此，如電壓下降過多，可能會燒壞電機。 ? 如果電機處于半載或者輕負載下運行，降低電機定子端電壓 U1，使主磁通 Ф1減小以降低鐵耗，從節(jié)能的角度是有好處的。 39。1 2 2c o sTT C I ???由 可 知? 定子回路串接三相對稱電阻或電抗 與降低電壓時的人為機械特性比較類似，盡管電源電壓大小未變，為額定電壓 UN，但是加在定子繞組上的電壓卻降低了，從而減小了電動機的起動電流。比較而言，用電抗比用電阻要省電。 ? 轉子回路串入三相電阻 a、同步轉速不變； b、最大轉矩不變 c、臨界轉差率增大； d、起動轉矩： 隨外串電阻的增大而增大， 隨外串電阻的增大而減小。 ST MTT?ST MTT? 三相異步電動機的起動 ?起動要求 ? 足夠的起動轉矩，起動轉矩大于負載轉矩（ Tst）； ? 盡可能小的起動電流，減少對電網的沖擊； ? 起動設備簡單經濟，操作方便； ? 起動過程的能量損失盡可能小 ?三相異步電動機的固有起動特性 ? 電機固有起動電流較大，一般為 4~7IN ； ? 起動轉矩比較小，當滿載起動時必須采取起動措施。 ? 直接起動 ? 利用電磁開關設備，將電動機的定子繞直接接到額定電壓的電網上。 ? 起動條件 （ 1）在一般電網容量下， 以直接起動； （ 2）如果變壓器容量大，直接起動時的起動電流引起電網的電壓降不超過額定電壓的 (10～ 15)％，就允許容量更大些電機直接起動； （ 3）在工程實踐中，直接起動方式可參考下面經驗公式核定： )kW(4k V A43NNstPTI ）配電變壓器容量（??圖 YD起動時的電壓和電流關系 ? 星 三角（ Y△ ）起動 ? 正常運行時定子繞組接成 △ 形的籠型異步電動機； ? 起動時接成 Y形； ? 則定子每相電壓降為額定電壓的 ，從而實現(xiàn)了降壓起動， 339。 NUU ?13每相起動電流之比為： 313/11sts t Y ????? NNUUUUII再轉化為線電流之間的關系，可得起動電流之比為： 313 ststYstst ????IIII31)( 211 ????UUTTstst起動轉矩之比為： 結論： 起動電流和起動轉矩都降為直接起動時的 。 星 — 三角起動條件： 只適用與輕載起動； 只適用正常運行時定子繞組三角接的異步電動機； 31? 自耦變壓器降壓起動 1212NNUUKA ??Astst KUUII ??1212Astst KNNII ???12221Astst KII ?? 2212 )(Astst KUUTT ???? 軟起動 ? 電動機起動方式、電流大小均可選擇和任意調節(jié)，使電動機處于最佳起動過程，并減小起動的能量損失。 ? 斜坡電壓軟起動 ? 恒流軟起動 ? 斜坡恒流軟起動 ? 脈沖恒流軟起動 ? 以上介紹的幾種籠型異步電動機起動方法都是以降低定子電壓來是減小起動電流，但它是以犧牲起動轉矩為代價的，因此其起動性能不夠理想。 ? 為了進一步改善籠型異步電動機的起動性能，人們在電機轉子繞組和轉子槽形結構上采取了一些改進措施，以增加籠型異步電動機轉子本身的起動電阻，改善電機的起動性能。 深槽式異步電動機 （ 1）結構特點：它的轉子槽深而窄，槽深與槽寬之比為 1012； （ 2） 集膚效應 （ 3）工作原理：起動瞬間， s=1，轉子頻率 f2=Sf1很高，電抗很大，且槽底漏抗遠大于槽口漏抗，轉子電流大部分集中槽口，相當于減小導體截面積，使轉子電阻增大，所以增加了起動轉矩，且限制了起動電流； 起動完畢，轉差率 s減小，轉子電流的頻率為 12Hz，集膚效應基本消失，電流主要按電阻分布，電流減小。 