三相异步电动机的使用讲解

《三相异步电动机的使用讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三相异步电动机的使用讲解（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 三相异步电动机的使用 电动机的启动 电动机的转速由零达到稳定转速的过程为启动过程。由于刚起动 时转子与旋转磁场间的相对转速很大，因此会产生很大的感应电动势 和电流，则此时的定子电流（即起动电流）必然也很大。一般为额定 电流的47倍。 起动电流大会有什么影响呢？ 1、起动电流过大，在线路上的压降增大，影响由同一线路中的其他 负载正常工作。 2、经常启动的电动机，往往造成绕组过热，绝缘老化，从而缩短电 动机的使用寿命。 第一节节 三相异步电动电动 机的启动动 启动方法 直接启动和降压启动。 1、定义：电动机的直接启动又称全压启动，启动时加 在定子绕组上的电压为额定电压。 2、电动机直接启动条件：

2、 （1）电动机容量小于7.5KW。 （2）电动机启动瞬间造成电网电压波动小于10 ， 对于不经常启动的电动机可放宽到15 。 （3）满足经验公式： 变压器容 量 3、缺点：对电动机和电网有一定的电流冲击。 一、三相异步电动机的直接启动 （一）定义：是指电动机启动时降低加在定子绕组上的 电压，启动结束时加额定电压。 （二）适用：电动机降压启动只适用于空载或轻载。 原因：电动机的转矩与电压的平方成正比，降压启动大 大减小了启动转矩。 （三）降压启动方法：自耦变压器降压启动、Y 降 压启动、延边三角形的降压启动、定子串电阻降压启动 二、三相鼠笼异步电动机的降压启动 1、 Y 降压启动 （1） Y 降

3、压启动是把正常工作时定子绕组作 三角形联接的电动机，在起动时接成星形，待电动机 转速上升后，再换接成三角形。 因为： 所以： （2）结论： 降低启动电流：Y接时起动电流是接时的起动电 流的1/3 降低启动转矩：电动机的电磁转矩与电压的平方 成正比， Y接时起动转矩是接时的起动转矩的 （3）适用：适用于正常工作时作接的动机 2、延边三角形的降压启动 （1）启动时定子绕组一部分接成星形，另一部分接成 三角形，看上去像三角形的三个边延长，称为延边三 角形。 （2）结论：延边三角形接法实际上是把星形接法 和三角形接法结合在一起，因此它每相绕组所承受 的电压小于三角形接法时的线电压，大于星形接法 时的1

4、/ 线电压，而请究竟是多少，则取决于每 相绕组中星形部分的匝数和三角形部分的匝数之 比。 （3）缺点：定子绕组比较复杂。 3、自耦变压器降压启动 自耦变压器原理图 （1）启动时先合上合上开关QS，再把Q投向“起动” 位，这时自耦变压器将电源电压降低后加到电动机上， 待电动机转速升高后，再把Q投向“运行”。 降低启动转矩：而电动机的电磁转矩与电压的平方成 正比，所以电动机的启动转矩降为全压启动转矩的1/ （2）结论： 降低启动电流：设变压器的变比为K，因为自耦变压 器使定子电压降低到直接启动的1/K倍，所以定子电流 （变压器的副边电流）也降为直接启动的1/K倍，而变 压器的原边电流则要降为直接启

5、动时1/ 。 为满足不同的负载要求，自耦变压器二次侧有23组 抽头，其电压分别为一次电压的80 、65 适用：只用于功率较大和不能用 Y 降压启动的场合 4、定子串电阻（电抗）降压启动 （1）在启动时定子绕组中串联适当的电阻（电抗）,启 动电流在电阻（电抗）上产生电压降，定子绕组上的电 压就相对减少，待电动机启动结束时再将电阻（电抗） 短接。 （2）适用：串联电阻有电能损耗，一般使用电抗器以 减少电能的损耗，但电抗器的体积和成本都较大。此方 法很少使用。 例：有一台鼠笼式三相异步电动机 PN =28kw，接。UN= 380V。IN= 58A，cosN= 0.88，N1455r/min，起动电流

6、倍数KI= 6，起动转矩倍数KT= 1.1，过载倍数 =2.3。供电变压器要求起动电流150A，负载起动转矩为73.5N.m。请选择一个合 适的降压起动方法，写出必要的计算数据。若采用自耦变压器降压起动，抽头有 55%、64%、73%三种，需要算出用哪个抽头；若采用定子边串接电抗起动，需要 算出电抗的具体数值；能用Y-起动时，不用其他方法。 解：电动机额定转矩 正常起动要求起动转矩不小于 TS1，大小为: TS1= 1.1TL= 1.1 x 73.5 = 80.85N.m 首先，校核是否能采用Y-起动方法， Y-起动时的电流为： 其次，校核是否能采用串电抗起动方法：限定的最大起动电流 IS1=

7、 150A ，则串电抗起动最大起动转矩为： Y-起动时的起动转矩为 ： 不能采用Y-起动。 最后校核是否能采用自耦变压器起动：抽头为55%时，其起动电流与起动转矩 为 IS1= 0.552 IS = 0.552 x 6 x 58 = 105.27A IS1IS1 TS1= 0.552TS= 0.552 x 1.1 x 183.78 = 61.15 N.m TS1 TS1不能采用。 抽头为 64% 时，其起动电流与起动转矩为 IS2= 0.642 IS = 0.642 x 6 x 58 = 142.5A IS2IS1 TS2= 0.642 TS= 0.642 x 1.1 x 183.78 = 8

