【正文】 但設(shè)備投資大，維修不便。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不同情況，又可分為：回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、到拉反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)等。 一、能耗制動(dòng)： 三相異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為 n ,如果突然切斷三相交流電源，同時(shí)把直流電通入它的定子繞組，結(jié)果，電源切換后的瞬間，三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成了一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動(dòng)勢(shì)，它相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來說變成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) ,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速大小為 n 。轉(zhuǎn)子繞組則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電流；進(jìn)而轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩 T 。 顯然 T與 n反方向，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)， T為制動(dòng)性的阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速 n＝ 0時(shí)，磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止， T＝ 0，減速過程才完全終止。系統(tǒng)原來貯存的動(dòng)能主要被電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，故稱之為 能耗制動(dòng) 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 二、反接制動(dòng)： 處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過程。反接制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序，（ b）圖為拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 反接制動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時(shí)的反接制動(dòng)機(jī)械特性。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從 A— B— C ，到 C點(diǎn)后， ＜ T＜ ，可以準(zhǔn)確停車。 LT?LT 如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩或拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，如果進(jìn)行反接制動(dòng)停車，則必須在降速到 n ＝ 0時(shí)切斷電源并停車，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī) 反接制動(dòng)停車比能耗制動(dòng)停車速度快，但能量損失較大 。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，為了迅速改變轉(zhuǎn)向，提高生產(chǎn)率，經(jīng)常采用反接制動(dòng)停車接著反向起動(dòng)的方法。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三、倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行 : 拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低。如果所串的電阻超過某一數(shù)值則會(huì)使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，稱之為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。 倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行是轉(zhuǎn)差率 s＞ 1的一種穩(wěn)態(tài)，其功率關(guān)系與反接制動(dòng)過程一樣，電磁功率 ＞ 0，機(jī)械功率＜ 0。但是 倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)負(fù)載向電動(dòng)機(jī)送入的機(jī)械功率是靠著負(fù)載貯存的位能的減少，是位能性負(fù)載倒過來拉著電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 四、回饋制動(dòng)運(yùn)行： 回饋制動(dòng)運(yùn)行分為正向回饋制動(dòng)運(yùn)行和反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。 正向回饋制動(dòng)運(yùn)行 ：通過將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋回電源的現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第 II象限 BC段機(jī)械特性上時(shí)， n＞ 0,T＜ 0。 整個(gè)回饋制動(dòng)過程中，始終有 n＞ ， 轉(zhuǎn)差率 1n011 ??? n nns 轉(zhuǎn)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(shí)的三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)發(fā)電機(jī)。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 反向回饋制動(dòng)運(yùn)行： 當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電源為負(fù)相序（ A、 C、 B）時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第 IV象限，如圖中的 B點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩 T＞ 0，轉(zhuǎn)速 n＜ 0,稱為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。 起重機(jī)高速下放重物時(shí)，經(jīng)常采用反向回饋制動(dòng)運(yùn)行方式。若負(fù)載大小不變，轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值加大，如圖中的 C點(diǎn)；串入電阻越大，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值越高。 反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，它把從負(fù)載位能減少而輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β?，然后回送給電網(wǎng)。從節(jié)能的觀點(diǎn)看問題，反向回饋制動(dòng)下放重物比能耗制動(dòng)下放重物要好。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為： )1(60)1( 11 sp fsnn ???? 因此，三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多，大致可以分成以下幾種類型： （ 1） 改變轉(zhuǎn)差率 s調(diào)速 ，包括降低電源電壓、繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻等方法； （ 2） 改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)同步轉(zhuǎn)速調(diào)速 ，包括改變定子繞組極對(duì)數(shù)、改變供電電源頻率等方法； （ 3） 雙饋調(diào)速 ，包括串級(jí)調(diào)速，屬改變理想空載轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法； （ 4） 利用轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 一、繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 ： 繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱電阻時(shí)的機(jī)械特性如圖。 從機(jī)械特性看，轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，同步轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率增大。當(dāng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而減小。 