【正文】 1480 7595509550NNN ???? nPT 起動轉矩： N . m9 2 04 8 491st ??? .T 若采用 Y△ 換接起動，則起動轉矩 2 0 0 N . mN . m3 0 731s t Y ??? stTT 可以采用。 三相異步電動機的使用 （ 3）用 40%、 60%、 80%抽頭降壓，起動轉矩分別為： 2 0 0 N . mN . m14792040 2s t 1 ???? .T2 0 0 N . mN . m33192060 2s t 2 ???? .T2 0 0 N . mN . m58992080 2s t 3 ???? .T 采用 40%的抽頭不能起動，采用 80%的抽頭起動電流較大，應采用 60%的抽頭。 三相異步電動機的使用 113 三相異步電動機的反轉 ? 實現(xiàn)三相異步電動機反轉的方法有多種，但無論采用哪一種方法，其原理都是調換兩根電動機與電源的連接線，使電動機定子繞組產(chǎn)生反轉磁場，從而使轉子產(chǎn)生反轉力矩，實現(xiàn)電動機的反轉。產(chǎn)生反轉磁場的方法在學習任務 2的旋轉磁場一節(jié)中已經(jīng)講過。 ? 常見的實現(xiàn)電動機反轉的方法主要有兩種：一種是直接改變電源的兩根接線，使其產(chǎn)生反轉磁場，實現(xiàn)電動機的反轉；另一種方法是通過電氣控制器件，根據(jù)實際需要實現(xiàn)電動機的正轉和反轉。一種是通過按鈕和交流接觸器實現(xiàn)電動機正轉和反轉的控制電路，將在項目 5學習任務 2中做詳細的介紹。另一種是由倒順開關完成的實現(xiàn)電動機正轉和反轉的控制電路，該電路在建筑工地的升降機、食堂的和面機中應用較多。當?shù)鬼橀_關旋到正轉位置時電動機完成正轉，倒順開關旋到倒轉位置時，通過開關內(nèi)的線路連接，改變了兩根電源接線，則電動機實現(xiàn)反轉，這種電路結構簡單，成本低，但電機沖擊較大。 114 雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路 115 異步電動機的其它起動方法 ? 除以上介紹的幾種常用起動方法外，還由其它幾種起動方法。 ? ? 方法：起動時，將電抗器或電阻接入定子電路；起動后，切除電抗器或電阻，進入正常運行。三相異步電動機定子邊串入電抗器或電阻起動時，定子繞組實際所加電壓降低， 從而減小起動電流。但定子邊串電抗器 （ 功率因數(shù)降低 ） 起動時，串電阻起動時，能耗較大 （ 功率損耗較大 — 熱量 ） ，實際應用不多。在電動機運行原理與特性一節(jié)中已作過介紹。 116 延邊三角形起動 ? 延邊三角形降壓起動介于自耦調壓器起動與 YΔ 起動方法之間。 ? 方法：每相定子繞組都連接為兩個繞組，起動時，每相繞組的一個繞組接成 Δ 形，另一個繞組接 Δ 形的三個結點，使三角形的邊長向外延伸，所以稱為延邊三角形。從外形看，又像 Y形連接。實際上，中間為三角形連接，外圍為星形連接，由于部分繞組采用了 Y形連接，從而降低了起動電壓，減小了起動電流。起動后，自動將每相的兩個繞組線圈串聯(lián)，接成 Δ 形連接，進入正常運行。延邊三角形可采用不同的抽頭比，來滿足不同負載特性的要求。 ? 延邊三角形起動的優(yōu)點是節(jié)省金屬，質量輕；缺點是內(nèi)部接線復雜。 ? 籠型異步電動機除了可在定子繞組上想辦法減壓起動外，還可以通過改變轉子的電阻參數(shù)來改善起動性能，這類電動機主要有深槽式和雙籠式。 117 三、制動 采取措施使電動機迅速停機。 制動方法 機械制動： (利用電磁抱閘實現(xiàn) ) 電氣制動 （利用反向電磁轉矩） 能耗制動 反接制動 機械制動： 起動時：電磁抱閘線圈同時通電，電磁鐵吸合，使抱閘打開。 斷電時：抱閘線圈同時斷電，在彈簧作用下，抱閘把轉子緊緊抱住，實現(xiàn)制動。 三相異步電動機的使用 118 （一）能耗制動 切斷電源后，把轉子及拖動系統(tǒng)的動能轉換為電能在轉子電路中以熱能形式迅速消耗掉的制動方法。 