ch6_三相异步电机的起动、调速和制动

三相异步电动机的起动与调速控制及故障处理三相异步电动机，以其结构简单，运行可靠，价格低廉，制造方便，极为广泛的应用于各行各业。

根据转子绕组结构的不同，可分为笼型转子和绕线型转子，它们的运行特性和调速方法有着很大的不同。

标签：起动方式；调速；故障原因；处理方法1 三相异步电动机的起动方式1.1 笼型异步机直接起动该方法是，将异步机直接接到具有定子额定电压的电源上，优点：起动转矩大，起动时间短，操作控制设备简单。

缺点：起动电流大（一般是电机额定电流4～7倍）。

如果电网的容量不是很大，则会影响同一电网上，其他电气设备的工作。

另外，过大的起动电流，使电机和线路上的损耗增加，尤其是起动时间漫长，起动频繁损耗更大，电机发热更严重。

所以当启动电流引起电网的电压降超过15%时，应该采用其他方法限制起动电流。

1.2 笼型机减压启动该方法是将异步机定子端电压降低，由于，起动电流和定子端电压成正比，故起动电流下降。

但是异步机的转矩和定子端电压的平方成正比，所以转矩下降很多。

故只适用于对启动转矩要求不高的场合。

1.2.1 △-Y降压启动该方法是，将运行时定子绕组三角形联接的异步机，在起动的时候接成星形，待电机转速稳定后，再改为三角形运行。

起动电流为直接起动的1/3，转矩是直接起动的1/3。

本方法只适用于：运行时三角形链接额定电压380V的电动机。

1.2.2 自耦变压器降压启动起动时将电源接到变压器的高压侧，电动机接到变压器的低压侧，根据所需的启动转矩和容许的起动电流的大小，选择变压器低压侧的抽头，起动完毕后，将自耦变压器切除，电机全压运行。

优点：不受电动机定子绕组接线方式的限制。

缺点：启动设备比较昂贵。

1.3 绕线转子异步机的起动A转子回路串电阻起动B转子回路串频敏变阻器起动起动时在转子回路中串入适当的电阻，可以使转子回路的功率因数提高，有功电流分量增加，从而提高启动转矩同时限制起动电流，并且可以让电机以最大转矩起动。

第六章三相异步电机的起动、调速与制动第一节异步电动机起动性能要求异步电动机的转速从零加速到稳定运行转速的过程，称为起动。

衡量异步电动机起动性能的好坏主要从起动电流、起动转矩、起动过程的平滑性、起动时间及经济性等方面来考虑，其中最主要的是起动电流和起动转矩的大小。

12014/11/13仅供学习使用一、起动电流不能太大异步电动机起动时n =0，s =1。

由简化等效电路可知，刚起动时的转子电流为k s Z U X X R R U I 12212211)()(='++'+=可见，起动电流很大，较大的起动电流造成的影响如下：1）对供电变压器和其他负载的影响2）对电动机本身的影响22014/11/13仅供学习使用二、要有足够的起动转矩起动转矩可用转矩的物理表达式说明。

221cos ϕI C T T Φ=起动转矩不是很大。

异步电动机起动时电流和转矩的特性曲线如图14-1中曲线1、2所示。

起动时, ,远大于运行时的,转子漏抗很大, 很低,尽管很大,但并不大.1=s s 22sX X s =2cos ϕ2I 22cos ϕI 由上述两个原因使得起动转矩不大由于起动电流大,定子漏阻抗压降大,使定子感应电动势减小,对应的气隙磁通减小.32014/11/13仅供学习使用电动机起动时，要求起动转矩大于等于负载转矩的1.1～1.2倍，即T s ≥（1.1～1.2）T L ，电动机才能正常起动。

如起动转矩不足，将使起动时间拖长，由于起动电流大，起动时间长将使电动机绕组严重发热，降低电动机的绝缘寿命，对于重载起动将遇到困难。

为此，必须采取人为措施改善其起动性能。

异步电动机的起动方法：直接起动降压起动绕线式异步电动机的转子串电阻起动。

起动要求：①起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；②起动转矩尽量大，以缩短起动时间；③起动设备简单，可靠。

42014/11/13仅供学习使用第二节笼型转子异步电动机的起动一、直接起动三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。

