【正文】 動(dòng)鐵芯和靜鐵芯； (2)觸頭系統(tǒng) ,包括三副主觸頭和兩個(gè)常開、兩個(gè)常閉輔助觸頭 ,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的； (3)滅弧裝置 ,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置 ,以便迅速切斷電弧 ,免于燒壞主觸頭； (4)絕緣外殼及附件 ,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。 由于轉(zhuǎn)子繞組為星形聯(lián)結(jié)，相電流等于線電流。若不在范圍之內(nèi)，需加大起動(dòng)級(jí)數(shù) m，重新計(jì)算 α 和 T2，直到 T2滿足要求的值。同理可以求得 MTT1 =3Mass =2Mcss =1Mess =0Mgss MTT2 =3Mbss =2Mdss =1Mfss =0Mhss 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 16 由于 sc=sb對(duì)應(yīng)兩式相除，并參照式 SM=22Xr 可得 α=21TT =23MMss =2223 XR XR =23RR 由于 se=sd，對(duì)應(yīng)兩式相除可得 α=21TT =12MMss =2122 XR XR =12RR 由于 sg=sf，對(duì)應(yīng)兩式相除可得 α=21TT =01MMss =2221 Xr XR =21rR 可見 R3=αR 2 R2=αR 1 R1=αR 0 所以 R3=αR 2=α 2R1=α 3R0 若是 m級(jí)起動(dòng)則 Rm=α mR0=α m r2 式中 Rm=r2+Rst1+Rst2+ … +R stm 因此 α=m mrR2 由前面的分析還可以得到 0Mgss =3Mass sg=sa30MMss =12320 XR XR =30RR =32Rr 若是 m級(jí)起動(dòng)則 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17 sg=mRr2 此外在固有特性 0 上工作時(shí) NTT1 =Ngss sg=sNNTT1 將這些關(guān)系代入 α 公式可得 α=mNNTsT1 ④ 兩邊取對(duì)數(shù)便得到起動(dòng)級(jí)數(shù) m的計(jì)算公式 m＝ ?lglg1TsTNN ⑤ 若 m 不是整數(shù)，可取相近整數(shù) 重新計(jì)算 α ，檢驗(yàn) T2是否在規(guī)定范圍之內(nèi)。 啟動(dòng)電阻的計(jì)算 （一） 起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻的計(jì)算 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1和切換轉(zhuǎn)矩 T2 一般選擇 T1=(～ )TM ① T2=(～ )TL ② 求出起切轉(zhuǎn)矩比 α α=21TT ③ 求出起切級(jí)數(shù) m， 利用機(jī)械特性，根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)起動(dòng)級(jí)數(shù) m 的計(jì)算公如下： 由特性 0 與水平虛線構(gòu)成直角三角形求出 MTT1 =000Mgnn nn?? =0Mgss MTT2 =000Mhnn nn?? =0Mhss 式中 ng和 nh是工作在 g 和 h 點(diǎn)的轉(zhuǎn)速， nM0是 TM和特性 0 交點(diǎn)上的轉(zhuǎn)速（臨界轉(zhuǎn)速）。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 0由 g點(diǎn)向 h 點(diǎn)移動(dòng)，經(jīng)過 h點(diǎn)，最后穩(wěn)定運(yùn)行在 j點(diǎn)，整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從 d 平行移到機(jī)械特性曲線 1 上的 e 點(diǎn)，該點(diǎn)上的電磁轉(zhuǎn)矩 T=T1。 轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，工作點(diǎn)沿特性 2 由 c 到 d 點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩 T 等于切換轉(zhuǎn)矩 T2。轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻為 R2=r2+Rst1+Rst2，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)樘匦?2。電動(dòng)機(jī)開始起 動(dòng)，起點(diǎn)為機(jī)械特性曲線 3 上的a點(diǎn)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1〈 TM。適用于中小功率低壓電動(dòng)機(jī)。因此，頻敏變阻器的電阻最大，這就相當(dāng)于起動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子回路中串接一個(gè)較大電阻，從而使起動(dòng)電流減小。 轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器起動(dòng)：頻敏變阻器的 電阻（ 電抗 ）隨線圈中所通過的電流頻率而變。一般采用起動(dòng)變阻器起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)全部電阻串入 轉(zhuǎn)子 電路中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸加快，利用控制器逐級(jí)切除起動(dòng)電阻，最后將全部起動(dòng)電阻從轉(zhuǎn)子電路中切除。