绕线式异步电动机启动方法

北京石油化工学院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 课程设计用纸

1 绕线式异步电动机的串级调速

一 课程设计目的

专业课程设计是学生基本完成全部理论课学习之后，综合运用所学知识、结合工程实际的实践教学。通过设计使学生加深对所学专业课程内容的理解和掌握，了解工程设计的一般方法和步骤，培养理论联系实际、综合考虑问题和解决问题的能力。

二 课程设计的内容

从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。

在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有：绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有：改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速及无换向电动机调速等。

从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。

转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。转子电路的损耗为sPem称为转差功率。为使调速时这转差功率大部分能回收利用，可采用串级调速方法。所谓串级调速，串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入一个与E2频率相同而相位相同或相反的附加电动势Ef，通过改变Ef的大小来实现调速。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。

串级调速的效率高，平滑性好，设备比变频调速简单，特别时调速范围较小时更为经济，缺点是功率因数较低。

三相异步电动机绕线式转子的检修

三相异步电动机种类繁多，按照转子结构分类 鼠笼式和绕线式

绕线式电动机的工作原理：绕线式电动机是异步电动机的一种，工作原理大体一致：（异步电机的工作原理是当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。故异步电动机又称为感应电动机。）

当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

区别绕线式的转子绕组不是像鼠笼式那样闭合的，它的3个转子绕组通过电刷结构引到外部的接线端子，这样使用时，在外部的电阻与转子绕组串联，以提高启动转矩或者加以调速等。

绕线式电机一般用于启重和吊装电机

三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。

定子是电动机的固定部分，用于产生旋转磁场，主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。

转子是电动机的转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成，其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。

绕线式转子与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般结成星型，三个出线头接到转轴的集电环（滑环）上，再通过电刷与外电路连接

例1：某厂一台绕线式电机运行中电流高且声音异常，丁字检查无异常，转子一相碳刷松动且磨损严重，该相滑环表面布满麻点，原因分析：碳刷接触不良更换碳刷，细砂纸打磨滑环表面后运行正常

例2：某厂绕线式电机启动时电机振动，有异响。电动机电流基本正常。检查负载和定转子绝缘正常。试车发现，低速轻载是正常，高速重载时异响，电机出力不够解体发现转子串接电阻接触不良，紧固后运行正常。

第２６卷第ｌＢ期　２０１０年３月　昆明冶金高等专科学校学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．１Ｂ　Ｍａｒ．２０１０　

绕线式异步电动机的调速控制　

吕　教　

（云南金沙矿业有限公司滥泥坪转运工区，云南昆明６５４１００）　

摘要：叙述了三相绕线式异步电机的几种简单的调速方法，对比各调速控制的优劣，为企业设备选型和工　

程造价提供一定的理论依据。　

关键词：调速启动；绕线电机；变阻器　中图分类号：ＴＭ３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—０４７９一（２０１０）１Ｂ－００３３—０３　

１　概况　

三相绕线式异步电机启动电流小，且启动扭　

矩大，并能在一定范围内调节速度，适合启动时　

间较长和启动较频繁的场合，被广泛应用于矿山、　

化工等各领域的球磨机、破碎机、风机、空压机　

等电机传动设备中。　

电机转速公式（适合所有的交流电机调　

速）为：　

Ｎｏ＝（１一ｓ）６０　ｆ／ｐ，　（１）　

式中：Ｐ为电机极对数；ｓ为电机转差率；ｆ为电　

机工作电源频率；Ｎ。为电机同步转速。　

根据（１）式，若要改变电机的转速，可以　

从以下几点人手：①改变电机的极对数；②改　

变电机工作电源频率；③改变电机的转差率。但　

是不同的调速方式，无非是改变交流电动机的同　

步转速或不改变同步转速两种。然而对于绕线电　

机调速，一般都是在转子中接串电阻，以达到调　

速的目的，以下介绍几种绕线电机的简单调速　

方法。　

２串电阻启动调速　

对于绕线式异步电动机，当电网电压及频率　

不变时，在转子回路中串人电阻后，可以改善电　

动机的起动转矩，在绕线电机转子中串接启动电　

阻，减小启动电流，电阻一般接为星形接法，根　

据公式：　

Ｉｏ＝Ｕｏ／Ｒｏ，　（２）　

当转子串接电阻时，　上升，在Ｕ。不变的　情况下，Ｉ。下降，此分析忽略电机感抗的损耗。　

主回路接线图如图ｌ　ａ所示。　

ＱＳ　

ＫＭ　

ＦＲ　

ＫＭ１　

ＫＭ２　

ＫＭ３　

ａ串电阻启动　ｂ频敏变阻启动　

２０１５年第３１期　（总第３４６期）　中阖高舞ｆ｝竣术企－业　ｌ　ｃＨＩ　＾“Ｉ‘　ｔ￡ｃ　Ｅ　Ｈ／－￡Ｓ　‘；￡；　ＮＯ．３１．２０１５　

（ＣｕｍｕｌａＵｖｅｔｙＮＯ．３４６）　

绕线式异步电动机串电阻启动仿真研究　

罗胜华　

（湖南电气职业技术学院，湖南湘潭４１１１０１）　

摘要：绕线式异步电动机因其简单的结构和灵活的运行方式，在社会生产和居民生活的各个方面应用广泛。文章阐述　

了绕线式异步电动机的基本理论知识，针对电动机的启动方式进行了讲述，对比分析了各种启动方式的异同，最终选　

择了转子回路串电阻启动方式。仿真结果验证了该启动方式的合理性，为绕线式异步电机的后续研究奠定了基础。　

关键词：绕线式异步电动机；串电阻启动；ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｋＪｐ￣真；启动方式　文献标识码：Ａ　

中图分类号：ＴＰ３９１　文章编号：１００９—２３７４（２０１５）３１—００２２—０２　ＤＯＩ：１０．１３５３５￣．ｃｎｋｉ．１１—４４０６／ｎ．２０１５．３１．０１０　

异步电动机是使用最广泛的一种交流电机，按照电　

动机转子结构不同，可以分为鼠笼型异步电动机和绕线　

式异步电动机，所谓的鼠笼型异步电动机是指电动机的　

转子绕组端部自行闭合，形成圆柱状的笼子，这种电动　

机结构简单、经济耐用；而绕线式异步电动机的转子绕　

组通过滑环和电刷引出到设备上，所以绕线式异步电动　

机转子绕组中可以串入电阻后形成闭合回路，这样有助　

于改善电动机的启动和调速性能。电动机从静止状态变　

化到稳定运行状态的过程称之为启动过程。电动机的启　

动过程属于暂态过程，涉及到的电磁过程非常复杂，转　

矩和电流都会存在不同程度的波动。在实际使用中，对电　

动机的启动过程是有一定性能要求的：一般都希望启动转　

矩足够大，能够拖动负载稳定运行，同时又希望启动电流　

尽量小，减小对电动机自身影响的程度和减轻对供电电网　

的冲击性。　《通用用电设备配电设计规范》（ＧＢ　５００５５－　

１９９３）中明确列出了对异步电动机启动的基本要求。