三相异步电动机的机械特性、启动、制动与调速发表时间：2009-08-19T17:01:35.607Z 来源：《赤子》2009年第12期供稿作者：周鹏飞（内蒙古满洲里扎赉诺尔煤业公司灵泉矿，内蒙古满洲里[导读] 目前，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。

摘要：阐述了异步电动机结构，运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点，目前，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。

就三相异步电动机的机械特性出发，主要简述电动机的启动、制动、调速等技术问题。

关键词：三相异步电动机；电力拖动；机械特性；启动；制动；调速异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点，因此，异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中。

尤其是随着电力电子技术的发展和交流调速技术的日益成熟，使得异步电动机在调速性能方面大大提高。

目前，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。

就三相异步电动机的机械特性出发，主要简述电动机的启动，制动、调速等技术问题。

1 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Tem之间的关系。

由于转速n与转差率S有一定的对应关系，所以机械特性也常用Tem＝f（s）的形式表示。

三相异步电动机的电磁转矩表达式有三种形式，即物理表达式、参数表达式和实用表达式。

物理表达式反映了异步电动机电磁转矩产生的物理本质，说明了电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用而产生的。

参数表达式反映了电磁转矩与电源参数及电动机参数之间的关系，利用该式可以方便地分析参数变化对电磁转矩的影响和对各种人为特性的影响。

实用表达式简单、便于记忆，是工程计算中常采用的形式。

电动机的最大转矩和启动转矩是反映电动机的过载能力和启动性能的两个重要指标，最大转矩和启动转矩越大，则电动机的过载能力越强，启动性能越好。

三相异步电动机的机械特性是一条非线性曲线，一般情况下，以最大转矩（或临界转差率）为分界点，其线性段为稳定运行区，而非线性段为不稳定运行区。

9、异步电动机的起动与调速1. 异步电动机的电磁转矩三相异步机转子中各载流导体在旋转磁场作用下，受到电磁力所形成的转矩之总和，称为电磁转矩 M ：22cos ϕI ΦC M m T = （牛顿米） T C ：结构常数； m Φ：每极磁通；2I ：转子电流；2cos ϕ：转子电路功率因数必须指出：M ∝U12的关系并不意味着电动机的工作电压越高，电动机实际输出的转矩就越大。

电动机稳定运行情况下，不论电源电压是高是低，其输出机械转矩的大小，只决定于负载转矩的大小。

换言之，当M ＝ML 时，电动机稳定在某一速度下运行；若M>ML 时，电动机加速运行；在M<ML 时，电动机将做减速运行或者直至停转。

For personal use only in study and research; not for commercial use)2.2~8.1(N m m ≈=M M λλm 是电机的过载系数，反映了其过载能力。

Sm 称为临界转差率，对应电动机的最大转矩Mm 。

λm 是电机的过载系数，反映了其过载能力。

2.异步电动机的机械特性M m M sMM N M 反D E n M 0n N n 0A B C 同步转速额定转速最大转矩起动转矩额定转矩负载阻转矩电动机的转速随输出转矩的变化而变化的关系曲线称为机械特性。

D 点是电动机的额定工作点。

对应的转矩是额定转矩；对应的转速是额定转速。

AB 段是稳定运行段。

电动机随着负载的增加而转速略有下降；随负载的减少而转速略有上升（E 点）电动机若要迅速起动起来，起动转矩Mst 必须大于转轴上的负载阻转矩M N 。

BC 段始终处于不稳定的过渡状态。

N N S st )2.2~4.1(M M M ≈=λ式中λS 称为起动能力（系数）。

异步电动机的额定转矩公式N2N N 3N 2N 2NN 955060210n P n P P M =⨯==πω 当常数为9550时，P 2N 的单位是千瓦【KW 】；若常数为9.55时，P 2N 的单位用瓦【W 】。

三相交流异步电动机的启动调速及制动一、三相交流异步电动机的启动电动机从接入电网开始转动，逐渐增加转速一直达到正常转速为止，这段过程为启动过程，通常只有几十分之一描到几秒钟。

