【正文】 但設備投資大，維修不便。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 三相異步電動機的制動 當電磁轉矩和轉速的方向相反時，電動機處于制動狀態(tài)，根據轉矩和轉速的不同情況，又可分為：回饋制動、反接制動、到拉反轉及能耗制動等。 一、能耗制動： 三相異步電動機處于電動運行狀態(tài)的轉速為 n ,如果突然切斷三相交流電源，同時把直流電通入它的定子繞組，結果，電源切換后的瞬間，三相異步電動機內形成了一個不旋轉的空間固定磁動勢，它相對于旋轉的轉子來說變成了一個旋轉磁動勢 ,旋轉方向為順時針，轉速大小為 n 。轉子繞組則感應電動勢，產生電流；進而轉子受到電磁轉矩 T 。 顯然 T與 n反方向，電動機處于制動運行狀態(tài)， T為制動性的阻轉矩。轉速 n＝ 0時，磁通勢與轉子相對靜止， T＝ 0，減速過程才完全終止。系統原來貯存的動能主要被電動機轉換為電能消耗在轉子回路中，故稱之為 能耗制動 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 二、反接制動： 處于正向電動運行的三相繞線式異步電動機，當改變三相電源的相序時，電動機便進入了反接制動過程。反接制動過程中，電動機電源相序為負序，（ b）圖為拖動反抗性恒轉矩負載， 反接制動的同時轉子回路串入較大電阻時的反接制動機械特性。電動機的運行點從 A— B— C ，到 C點后， ＜ T＜ ，可以準確停車。 LT?LT 如果電動機拖動負載轉矩較小的反抗性恒轉矩或拖動位能性恒轉矩負載運行，如果進行反接制動停車，則必須在降速到 n ＝ 0時切斷電源并停車，否則電動機將會反向起動。三相異步電動機 反接制動停車比能耗制動停車速度快，但能量損失較大 。一些頻繁正、反轉的生產機械，為了迅速改變轉向，提高生產率，經常采用反接制動停車接著反向起動的方法。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 三、倒拉反轉運行 : 拖動位能性恒轉矩負載運行的三相繞線式異步電動機，若在轉子回路內串入一定值的電阻，電動機轉速可以降低。如果所串的電阻超過某一數值則會使電動機反轉，稱之為倒拉反轉制動運行狀態(tài)。 倒拉反轉制動運行是轉差率 s＞ 1的一種穩(wěn)態(tài)，其功率關系與反接制動過程一樣，電磁功率 ＞ 0，機械功率＜ 0。但是 倒拉反轉運行時負載向電動機送入的機械功率是靠著負載貯存的位能的減少，是位能性負載倒過來拉著電動機反轉 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 四、回饋制動運行： 回饋制動運行分為正向回饋制動運行和反向回饋制動運行。 正向回饋制動運行 ：通過將一部分機械能轉換為電能并回饋回電源的現象。電動機運行在第 II象限 BC段機械特性上時， n＞ 0,T＜ 0。 整個回饋制動過程中，始終有 n＞ ， 轉差率 1n011 ??? n nns 轉子邊送過來的電磁功率，除了定子繞組上銅耗外，其余的回饋 給電源了。這時的三相異步電動機實際上是一臺發(fā)電機。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 反向回饋制動運行： 當三相異步電動機拖動位能性恒轉矩負載，電源為負相序（ A、 C、 B）時，電動機運行于第 IV象限，如圖中的 B點，電磁轉矩 T＞ 0，轉速 n＜ 0,稱為反向回饋制動運行。 起重機高速下放重物時，經常采用反向回饋制動運行方式。若負載大小不變，轉子回路串入電阻后，轉速絕對值加大，如圖中的 C點；串入電阻越大，轉速絕對值越高。 反向回饋制動運行時，電動機是一臺發(fā)電機，它把從負載位能減少而輸入的機械功率轉變?yōu)殡姽β剩缓蠡厮徒o電網。從節(jié)能的觀點看問題，反向回饋制動下放重物比能耗制動下放重物要好。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 三相異步電動機的調速 異步電動機的轉速為： )1(60)1( 11 sp fsnn ???? 因此，三相異步電動機的調速方法很多，大致可以分成以下幾種類型： （ 1） 改變轉差率 s調速 ，包括降低電源電壓、繞線式異步電動機轉子回路串電阻等方法； （ 2） 改變旋轉磁通勢同步轉速調速 ，包括改變定子繞組極對數、改變供電電源頻率等方法； （ 3） 雙饋調速 ，包括串級調速，屬改變理想空載轉速的一種調速方法； （ 4） 利用轉差離合器調速 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 一、繞線式異步電動機轉子回路串電阻調速 ： 繞線式電動機的轉子回路串接對稱電阻時的機械特性如圖。 從機械特性看，轉子串電阻時，同步轉速和最大轉矩不變，但臨界轉差率增大。當恒轉矩負載時，電機的轉速隨轉子串聯電阻的增大而減小。 轉子回路串電阻是屬恒轉矩調速方法，當負載轉矩 TL=TN時， 3322221122sRrsRrsRrsr SSSN??????式中 s s s3別是轉子串入不同的電阻后的轉差率。 這種調速方法的 調速范圍不大，一般為 （ 2～ 3） ∶ 1。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 二、變 頻 調 速 ： 由 可知： pfn 1160? 改變三相異步電動機電源頻率，可以改變旋轉磁通勢的同步轉速，達到調速的目的。額定頻率稱為 基頻 ，變頻調速時，可以從基頻向上調，也可以從基頻向下調。 