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1、第28章 感应电动机的起动、调速和制动 1 第二十八章 感应电动机的起动、调速和制动 起动： 调速： 制动： 起动性能差、原因、改善方法 方法及其特点 方法及其特点 讲座：感应发电机及感应电机起动/发电 主 要 内 容 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 2 28-1感应电动机的起动 起动瞬间： 起动过程：从静止状态到稳定运行状态 起动性能：起动转矩大小、起动电流大小、起动时间长短 起动电流： 起动转矩： 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 3 起动电流相当大，而起动转矩并不大 （Ist4-7IN，Tst1.4-2.2TN） 起动性能特点： 原因：1、堵转阻抗小 2、主磁通一半，转子回
2、路功率因数低 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 4 起动电流Is大的影响 (1)对起动电动机本身，由于电压太低，起动转矩下降很多 ，当负载较重时，可能无法起动； (2)对同一台配电变压器供电的其他负载有影响，比如说电 灯会变暗数控设备可能失常，重载的其它异步电动机可 能停转等 起动转矩的要求 (1)起动转矩Ts大于负载转矩TL才能顺利起动 (2)轻载和空载起动，对起动转矩大小要求不高，重载起动 或快速起动要求起动转矩大 减小Ist 提高Tst 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 5 降低起动电流的方法有： (1)降低电源电压； (2)加大定子侧电阻或电抗； (3)加大转子侧电阻或电抗
3、 加大起动转矩的方法是： 适当增加转子回路电阻 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 6 一、直接起动 适用于小功率电机 二、降压起动 1.定子电路串电抗（or电阻） 2.自耦变压器（起动补偿器） 3. Y起动 三、深槽笼型和双笼型 感应电机 四、绕线式感应电机转子电路串电阻起动 起动时转子电阻大，运行时转子电阻自动减小 缺点：制造较困难，成本高 起动时转子回路电阻大，功率因数高Tst 五、软起动装置起动 端电压起动 电流 起动 转矩 串电抗 自耦变压器 Y起动 起动方法 适用于空载、轻载 六、VVVF（变频变压）起动 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 7 中小功率电机 在供电变压器容
4、量较大，电动机容量较小 的前提下，三相鼠笼型异步电动机可以直 接起动 一、直接起动笼型感应电动机 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 8 适用于空载和轻载 方法1）直接降压起动 电机端电压： 起动电流: 起动转矩： 二、降压起动笼型感应电动机 串电抗！ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 9 电机端电压： 电机起动电流 （变压器副边电流）： 电网起动电流 （变压器原边电流）： 起动转矩： 方法2）自耦变压器起动 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 10 方法3）星三角起动 电机相电压： 相电流（起动电流）： 起动转矩： 适用于正常运行为 接法的电机 第28章 感应电动机的起动、调速
5、和制动 11 三、深槽笼型和双笼型感应电动机 1、深槽笼型感应电动机 起动时，转子电流频率高 集肤效应转子导体截面积减小 r2 增大Tst 增大 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 12 2、双笼型感应电动机 起动笼r2大 运行笼r2小 起动时，转子电流频率高，电抗大 集肤效应内笼电抗大、电流小， 外笼电抗小、电流大，r2 大，Tst 增大 稳定运行时，转子电流频率低，电抗小， 内笼电阻小、电流大，外笼电阻大、电 流小，内笼起作用，效率高 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 13 四、绕线型感应电动机转子绕组串接变阻器起动 1、起动电流减小 2、功率因素增大 3、起动转矩增大 第28章
6、 感应电动机的起动、调速和制动 14 28-2 感应电动机的调速 交流调速地发展近况 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 15 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 16 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 17 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 18 (1)改变转差率s调速， (2)改变电机定于绕组极对数p调速， (3)改变电机供电电源频率f1调速 调速方法？ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 19 一、变转差调速 特点： 降低定子电压调速 ，过载能力下降 恒转矩负载调速范 围小 较适合于泵类负载 泵类 负载 1、改变定子电压调速 第28章 感应电动机的起动、调速和制动
7、 20 2、转子外接电阻调速 适用于绕线型 感应电动机 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 21 特点： 只能用于三相绕线型 异步电动机 属恒转矩调速性质 调速范围不大 调速的平滑性不好 调速时的效率很低 多用在断续工作方式 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 22 3、串级调速、双馈调速 在异步电动机转子电路内引入与电动机转 子频率相同的感应电动势 Ek，以调节异步电 动机的转速的方法： 转差功率得到利 用！效率高！ 系统复杂！ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 23 引入感应电动势 Ek 与 E2s 同相 引入感应电动势 Ek 与 E2s 反相 I2减小Tem减小s增加，n减
8、小 I2增大Tem增大s减小，n增加 可超同步电动！ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 24 二、变极调速 特点： 非平滑调速 实现方便 笼型多速电机 在频率不变的条件下，异步电机的同步 转速与极对数成反比，所以，改变电机绕组 的极对数，就能够达到调速的目的绕组有 多少种极对数，转速就有多少级 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 25 改变定子绕组极对数的办法有： 在定子槽里放上两套极对数不一样的独立 绕组； 在同一套定子绕组，改变它的联结方法， 得到不同的极对数； 在定子槽里放上两套极对数不一样的独立 绕组，而每套独立绕组本身又可以通过改 变它的联结方法，得到不同的极对数 双速、多
9、速电机 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 26 变极调速简单说明（电流反向变极法） 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 27 三、 变频调速 1从基频往下调节 （1）保持E1/f1=常数 机械 特性 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 28 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 29 E/f=常数变频调速机械特性 特点： Tmax与频率f无关，相 互平行 机械特性硬、调速范 围宽、稳定性好，无 级变速，运行效率高 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 30 （2）保持U1/f1=常数 主磁通m近于常数 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 31 U/f=常数变频调速机械特性
10、 特点 Tmax不为常数 低速时性能变差 补偿！ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 32 2从基频往上调节 由于电源电压不能高于电动机的额定电压， 在频率从基频往高调时，电动机电压只能保持额 定电压UN不变于是，主磁通要降低；频率越 高，就越低相当于弱磁调速的方法 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 33 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 34 基频向上变频调速 机械特性 特点 恒功率调速方式 直线部分“硬度”基本一 样 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 35 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 36 一、与电网并联运行的感应发电机 主磁通基本不变 28-3 感应发电
11、机 磁势空间矢量图 时间空间矢量图 输出：输出有功功率和容性无功功率（吸收感性 无功励磁） 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 37 二、自励感应发电机 条件： 1、剩磁 2、足够电容量 3、转速变化或负载变化？ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 38 28-4感应电动机的制动 一、反接制动 改变相序，磁场转向相反 S1,电磁制动状态 特点： 转子电流大，转子动能很快吸收，防反转 机械动能+吸收电能转化成转子铜耗 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 39 二、能耗制动 n电枢绕组交流电源断开， 接直流励磁，建立恒定磁场 n切割磁场，产生制动转矩 n动能变为电能,并转化为转 子绕组的铜损发热消耗 三、发电状态反馈制动 产生具有制动性质的电磁转矩！ 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 40 第28章 感应电动机的起动、调速和制动 41 中小型异步电机4KW以下采用Y 接法，4KW及以上采用接法 中高压中、大型异步电机采用Y 接法 航空Y接法带中线