8、2.80 N.m TS2 TS1能采用64%的抽头。 抽头为73%时，其起动电流与起动转矩为 IS3= 0.732 IS = 0.732 x 6 x 58 = 185.45A IS3 IS1 不能采用。起动转矩就不用算了。 不能采用串电抗降压起动。 三、绕线转子电动机的启动 1、转子串电阻启动 （1）启动时先将启动变阻器的阻值调至最大，随 着转速的升高，逐渐减小电阻，待转速接近额定 值时，把变阻器短接，使电动机进入正常运行。 l小型电动机 l结论：在转子电路中增加电阻，会减小转子电流 I2，从而也减小了定子电流I1，同时又可以提高起 动转矩。适合重载启动。 l大容量电动机 2、转子串接频敏变阻

9、器启动 （1）频敏变阻器是用厚钢板做铁心的三相电抗器， 三个绕组常接成星形。 （2）原理：当频率变化的转子电流通过通过频敏变 阻器的绕组时，在铁心中产生频率变化的交变磁通 ，从而在铁心中产生涡流，使铁心发热而消耗掉转 子电路的一部分功率，其效果相当于电阻的作用， 同时铁心线圈本身具有电感。该电阻值和电感值一 起随着起动过程中转子电流频率的降低而自动减小 ，启动结束后，应把频敏变阻器从转子电路中切 除。 第二节节 三相异步电动电动 机的调调速 电动机的调速 改变异步电动机的转速，即调速。 电动机的调速方法 根据 异步电动机的调速有三种方法： l改变定子绕组的磁极对数P变极调速 l改变电动机的转差

10、率S转子串电阻或改变定子绕组上 的电压 l改变电源频率f变频调速 1、方法：改变异步电动机定子绕组的接线，可以改变 磁极对数，从而得到不同的转速。 两个绕组并联时，产生两极磁场; 两个绕组串联时，产生四极磁场。 2、优点：简单经济 缺点：不能进行无级调速 3、适用：只适用笼型转子。不适用绕线型，因为绕线 转子电动机的转子绕组极数是固定不变的。 一、变极调速 二、改变转差率调速 1、变阻调速 （1）变阻调速是通过改变电动机转子电路的外接电 阻实现的，只适用于绕线转子的调速。 （2） 负载转矩TL不变时，增 大转子电阻，转速下降 （3）特点： l变阻调速方法简单，调速平滑 l串电阻调速，机械特性变

11、软，当负载有较小变化时 ， 会引起很大的转速波动。 l转子电路串联电阻要消耗功率，使电动机效率变 低。 2、变压调速 （1）变压调速是改变电动机定子绕组上的电压进行调速 的。 （2） a b 当负载转矩不变时，降低 定子绕组上的电压时，转 速下降 （3）特点：调速方法简单，但调速范围较窄，对于笼型 电动机没有多大实用价值。 3、变频调速 （1）变频调速就是改变三相异步电动机的电源频率， 可以得到平滑的调速。应用最广的是恒磁通调速。 因为： 所以：要保证 不变，改变电源频率f的同 时，还要改变电源电压U，即保证U/f保持不 变。通常进行变频调速时需要专用的变频设 备。 （2）特点：可实现大范围的

12、无级调速，而且电动机 的机械特性的硬度基本不变，是一种比较理想 的调速方式。 第三节节 三相异步电动电动 机的反转转和制动动 一、三相异步电动机的反转 （1）方法：电动机的转向取决于旋转磁场方向，而 改变旋转磁场的方向，只要改变接入定子绕组的三 相交流电电源相序，即电动机任意两相绕组与交流 电源接线互相对调。 （2）电路： S往上合：L1U L2V L3W S往下合：L1V L2U L3W 二、三相异步电动机的制动 电动机的制动 电动机与电源断开后，由于转子有惯性，要经过一段时间后才停 车。为了使电动机迅速准确地停转，必须对电动机实行制动。 电动机的制动方法 机械制动 电力制动 反接制动 能耗

13、制动 一、机械制动 （1）利用机械装置使电动机在电源切断以后，迅 速停转的方法。 （2）电磁抱闸 （3）适用：起重机械 二、电力制动 1、反接制动： （1）反接制动是改变电动机三相电流的相序，使电 动机的旋转磁场反转的制动方法称为反接制动。 （2）方法：把电动机与电源联接的三根导线任意对调 两根，当转速接近于零时，再把电源切断。 （3）特点： l S1 l 反接制动时接入限流电阻，以缓和电流冲击和机械冲 击。 转子感应电流瞬间比启动电流还大，经常反接制动， 电流冲击大，电动机会过热，甚至损坏。 电磁转矩从驱动制动立刻变为制动，对电动机的转轴 及传动部分有很大机械冲击。l为了准确停车，常采用速度

14、继电器来控制，及时断电 （4）适用：由于对电动机及负载冲击大，一般只用 于小型电动机，且不经常停车制动的场合。 2、能耗制动 （1）能耗制动是切断电源后，把转子及拖动系统的动 能转换为电能在转子电路中以热能的形式迅速消 耗掉的制动方法。 （2）方法：在定子绕组切断三相电源后，立即通入直 流电。 （3）特点：制动平稳，对电网及机械设备冲击小。 但低速时，制动力矩随之减小，不易停车，需要直流 电源。 能耗制动原理图 3、再生制动（又称回馈制动） （1）再生制动是由于外力的作用，电动机的转速n超 过同步转速n1,电动机处于发电状态，即电动机是将机 械能转化为电能，向电网反送电。 （2）如：起重机 （3）特点：再生制动应用范围很窄，只有nn1时 才能实现。这种制动不能把转速下降 到零，而是使转速受到限制，不需要 任何设备，还能向电网送电，经济性 能较好。