從基頻向下變頻調速： 三相異步電動機每相電壓為： 為避免電機磁路過飽和，在降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。降低電源電壓 有兩種控的制方法。 ⑴ 保持 =常數 ： （ 這種方法為恒磁通控制方式） mNkNfEU ??? 11111 1U11fE? ?? ?srxsrEfpmnsrImPT M 222222211122211 2602??????????????????????? ???????????淮北職業(yè)技術學院機電工程系 ? ? ? ?2222221111112222221111222rxssrsrfEpfmpfmxsrsrfEpfm??????????????????????? ???????????????? 根據上式畫出保持恒磁通變頻調速的機械特性，如圖所示?？梢姡谶@種調速方式下，最大轉矩為常數，并且不同頻率的各條機械特性是平行的，硬度相同。這種調速方法 機械特性較硬，在一定的靜差率要求下，調速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。 由于頻率可以連續(xù)調節(jié)，因此變頻調速為 無級調速，平滑性好 。另外，電動機在正常負載運行時，轉差率 s較小，因此轉差功率較小，效率較高 。 恒磁通變頻調速是屬于為 恒轉矩調速方式 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 ⑵ 保持 =常數 11fU???????? ?????????????????? ????22122112211)(2 ??? xxSrrfSrpUmT? ? 2212212121112???xxsrrsrffUpm????????? ???????????? 由機械特性可見，隨著f1的降低， Tm 減小。顯然此時的機械特性特別在 低頻低速的機械特性變壞 了。 這種調速方式 近似為恒轉矩調速方式 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 從基頻向上變頻調速 ： 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調速時，只能保持電壓為 UN 不變，頻率越高，磁通 Φm 越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁升速情況。 ? ?????????????????? ????221221122112 ??? xxsrrfsrpUmT頻率越高時， 越小， 也減小。 mT mS淮北職業(yè)技術學院機電工程系 小結：三相異步電動機變頻調速的特點 ①從基頻向下調速，為恒轉矩調速方式；從基頻向上調速，近似為恒功率調速方式； ②調速范圍大； ③轉速穩(wěn)定性好； ④運行時小，效率高； ⑤頻率可以連續(xù)調節(jié)，變頻調速為無級調速。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 三、繞線式異步電動機雙饋調速及串級調速原理： 雙饋調速的基本原理 : 雙饋 是指繞線式異步電動機的定、轉子三相繞組分別接到兩個獨立的三相對稱電源，其中定子繞組的電源為固定頻率的工業(yè)電源，而轉子電源電壓的幅值、頻率和相位則需按運行要求分別進行調節(jié)。隨著電力電子技術的發(fā)展，繞線式異步電動機組成的雙饋調速系統，得到了許多人的重視。 繞線式異步電動機雙饋調速系統不僅能調節(jié)電動機的轉速，還能改變電動機定子邊的功率因數。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 串級調速的基本原理： 前述的雙饋調速要求加在電機轉子繞組的電壓頻率與轉子繞組感應電動勢同頻率。如果 把異步電機轉子感應電動勢變?yōu)橹绷麟妱觿?，同時把轉子外加電壓也變?yōu)橹绷髁?，這就是串級調速的基本思路。 通過改變逆變角的大小，就能改變電動機的轉差率 S。這種調速方法適合于高電壓、大容量繞線式異步電動機拖動風機、泵類負載等要求調速不高的場合 。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 單相異步電動機 一、結構 ： 定子為單相繞組（起動和工作繞組）；轉子為鼠籠式。 二、工作原理 單相交流繞組通入單相交流電流產生脈動磁動勢，其可分解為 F+、F，建立起正轉和反轉磁場 Φ+、 Φ，這兩個磁場切割轉子導體，產生感應電動勢和感應電流，從而形成正反向電磁轉矩 T+、 T，疊加后即為推動轉子轉動的合成轉矩 T。 設電動機轉速為 n ，則對正、反轉磁場而言，轉差率 s+及 s 為： sn nns ????11 snnns ??????? 211三、單相異步電動機的特點 ： 轉子 靜止時，合成轉矩為 0，即單相異步電動機無起動轉矩。 當 s ≠ 1時， T≠0 ，且 T無固定方向，取決于 s 的正負。 由于反向轉矩的作用，合成轉矩減小，過載能力低。 淮北職業(yè)技術學院機電工程系 四、起動方法 電容起動電動機、轉向：由起動繞組轉向工作繞組； 電容電動機：實為兩相異步電動機； 電阻起動電動機：起動轉矩小，只適用于比較容易起動的場合。 結構特點 ：凸極定子，工作繞組為集中繞組，極靴表面開槽，小極部分罩 — 短路環(huán)（即為罩極繞組）； 工作特點 ：電動機起動轉矩很小，只適用于小型風扇、電動模具及電唱機中，容量一般在 30～ 40瓦以下； 轉向 ：由未罩部分轉向被罩部分。