一是高壓產(chǎn)品的價(jià)格太高，是液阻軟起動(dòng)產(chǎn)品的 5～ 10 倍，二是晶閘管引起的高次諧波比較嚴(yán)重。與液阻軟起動(dòng)相比，它的體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)量小，功能齊全，菜單豐富，起動(dòng)重復(fù)性好，保護(hù)周全，這些都是液阻軟起動(dòng)無法比擬的。目前在低壓 (380V)內(nèi)，晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)下降到液阻軟起動(dòng)的大約 2 倍，甚至更低。 晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品問世不過 30年左右的時(shí)間，它是當(dāng)今電力電子器 件長足進(jìn)步的結(jié)果。它是軟起動(dòng)中的一個(gè)重要類別。 e 軟啟動(dòng) 軟起動(dòng)可分為有級(jí)和無級(jí)兩類，前者的調(diào)節(jié)是分檔的，后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。 自耦變壓器起動(dòng)適用于容量較大的低壓電動(dòng)機(jī)作減壓起動(dòng)用，應(yīng)用非常廣泛，有手動(dòng)及自動(dòng)控制線路。 若自耦變壓器的變比為 k，與直接起動(dòng)相比，采用自耦變壓器起動(dòng)時(shí)，其一次側(cè)起動(dòng)線電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降低到直接起動(dòng)的 l／ k2。當(dāng)時(shí)間繼電器 KT 延時(shí)完畢閉合后， KM1 線圈斷電，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時(shí) KM2 線圈斷電，切斷自耦變遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 13 壓器電源，使 KM3 線圈得電吸合， KM3 主觸頭接通電動(dòng)機(jī)在全壓下運(yùn)行。控制過程如下：合上空氣開關(guān) Q接通三相電源。 d自耦變壓器起動(dòng) 自耦變壓器起動(dòng)法就是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電源通過自耦變壓器降壓后接到電動(dòng)機(jī)上，待轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將自耦變壓器從電源切除，而使電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上轉(zhuǎn)化為正常運(yùn)行的一種起動(dòng)方 法。 定子繞組接成星形連接后，每相繞組 的相電壓為三角形連接 (全壓 )時(shí)的 33 ，故 星 角 起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均下降為直接起動(dòng)的 1／ 3。切換至 KM3 閉合，定子繞組改為三角形 (△ )接法，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行。 接觸器 KM2 和 KM3 互鎖，即其中一個(gè)閉合時(shí)，必須保證另一個(gè)斷開。 △降壓?jiǎn)?dòng) 星 角 降壓?jiǎn)?dòng) 是電動(dòng)機(jī) 啟 動(dòng)時(shí)，定子繞組為星形 (Y)接法，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升至接遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12 近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將繞組切換為三角形 (△ )接法，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行的一種起動(dòng)方式。 如圖 22 所示：當(dāng)起動(dòng)電機(jī)時(shí)，合上開關(guān) Q，交流接觸器 KM 斷開，使電源經(jīng)電阻或電抗 R流進(jìn)電機(jī)。因此，這種起動(dòng)方法僅僅適用于空載或輕載起動(dòng)場(chǎng)合。由三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路可知：起動(dòng)電 流正比于定子繞組的電壓，因而定子繞組串電阻或電抗可以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的。 如果在沒有獨(dú)立的變壓器供電的情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁，則按照經(jīng)驗(yàn)公式來估算，滿足下列關(guān)系即可直接啟動(dòng)： 電動(dòng)機(jī)功率電源總?cè)萘款~定電流啟動(dòng)電流 ??? 443II Nst 直接啟動(dòng)因無需附加啟動(dòng)設(shè)備，且操作和控制簡(jiǎn)單、可靠，所以在條件允許的情況下應(yīng)盡量采用。 圖 21 為其 電路原理圖。 對(duì)于功率較小的電動(dòng)機(jī)可采用一般三相變阻器或油浸啟動(dòng)變阻器，對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)則采用小電阻。從啟動(dòng)電流對(duì) 供電電網(wǎng)的沖擊和機(jī)械的受力考慮，啟動(dòng)電阻的分級(jí)數(shù)目不能太少，一般為 5— 8級(jí)。每短接一段，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩便突變一次。 222 3RsEI N? （ 1） 啟動(dòng)電阻的使用原則 目前國內(nèi)廣泛使用的啟動(dòng)電阻是金屬電阻，它是由一箱電阻片構(gòu)成的。