三相異步電動機的使用 M 3～ QS 運轉 制動 + RP U1 V1 W1 L1 L2 L3 119 M 3～ QS 運轉 制動 + RP U1 V1 W1 L1 L2 L3 停機時， QS從“運行”合向“制動”， V、W繞組通直流電， 可判定轉子電流與固定磁場相互作用產(chǎn)生的電磁轉矩為逆時針，稱制動轉矩。電動機停轉后，制動轉矩消失。 三相異步電動機的使用 優(yōu)點： 制動平穩(wěn)，消耗電能少。 缺點： 需直流電。 120 （二）反接制動 改變電動機三相電流的相序，使電動機的旋轉磁場反轉的方法。 M 3～ QS 運轉 制動 U1 V1 W1 L1 L2 L3 R R 三相異步電動機的使用 優(yōu)點： 簡單，停機迅速。 缺點： 機械沖擊和耗能大。 接電源 3根導線對調 2根，轉速接近零時切斷電源。 121 ? 回饋制動發(fā)生在電動機的轉速 n超過旋轉磁場的同步轉速 n1的時候，如當起重機下放重物時，重物拖動轉子，或多速電動機由高速向低速轉換過程（如變極調速電動機，剛將磁極對數(shù) p加倍時 ,磁場轉速立即減半 ,但由于慣性 ,轉子的轉速只能逐漸下降），出現(xiàn)轉子轉速超過同步轉速的狀態(tài)，即 nn1，此時轉子繞組切割定子旋轉磁場方向與原電動狀態(tài)相反，則轉子繞組感應電動勢和電流方向也隨之相反，電磁轉矩方向也反了，即由轉向相同變?yōu)檗D向相反，成為制動力矩，轉子電路中感應電動勢、電流和轉矩的方向都發(fā)生了變化，轉矩方向與轉子轉向相反，成為制動轉矩，使重物受到制動而勻速下降。此時電動機將機械能轉變?yōu)殡娔莛佀碗娋W(wǎng)，所以稱回饋制動。實際上這時的電動機已轉入發(fā)電機運行狀態(tài)。 （三）回饋制動 二、調速 ? ? ? ?pfsnsn 116011 ????負載不變的情況下，人為地改變電動機轉速。 三種方法調速 改變磁極對數(shù) p 改變電源頻率 f1 改變轉差率 s 三相異步電動機的使用 （一）變極調速 U1 U2 U39。1 U39。2 i i P=2 U1 U39。1 U2 U39。2 N N S S 改變定子繞組接線，可以改變極對數(shù)，從而改變轉速。 三相繞組中的 U相繞組中的兩個繞組串聯(lián)。 三相異步電動機的使用 U1 U2 U1’ U2’ i i ? ? U1 U1’ U2 U2’ S N P=1 三相繞組中的 U相繞組中的兩個繞組并聯(lián)。 缺點： 由于 p只能成倍變化，因此不能實現(xiàn)平滑無極調速，只用在對調速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床。 優(yōu)點： 簡單、經(jīng)濟。 三相異步電動機的使用 （二）變頻調速 改變電源頻率，可以得到平滑的調速。 變頻調速，要保證 T不變 → 需 磁通量 不變。 因為： Φm≈ U/ 所以： 需保證 U/f比值 不變 專用變頻設備 —— 晶閘管變頻器 f=50Hz 逆變器 M 3 ~ 整流器 f可調 U/f不變 + – ~ 優(yōu)點： 實現(xiàn)無級平滑調速 ,機械特性硬度基本不變，因而正獲得越來越廣泛的應用。 三相異步電動機的使用 交流 交流 直流 （三 )變轉差率調速 轉子電路中串入調速電阻，通常只用于繞線型電動機。 設負載轉矩 TL： 轉子電路電阻為 Ra， 運行于 a點，轉速 na。 若 TL不變，將 Ra增大為 Rb，工作點移至 b點，轉速 nb，實現(xiàn)調速 。 優(yōu)點： 方法簡單，調速平滑。 缺點： 能耗較大，使機械特性變軟。 三相異步電動機的使用 Ra Rb ＞ Ra T o n n1 nb TL na a b 一、電容分相式電動機 二、罩極式電動機 主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等小功率電器中。 與三相異步電動機相仿，轉子一般是籠型的。 單相異步電動機 概述 使用單相交流電源的異步電動機。 定子繞組通入的是 單相交流電 ，產(chǎn)生的是空間位置不變、大小和方向隨時間做正弦變化的脈動磁場 。 