X2s＝ 2πf 2L 雙籠型異步電動機 （ 1）結構特點： 上籠 的導條 截面積較小 ，并用黃銅或鋁青銅等 電阻系數(shù)較大的材料制成，電阻較大。 下籠 導條的 截面積大 ，并用 電阻系數(shù)較小 的紫銅制成，電阻較小。 下籠 處于鐵芯內部， 交鏈的漏磁通多 ，上籠靠近轉子表面，交鏈的漏磁通較少，故 下籠的漏電抗較上籠漏電抗大得多 。 （ 2）工作原理 起動時，起動時上籠起主要作用，由于上籠電阻大，可以限制起動電流，產生較大的起動轉矩，上籠稱為起動籠。 電動機正常運行，電流從電阻較小的下籠流過，產生正常時的電磁轉矩，下籠在運行時起主要作用，下籠稱為工作籠（運行籠）。 雙籠型異步電動機比深槽式異步電動機的起動性能要好些，但由于深槽式異步電動機結構簡單，耗銅量少，價格相對較便宜，因此深槽式異步電動機應用得更為廣泛。 繞線式異步電動機的起動 ? 繞線式異步電動機起動時，轉子回路串接適當?shù)娜鄬ΨQ電阻，既 能限制起動電流，又能增大起動轉矩 ，并且能以最大轉矩 TM起動。起動結束后，可以切除外串電阻，電動機的運行效率不受影響。 ? 對于重載和頻繁起動的生產機械，當籠型電動機難以滿足要求時，才選用繞線式電動機。因為，繞線式電動機與籠型電動機相比，結構較復雜，控制維護較困難，制造成本較高，價格較貴。 ? 轉子串電阻起動 起動過程中盡量保持較大的起動轉矩，逐級切除起動電阻 。 缺點是所需起動設備較多，起動時有一部分能量消耗在起動電阻上，起動級數(shù)也較多。 ? 轉子串頻敏變阻器起動 圖 頻敏變阻器 隨著轉子電流頻率 s f1的降低， Zp=Rp+jXp也自動減小。 起動結束后，轉子頻率 f2＝ sf1很低， Zp=Rp+jXp很小，近似認為 Zp≈0，頻敏變阻器自動不起作用。 ? 繞線式異步電動機轉子串電阻分級起動或轉子串頻敏變阻器適用于大、中容量電動機的重載起動。 ? 轉子串頻敏變阻器起動具有結構簡單，價格便宜，運動可靠，維護方便，能自動操作等優(yōu)點而獲廣泛應用。 ? 轉子串電阻起動對于大容量電動機要求級數(shù)較多，故設備投資較大，維護不太方便。 三相異步電動機的調速 ? 三相異步電動機在運行使用，結構維護等方面都優(yōu)于直流電動機； ? 在調速及控制性能上不如直流電動機； ? 隨著電力電子技術和微型計算機的發(fā)展，再加上現(xiàn)代控制理論向電氣傳動領域的滲透，使得交流調速技術得到了迅速發(fā)展； ? 可以預見的是，交流調速系統(tǒng)將在我國更多的領域取代直流調速系統(tǒng)。 1. 電動機的調速指標 (1) 調速范圍 (2) 調速方向 (3) 調速的平滑性 —— 平滑系數(shù) (4) 調速的穩(wěn)定性 —— 靜差率 D、 δ、 △ nN 的關系 (nN = nmax) D = nmax nmin σ = ni ni－ 1 δ= 100% n0－ n n0 T n O n01 n02 △ nN △ nN D = nNδ △ nN (1－ δ) )1(60 1 sP fn ??異步電動機轉速為： 調速方法有： 變轉差率調速、變頻調速和變極調速 三種。 負載轉矩不變時，與之平衡的電磁轉矩也不變，由上式看出，當f1 和 p不變時， s是 U R X R2′、 X2′的函數(shù) 其中變轉差率調速的方法又分為以下四種： 1） 調壓調速 — 改變定子電壓； 2） 繞線式電機轉子電路串電組； （改變轉子電流） 3） 繞線式電機轉子串電動勢；（改變轉子電流） 4） 電磁離合器調速 — 滑差電機調速。 ])()[(2 22122112211XXsRRfsRPUmT????????? 降壓調速對恒轉矩負載特性 1，調速范圍窄，價值小；