第三章三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)(編輯修改稿)
2025-08-28 12:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 52 m a x12???????為異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 m a x12 3 7 5/ TnGDT m ?將式兩邊積分，求得起動(dòng)時(shí)間為 ? ? ?????2112)(2)(2ssss mmmmmmst dsssssTdsssssTt和 分別為加速時(shí)轉(zhuǎn)差率的起始值和終了值。 1s 2s將上式整理后可得計(jì)算起動(dòng)時(shí)間的一般公式為 ]ln2[2212221ssssssTtmmmst ???在工程實(shí)踐中，當(dāng) 時(shí)即認(rèn)為起動(dòng)過程結(jié)束，可得空載起動(dòng)時(shí)間為： ?s) 1() 1ln2 (22mmmmmms t o ssTssTt ?????*4 1 ??mjs0/ ?ms to dsdt令 可得 ： 這就是說，當(dāng)時(shí) ，空載起動(dòng)時(shí)間為最短 。 ?ms（二）起動(dòng)時(shí)的能量損耗 2 39。 2 39。1 1 2 2033s t s tttstoW I r d t I r d t? ? ???如果忽略空載電流，則 ，代入上式得 ： 39。21 II ?? ????? sttst dtrrIW 0 2122 )(3當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是在空載情況下起動(dòng)時(shí)，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為 ： 0?LT1)1( ????? sdtdJdtdJT 異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子中的銅耗可用下式求得 因 ， 代入上式可得： )1(1 snn ??dtdsndtdn1??dtdsJdt1???另外轉(zhuǎn)子電路中的能量損耗還可以用下列關(guān)系來推得： 12221/3??????srIPT M式中： T — 電磁轉(zhuǎn)矩 MP — 電磁功率 1? — 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步機(jī)械角速度 由上式可知： sTrI12223 ????? ????? 21 )1(2121sssts dsrrJW整理后 ： 如果電動(dòng)機(jī)是從靜止?fàn)顟B(tài)（ ）起動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速（ ），則 11 ?s02 ?s)1(22121rrJWst ?????通過上述分析可以看出，要減小起動(dòng)時(shí)的能量損耗，其措施是 ： （ 1）減小拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能的貯存量。 1n（ 2）降低同步轉(zhuǎn)速 。 （ 3）提高轉(zhuǎn)子電路的電阻。 第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 一、能耗制動(dòng) 制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)是：電磁轉(zhuǎn)矩 T與轉(zhuǎn)速 n反方向，轉(zhuǎn)矩 T對(duì)電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用。 ?能耗制動(dòng) ?反接制動(dòng) ?回饋制動(dòng) （一）制動(dòng)原理 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng) a）接線圖 b）制動(dòng)原理 （二）機(jī)械特性曲線 異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性 機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)： ① 當(dāng)直流勵(lì)磁一定，而轉(zhuǎn)子電阻增加時(shí)，產(chǎn)生最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速也隨之增加，但是產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩值不變。 ② 轉(zhuǎn)子電路電阻不變，而增大直流勵(lì)磁時(shí)，則產(chǎn)生的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速不變。 （三）制動(dòng)過程 （四）能耗制動(dòng)經(jīng)驗(yàn)公式 在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)中，采用能耗制動(dòng)時(shí)： 0)3~2( II ??2223)~( rIERNNBr ??式中： — 為異步電動(dòng)機(jī)的空載電流，一般取 。 0I NII 10 )~(?— 為轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻 。 2r 二、反接制動(dòng) ?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不變，使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向改變，而定子磁場(chǎng)方向改變只有藉助于定子兩相電源反接，故這一種叫定子兩相反接的反接制動(dòng)。 ?