S N 由于脈動磁場不能旋轉，電動機不能起動， 單相異步電動機 常用方法 ： 電容分相式和罩極式兩種 。 必須采取措施：再產(chǎn)生一個與此脈動磁場頻率相同、相位不同、在空間相差一個角度的另一個脈動磁場與其合成。 一、電容分相式電動機 iU U1 U2 V1 V2 iV C + u C的作用： iU滯后 iV接近 90186。，即把單相交流電變?yōu)閮上嘟涣麟?，產(chǎn)生兩個脈動磁場。 單相異步電動機 C與 V繞組串聯(lián)后與U繞組并聯(lián)在電源上 φV φU U?UI?VI??? 45t?o0?t?U1 V1 ??? 90t?兩個脈動磁場合成一個旋轉磁場 450 900 iV iU mIit?O 0?t?U1 V1 ??0?t?U1 V1 ?單相異步電動機 （ 2）轉子啟動后，轉速上升到一定數(shù)值，利用離心開關將分相電容從電路中斷開，脈動磁場產(chǎn)生的脈動轉矩能使轉子繼續(xù)轉動。 電容分相式電動機的運行過程： （ 1）在旋轉磁場作用下，轉子順著一個方向啟動。 電容分相式電動機也可反向運行： iU U1 U2 V1 V2 iV C + u S 正轉： 開關 S向上扳，C與 V繞組串聯(lián)。 反轉： 開關 S向下扳，C與 U繞組串聯(lián)。 洗衣機中的電動機即為此原理。 單相異步電動機 n 二、罩極式電動機 定子繞組 鼠籠式轉子 單相異步電動機 短路環(huán) 定子作成凸極式，極面上開小槽，嵌入 短路銅環(huán)，罩住部分磁極。 單相異步電動機 電流 i流過定子繞組產(chǎn)生磁通 ?1， 同時另一部分磁通與短路環(huán)作用生成磁通 ?2 。 由于短路環(huán)中感應電流的阻礙作用， 使 ?2在相位上滯后 ?1。 這樣兩個時間上有相位差，空間上相隔一定角度的 脈動磁場，使轉子繼續(xù)轉動。 ~ ~ i ?1 ?2 定子繞組 鼠籠式轉子 短路環(huán) 短路環(huán) 單相異步電動機能在單相交流電源上使用，但效率、功率因數(shù)和過載能力都較低，因此目前只生產(chǎn) 1KW以下的小容量單相異步電動機。 優(yōu)點： 結構簡單。 缺點： 起動轉矩較小，正反轉不能用開關控制，常用于電風扇、吹風機中。 單相異步電動機 136 一、類型的選擇 二、容量（額定功率）的選擇 三、額定電壓的選擇 四、額定轉速的選擇 五、結構的選擇 137 一、類型的選擇 異步電動機 籠型： 結構簡單，價格便宜，維護方便。 沒有特殊要求，盡量選用籠型。 例如：水泵、風機、運輸機、壓縮機等 線饒型： 起動轉矩大，起動電流小，可平 滑調速，但結構復雜，價格高， 使用維護不便。 用于起動負載大和有一定調速要求的場合。 例如：起重機、卷揚機、軋鋼機、鍛壓機等 異步電動機的選擇 138 單相異步電動機 （ 用于只有單相交流電源或需小功率的場合 ） 需正反轉： 電容分相式 單方向轉動： 罩極式 例如：家用電器、醫(yī)療器械 特種異步電動機 直接帶動低速機械工作： 力矩電動機 作為執(zhí)行元件驅動控制對象： 伺服電動機 帶動機械做直線運動： 直線電動機 用于特殊要求的場合 異步電動機的選擇 139 二、容量（額定功率）的選擇 功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。 應按電動機的三種工作方式選擇電動機頻率：連續(xù)、短時 和 斷續(xù)。 （一）連續(xù)工作制（ S1） 所選功率為： 21LN ηηPP ?PL：生產(chǎn)機械的負載功率。 η1：生產(chǎn)機械本身的效率。 η2：電動機與生產(chǎn)機械之間的傳動效率 直接連接： η2=1，皮帶傳動： η2=。 異步電動機的選擇 140 （二）短時工作制（ S2） 所選功率為： 21LN ηληPP ?PL：生產(chǎn)機械的負載功率。 η1：生產(chǎn)機械本身的效率。 η2：電動機與生產(chǎn)機械之間的傳動效率。 λ=Tm/TN：電動機的過載系數(shù)。 異步電動機的選擇