轉(zhuǎn)子回路串電阻是屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL=TN時(shí)， 3322221122sRrsRrsRrsr SSSN??????式中 s s s3別是轉(zhuǎn)子串入不同的電阻后的轉(zhuǎn)差率。 這種調(diào)速方法的 調(diào)速范圍不大，一般為 （ 2～ 3） ∶ 1。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 二、變 頻 調(diào) 速 ： 由 可知： pfn 1160? 改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為 基頻 ，變頻調(diào)速時(shí)，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。 從基頻向下變頻調(diào)速： 三相異步電動(dòng)機(jī)每相電壓為： 為避免電機(jī)磁路過飽和，在降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)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(shù) ： （ 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(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 ? ? ? ?2222221111112222221111222rxssrsrfEpfmpfmxsrsrfEpfm??????????????????????? ???????????????? 根據(jù)上式畫出保持恒磁通變頻調(diào)速的機(jī)械特性，如圖所示?？梢?，在這種調(diào)速方式下，最大轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，并且不同頻率的各條機(jī)械特性是平行的，硬度相同。這種調(diào)速方法 機(jī)械特性較硬，在一定的靜差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。 由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此變頻調(diào)速為 無級(jí)調(diào)速，平滑性好 。另外，電動(dòng)機(jī)在正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率 s較小，因此轉(zhuǎn)差功率較小，效率較高 。 恒磁通變頻調(diào)速是屬于為 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 ⑵ 保持 =常數(shù) 11fU???????? ?????????????????? ????22122112211)(2 ??? xxSrrfSrpUmT? ? 2212212121112???xxsrrsrffUpm????????? ???????????? 由機(jī)械特性可見，隨著f1的降低， Tm 減小。顯然此時(shí)的機(jī)械特性特別在 低頻低速的機(jī)械特性變壞 了。 這種調(diào)速方式 近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 從基頻向上變頻調(diào)速 ： 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時(shí)，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(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速情況。 ? ?????????????????? ????221221122112 ??? xxsrrfsrpUmT頻率越高時(shí)， 越小， 也減小。 mT mS淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 小結(jié)：三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的特點(diǎn) ①從基頻向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)速，近似為恒功率調(diào)速方式； ②調(diào)速范圍大； ③轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好； ④運(yùn)行時(shí)小，效率高； ⑤頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 三、繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速及串級(jí)調(diào)速原理： 雙饋調(diào)速的基本原理 : 雙饋 是指繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子三相繞組分別接到兩個(gè)獨(dú)立的三相對(duì)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(zhuǎn)子電源電壓的幅值、頻率和相位則需按運(yùn)行要求分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，繞線式異步電動(dòng)機(jī)組成的雙饋調(diào)速系統(tǒng)，得到了許多人的重視。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)不僅能調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，還能改變電動(dòng)機(jī)定子邊的功率因數(shù)。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 串級(jí)調(diào)速的基本原理： 前述的雙饋調(diào)速要求加在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同頻率。如果 把異步電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)，同時(shí)把轉(zhuǎn)子外加電壓也變?yōu)橹绷髁?，這就是串級(jí)調(diào)速的基本思路。 通過改變逆變角的大小，就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 S。這種調(diào)速方法適合于高電壓、大容量繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載等要求調(diào)速不高的場(chǎng)合 。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 單相異步電動(dòng)機(jī) 一、結(jié)構(gòu) ： 定子為單相繞組（起動(dòng)和工作繞組）；轉(zhuǎn)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(chǎn)生脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)，其可分解為 F+、F，建立起正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng) Φ+、 Φ，這兩個(gè)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，從而形成正反向電磁轉(zhuǎn)矩 T+、 T，疊加后即為推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩 T。 設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 n ，則對(duì)正、反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)差率 s+及 s 為： sn nns ????11 snnns ??????? 211三、單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ： 轉(zhuǎn)子 靜止時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩為 0，即單相異步電動(dòng)機(jī)無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 當(dāng) s ≠ 1時(shí)， T≠0 ，且 T無固定方向，取決于 s 的正負(fù)。 由于反向轉(zhuǎn)矩的作用，合成轉(zhuǎn)矩減小，過載能力低。 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 四、起動(dòng)方法 電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向：由起動(dòng)繞組轉(zhuǎn)向工作繞組； 電容電動(dòng)機(jī)：實(shí)為兩相異步電動(dòng)機(jī)； 電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，只適用于比較容易起動(dòng)的場(chǎng)合。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ：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(diǎn) ：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，只適用于小型風(fēng)扇、電動(dòng)模具及電唱機(jī)中，容量一般在 30～ 40瓦以下； 轉(zhuǎn)向 ：由未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分。