保持定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向不變，使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，這叫轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng) 。 （一）轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng) 1．制動(dòng)原理及其機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng) a）制動(dòng)原理圖 b）機(jī)械特性 2．能量關(guān)系 1/)( 11 ???? nnns,/)1)(( 39。39。2239。21 ssRrImP Br ????39。 2 39。 39。2 1 2 239。 2 39。 39。 39。 2 39。 39。1 2 2 1 2 2()( ) / ( )( 1 ) /cu B rB r B rMP m I r Rm I r R s m I r R s sPP???? ? ? ? ???39。 2 39。 39。1 2 2( ) / 0M B rP m I r R s? ? ?（二）定子兩相反接的反接制動(dòng) 1．制動(dòng)原理與機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)定子兩相反接的反接制動(dòng) a）制動(dòng)原理圖 b）機(jī)械特性 三、回饋制動(dòng) （一）回饋制動(dòng)的概念 能量關(guān)系與轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)時(shí)的相同 。 2．能量關(guān)系 特點(diǎn)： 電機(jī)向電網(wǎng)輸送功率。 11/0s n n n? ? ?1nn?（二）能量關(guān)系 ?電動(dòng)機(jī) 運(yùn)行狀態(tài)， ， 則 ， 說明電機(jī)從電網(wǎng)吸收電功率，電磁轉(zhuǎn)矩 T和 n同方向，電 動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械能。 0?S ?901 ?? 0c o s 11111 ?? ?IumP?回饋制動(dòng) 狀態(tài)時(shí)， , ,則 說明電機(jī)向電網(wǎng)輸送有功功率，電磁轉(zhuǎn)矩 T 和 n反方向。 ?90,0co s,0 22 ??? ??S ?901 ??,0c o s 11111 ?? ?IumP? 至于無功功率，兩種運(yùn)行狀態(tài)下，均有 0s in1 ??電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的相量圖 發(fā)電機(jī)狀態(tài)的相量圖 （三）機(jī)械特性和制動(dòng)的應(yīng)用 1．下放重物時(shí)的回饋制動(dòng) 異步電機(jī)回饋制動(dòng) a）制動(dòng)原理圖 b）機(jī)械特性 2．變極調(diào)速過程中的回饋制動(dòng) 異步機(jī)在變極或變頻時(shí)的機(jī)械特性 3．變頻調(diào)速過程中的回饋制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)如果采用改變電源頻率的方法調(diào)速，當(dāng)頻率降低時(shí)，和上述變極調(diào)速方法類似，在頻率降低瞬間，同步速降低， ，在這種情況下采用回饋制動(dòng)還是能耗制動(dòng)，與變頻裝置的類型有關(guān)，在后續(xù)課程中再作介紹。 1nn?比較 能耗制動(dòng) 反接制動(dòng) 回饋制動(dòng) 定子兩相反接 轉(zhuǎn)速反向 方法 (條件 ) 斷開交流電源的同時(shí)在定子兩相中通入直流電 , 突然改變定子電源的相序 ,使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向 定子按提升方法接通電源 ,轉(zhuǎn)子串入較大電阻 ,電機(jī)被重物拖著反轉(zhuǎn) 在某一轉(zhuǎn)矩作用下 ,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速 ,即 nn1 能量 關(guān)系 吸收系統(tǒng)貯存的動(dòng)能并轉(zhuǎn)換成電能 ,消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上 吸收系統(tǒng)貯存的機(jī)械能 ,并轉(zhuǎn)換成電能 ,連同定子傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一起全部消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上 軸上輸入機(jī)械功率并轉(zhuǎn)換成定子的電 功率 ,由定子回饋給電網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn) 制動(dòng)平穩(wěn) ,便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車 制動(dòng)強(qiáng)烈 ,停車迅速 能使位能負(fù)載 ,以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下降 能向電網(wǎng)回饋電能比較經(jīng)濟(jì) 缺點(diǎn) 制動(dòng)較慢 ,需增設(shè)一套直流電源 能量損耗較大 ,控制較復(fù)雜 ,不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車 能量損耗大 在 nn1時(shí)不能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng) 應(yīng)用 場(chǎng)合 ① 要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確停車的場(chǎng)合 。 ② 限制位能性負(fù)載的下降
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