為了充分利用電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)當(dāng)隨著轉(zhuǎn)速的增高，逐漸減少轉(zhuǎn)子回路電阻，使電動(dòng)機(jī)維持較高的啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩。 2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)原理 轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)的原理 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串三相對(duì)稱電阻啟動(dòng)時(shí)，一般采用分級(jí)切除啟動(dòng)電阻的方法。 （ 3）改變定子電源頻率時(shí)的人為特性 一般變頻調(diào)速采用恒 轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持為恒值，為此在改變頻率的同時(shí)，電源電壓也要作相應(yīng)的變化，使 U/f =C ，這在實(shí)質(zhì)上是使電動(dòng)機(jī)氣隙磁通保持不變。 此外，電網(wǎng)電壓下降 ，在負(fù)載不變的條件下，將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率 S 增大，電流增加，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱甚至燒壞?？梢?，電壓愈低，人為特性曲線愈往左移。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)~ ?? .,線繞式異步電動(dòng)機(jī) ~ ?? b．人為機(jī)械特性 由上述分析可知：異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與電動(dòng)機(jī)的參數(shù)有關(guān) ，也與外加電源電壓、電源頻率有關(guān)，將關(guān)系式中的參數(shù)人為地加以改變而獲得的特性稱為異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性。欲求轉(zhuǎn)矩的最大值，可令 dT/du=0 得臨界轉(zhuǎn)差率 202m / XRS ? 再將 Sm 代入轉(zhuǎn)矩公式中，即可得 202max 2XUKT ? 通常把在固有機(jī)械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比 Nmaxm /TT?? 稱為電動(dòng)機(jī)的過載能力系數(shù)。通常把在固有機(jī)械特性上啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst 與額定轉(zhuǎn)矩 TN 之比 ?st=Tst/TN 作為衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。將 S=1 代入轉(zhuǎn)矩公式中，可得 2202222st XR URKT ?? ，可見，異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst 與 U、 R2 及 X20 有關(guān)。此時(shí)額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率為 NnPT NN ?， 0 N0N nnnS ?? 式中 : PN—— 電動(dòng)機(jī)的額定功率； PN nN—— 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，一般 0N )9 8 ~( nn ? SN—— 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，一般 ~ ?S TN—— 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。 從特性曲線上可以看出，其上有四個(gè)特殊點(diǎn)可以決定特性曲線的基本形狀和異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，這四個(gè)特殊點(diǎn)遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 7 是： ? ? 0,01 0 ??? SnnT 電動(dòng)機(jī)處于理想空載工作點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速。 a．固有機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉(zhuǎn)子電路中不串聯(lián)任何電阻或 電抗時(shí)的機(jī)械特性稱為固有（自然）機(jī)械特性。 T=KmФ I2 cosφ 2 因?yàn)?22022212 )( SXR NfSI ? ?? 所以 220222222022212)()( SXR USRKSXR USRKT ???? …… …………… ..轉(zhuǎn)矩特性 式中， K—— 與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、電源頻率有關(guān)的一個(gè)常數(shù)； U1 、 U—— 定子繞組電壓，電源電壓； R2—— 轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻； X20 —— 電動(dòng)機(jī)不動(dòng)（ S=1）時(shí)轉(zhuǎn)子每相繞組的感抗。 三相異步電動(dòng)機(jī)的能流圖 電源的輸入功率 P1 = 3 U1I1cosφ 1 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 P2 （銘牌功率） P2 = P1P 損 耗 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 6 η=P2/