三相异步电动机的起动方法与特性ppt(共103页)

6、三相笼型转子异步电动机的起动
• 直接起动：电流大、起动转矩不大。不能在转 子绕组中串电阻或电抗。
，
I'rs
Us RsR'r 2XsX'r 2
Scr
R'r Rs2 XS X'r 2
T ma x4 3p fRs
U s2 Rs 2X sX 'r 2
电机的电磁转矩和其转速的关系。
• 物理表达式：
TemCTmI2' co2 s'
• •
参实数用表表达达式式：：Tem2m fp(R1Rr' )U 2s 2 R (SX r' 1Xr' )2
Tem
2Tmax S S cr
S cr
S
2、固有的机械特性：
当 U 1U 1 N ;f15H 0;z 且电机定子 和转子电路中不外接电阻（电抗、电容）时
二、鼠笼式三相异步电动机的 起动方法
1、关于电动机起动
• 电机起动：电机从不工作状态到正常工作状态的过程。 • 问题
– 起动电流 – 起动转矩 – 起动时间
• 起动限制条件
– 起动转矩Tst≥1.1TN – 电机容许最大电流 – 电源容量 – 每小时最大起动次数
2、电动机的直接起动
• 直接起动：电机在静止状态下直接施加额定电压实施 的起动过程。
5、电动机的起动方法
• 直流他励电机
– 降低电枢电压起动 – 电枢回路串电阻起动
• 三相感应电机
– 降低电源电压起动 – 绕线式感应电机转子串电阻起动 – 特殊起动方式
• 绕线式转子串频敏电阻起动（属转子串电阻起动） • 深槽和双鼠笼电机的起动（属转子串电阻起动） • Y-Δ起动（属降低电压起动） • 定子串电抗器起动（属降低电压起动）
第九章 三相异步电动机的电力拖动
一、异步电动机的机械特性(△) 二、鼠笼式三相异步电动机的起动方法(△) 三、绕线式三相异步电动机的起动方法(△) 四、三相异步电动机的调速(△) 五、三相异步电动机的制动(△) 六、三相异步电动机四象限运行(△)
一、异步电动机的机械特性
异步电动机的机械特性
1、机械特性：
3、电动机的直接起动相关说明：
（1）三相笼型允许直接全压起动 ； （2）起动电流很大 ，可达额定电流的4～
7倍 ； （3）定子绕组漏阻抗压降增大，每极气
隙磁通量下降 ； （4）转子侧功率因数低 ； （5）起动转矩不大； （6）直接起动适用范围：非频繁、负载较
轻、电源相对电机容量足够大。
4、电动机的起动指标
• 变压器----自耦变压器降压起动:
– 设直接起动时起动线电流为Ist起动转矩为Tst – 使用变压器时降压变比为k
U
' 1

kU
1
电机线电流
I
' st

kI st
变压器原边电流
I stT

kI
' st

k 2 I st
uI k 2
I'
T
' st

T st
( st I st
)2

k 2 T st
– 改为Y接法时：
U1Y U1 / 3
IstY Ist / 3
• 优点 :UI＝In／3 • 缺点 :Ut＝Tn／3
IstY IstY Ist / 3 Ist / 3 / 3 Ist / 3
TstY

Tst
(
IstY Ist
)2
Tst
/3
（2）三相感应电机变压器降压起动
的机械特性。
3、固有的机械特性的绘出：
•
起动点；
•
额定工作点；
•
同步点；
•
最大转矩点；
•
回馈制动最大转矩点；
电动机机械特性： sn s01 n0 s2 scr Us2 ？ Us1
10
TL
UN
T Tmax
• 机械特性
• 机械特性
4、人工机械特性： • 定子端电压降低； • 转子电路内串入对称电阻； • 定子电路串联对称电抗； • 定子电路串联对称电组； • 转子电路接入并联电抗；
n0

60 f p
• 改善起动性能的方法为：
（1）降压起动； （2）改变转子结构； （3）变频变压起动；
(一）降压起动
sn s01 n0 s2 scr
Us2
？ Us1
10
TL
UN
T Tmax
• 因为：
I st U s
T st

U
2 s

I
2 st
uT

u
2 I
电磁转矩、起动转矩均与电压Us的平 方成正比关系减少，而临界转差率与Us 无关。
（二）改变转子结构
• 采用电阻率高的转子绕组导条：
转子电阻增加，起动转矩增大；转差率也增大。
• 斜槽 • 深槽 • 双笼型
• 集肤效应
• 集肤效应
• 集肤效应
（三）变频变压起动 • 通过改变电动机电源的电压和频率，也
可以改变电动机的起动性能。 • 具体的做法是：电压和频率同步下降，
• 起动电流倍数
Ist

I st IN
– 直流电机5－20，感应电机4－7。
•
起动转矩倍数
Tst

T T
• 感应电机0.9－1.3。
st N
电源提供的起动电流
• 起动电流降低倍数
uI 直接起动时电源提供电的流
• 起动转矩降低倍数
起动转矩 uT 直接起动时的起动转矩
– 注：前两个指标用于衡量起动性能，后两个指标用于衡量各种 起动方法的特点
uT k 2
–优点：起动定子绕组电源电压可调 –缺点：起动转矩相应下降。
（3）定子绕组串电阻、串电抗降压起动：
• 三相感应电机定子串电抗器起动：
起动电流
I st
U1
Z1

Z
' 2

Zt
uI
Z1

Z
' 2
Z1

Z
' 2

Zt
T st

I
2 st

uT

u
2 I
• 起动转矩下降规律不变，功耗比起冷两种方式 为大。
• 直流它励电机的起动
– 起动电流 Ist＝UN/Ra – 起动转矩Tst=CTΦIst
• 三相感应电机的起动
– 起动电流 – 起动转矩
Istz1U 1z2 '

U1 (r1r2')2(x1x2 ' )2
T stm 1 Is 2 1 tr2 ' 2f1 [r ( 1 m r 1 2 'p )2 1 U 2( r2 x '1x2 ')2]
• 所以：
降压起动仅适合空载、轻载起动。
（1）星三角降压起动：
Isy
U1 V1 W1
Iy
U2Biblioteka V2 W2a) Y 联接
IsΔ
U1 V1 W1
IΔ
U2 V2 W2
b)Δ
• Y- Δ起动
– 对正常运行采用Δ接法的电机，在起动时改接成Y 接法进行起动，起动完成后还原成Δ接法正常运行。
– 设Δ接法直接起动时起动线电流为IstΔ起动转矩为 TstΔ