启动电流与启动转矩是衡量电动机好坏的主要依据。

电动机开始转动时转子电路中感应电动势最大，一般为额定情况下的20倍左右。

但由于此时转子电抗也最大，故转子电流为额定情况下的5-8倍。

由于异步电动机转子电能是由定子绕组供给的，所以定子绕组中的电流亦将为额定时的4-7倍。

起动时虽然转子电流较大，但此时电抗也很大，则使转子功率因数COS①2很小，所以启动转矩并不大。

启动电流大，电网电压降大，影响其他电气设备的正常工作；其次对于频繁开、停的设备将使其电动机发热，影响电动机的寿命。

启动转矩小，电动机不能带负载启动或是启动时间过长而使电动机温升过高。

衡量电动机启动性能的好坏，主要有如下三点：1、启动电流尽可能小；2、启动转矩尽可能大些；3、启动设备简单、经济，操作方便二、三相鼠笼式异步电动机的启动1、全压启动把电动机直接接到电压与电动机额定电压相等的电网上则称为全压启动。

这种方法的优点是操作简便，成本低；但启动电流较大。

为了保证电动机启动时不引起电网电压下降太多，电动机的额定容量满足下列经验公式的要求时才允许全压启动：Ist∕IR<3∕4+上述表达式中ISt表示电动机起动电流，IR表示电动机额定电流，一般情况下1st大约为4〜7倍，因为电动机的额定容量不超过电源变压器容量的15%〜20%时都允许全压启动。

2、降压启动降压起动是用降低电动机端电压的办法来减小启动电流。

当电压降低时起动转矩按电压的平方成正比例下降，故此种方法适用于空载或轻载情况下起动。

降压起动有三种方法：a.串电阻降压起动：这种方法是在三相定子绕组中串接相同电阻（或变阻器）。

分手动与自动控制两种。

b.星形一三角形降压起动：这种起动方法适用于工作时定子绕组为三角形接法的电动机。

三相异步电动机的启动、制动与调速发表时间：2019-10-30T16:20:10.083Z 来源：《河南电力》2019年4期作者：梁奎[导读] 随着人类对生活环境和生产生活能耗比的重视，绿色、节能、环保成为人们长久发展的共识，在生产生活中能耗最高的当属电动机。

梁奎（湖南韦特电力科技有限公司）摘要：随着人类对生活环境和生产生活能耗比的重视，绿色、节能、环保成为人们长久发展的共识，在生产生活中能耗最高的当属电动机。

提高电动机的功率因数一直是国家电网的要求，降低能耗也是国家环保一直努力的方向。

自从世界上出现第一台电动机开始，电机控制问题就伴随着人们的生产生活，而且在实际生产生活中，电动机的应用存在的很多的电能浪费现象，合理的控制电机的运转是节约能耗的关键点。

三项异步电动机应用十分广泛，三项异步电动机的控制包括启动、制动、和调速，合理的控制这三个过程是降低能耗的关键，当然还有提升电动机的生产工艺。

其中启动控制方式有软启动、降压启动、直接启动、转子串电阻启动、转子串频敏变阻器启动。

制动方式有反接制动、能耗制动、回馈制动。

传统的调速方式有变极调速、变转差率调速，还有现在流行的变频调速、适量控制、和直接转矩控制。

关键词：三项异步电动机；能耗；启动控制；调速；适量控制1.绪论1.1研究背景随着电子科技的不断发展，控制精度不断地提升，工业4.0马上就要到来。

在我们工业生产中电动机的能耗比例越来越重，怎么能够有效的提高电动机能耗比是工厂节能减排的重要的一个关键点。

当然对于整个的生产设备来说，合适的电动机控制方案可以有效的提高整个机械运转系统的稳定性。

1.2发展现状对于三相异步电动机的状态控制分为三大类型：电动机启动、电动机制动、电动机调速。

对于电动机启动随着电子技术的发展已经得到比较完善的解决方案，所以对于电动机的启动研究一直是附加在对电动机的调速控制和精准控制上。

虽然对电动机的制动方式的研究也已经有很多的优秀方案，但是从能量回收再利用方面还需要努力，现在大多数的制动方式还是以转化为热能释放在空气中的方式来解决的，随着超级电容技术的成熟应用，未来在大型设备的电动机制动能量的回收一定有完善的解决方案。