三相异步电机弱磁

6-1长时间运行的电动机控制线路中有了短路保护是否还需要有过载保护？。

答:熔断器提供短路保护,热继电器提供过载保护，短路保护和过载保护的用途不同。

短路保护是当电路出现短路或严重过载时切断电路的一种保护电器，反应速度较快；过载保护的作用时当电路长时间过载时，为了防止电路元器件损坏而切断电路的一种保护电器，反应速度较慢。

当电路出现过载的时候，如果没用过载保护，负载会因长时间过载而损坏，这时候熔断器不能熔断，起不到保护作用。

所以电路中已经有了短路保护还需要有过载保护。

6-2接触器的使用类别的含义是什么？交流接触器能否串联使用？为什么？答：接触器的使用类别的含义是主触头的的通断能力，即在规定条件下，主触头接通和分断的电流值大小。

不能。

电压过低时，接触器不能动作。

6-3热继电器能否对Y形或△形接法的电动机电路起缺相保护作用？答:由于热继电器是串联在电机主电路中的，所以其通过的电流就是线电流。

对于Y形接法，当电路发生缺相运行时，另两相电流明显增大，流过热继电器的电流等于电动机相（绕组）电流，热继电器可以起到保护作用。

而对于△形接法，电动机的相电流小于线电流，热继电器是按线电流来整定的，当电路发生缺相运行时，另两相电流明显增大，但不至于超过线电流值或超过的数值有限，这时热继电器就不会动作，也就起不到保护作用。

所以，对于△形接法的电路必须采用带缺相保护装置的热继电器。

6-4当通风不良或环境温度过高时，热继电器能否对电动机起到保护作用？答:不能，应采用温度继电器。

因为热继电器是根据定子电流是否过载而动作的保护电器，而温度继电器是根据温度变化而动作的保护元件。

当通风不良或环境温度过高而使电动机绕组温度过高时，不会使热继电器动作，而温度继电器会快速动作切断控制电路，起到保护作用，并且当电动机绕组温度或介质温度冷却到复位温度时，温度继电器又能自动复位重新接通控制电路。

6-5什么是电动机Y-△降压起动？什么情况下可以采用Y-△降压起动方法？答:电动机Y-△降压起动是指电动机起动时，定子绕组接成Y形联接，每相绕组的电压由额定380V 降为220V，起动电流降为△形联接起动电流的1/3。

当电动机的运行频率高于额定频率时，变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升，如图中的A点。

在这种情况下，由于U／f比将随频率的上升而下降，电动机磁路内的磁通也因此而减小，处于弱磁运行状态。

因此，通常把转折点A称为弱磁点。

图：变频器的弱磁点对变频器中电压与频率的关系简单描述一下：三相鼠笼式异步电动机同步转速为：n0=60f1/p。

改变三相异步电动机电源的频率f1，就可以改变旋转磁场的同步转速，从而达到调速的目的。

工频额定频率被称为基频，变频调速时可以从基频向上调或者说从额定转速向高速方向调节，也可以从基频向下调。

或者说从额定频率向低速方向调节。

三相异步电动机每相电压为：U1≈E1=4.44f1W1kw1Фm，如果降低电源频率f1时还保持电源电压额定值不变，则随着电源频率f1下降磁通Φm会增加，电动机的磁路会因此而饱和，造成励磁电流急剧增加，电动机会因此而急剧发热，这是不允许的。

因此，降低电源频率f1时必须同时降低电源电压。

保持U1/f1=常数的控制方法降低频率f1调速，同时保持U1/f1=常数，则Φm近似地等于常数。

此时Tmax不等于常数。

保持U1/f1＝常数降低频率调速时，Tmax不等于常数。

在频率f1接近额定频率时，随着f1的下降，Tmax下降不多；但是当f1较低时，随着f1的下降Tmax 就比较小了。

与保持E1/f1＝常数相比，显然保持U1/f1=常数的机械特性不如前者，特别在低频低速运行时还可能拖不动负载。

保持U1/f1=常数降低频率调速近似为恒转矩调速方式。

升高电源电压是不允许的，因为IEC60947中明确地定义了工作电压不允许超过额定绝缘电压Ui。

因此升高频率向上调速时，必须保持电压U N不变，且频率越高则磁通Φm越低，即降低磁通调频升速的方法。

现在就可以看出楼主和版主hugh huang给出的问题了，就是：当频率从基频向上调速时，我们必须保持电压。

但是当频率改变到一定程度时，因为电压保持不变，电动机定子线圈内的磁通量降低，此点被称为弱磁点。

技术创新59三相异步电机87HN特性应用◊克拉玛依职业技术学院胡小东本文对三相异步电机在变频器驱动下实现0到87Hz恒磁通调速进行了讨论，介绍了87Hz基本工作点的计算方法，以西门子G120系列变频器为例说明87Hz运行的参数设置。

随着高效节能电机的大规模普及，国外很多电机厂家纷纷推出了能够在87 Hz以下恒磁通运行的三相异步电机，这就是所谓的87 Hz技术。

西门子、伦茨、SEW、诺德等国外电机厂商生产的45千瓦以下的中小型三相异步电机很多都支持87 Hz恒磁通运行，国内电机厂家也开始生产支持87 Hz运行的电机。

电机恒磁通运行在87 Hz时的额定转差和50 Hz时的额定转差相同，但是额定转速提高了很多，电机的效率也就提高了。

相关实验数据表明，电机工作在恒磁通87 Hz的情况下效率会比50Hz提高大约5%o本文将对异步电动机运行在87Hz的条件和调试方法进行讨论分析。

1三相异步电机87Hz运行下电压、频率和转矩之间的关系支持87Hz特性的电机一般可以采用三角形接法220V(230 V)、星型接法380V(或400V)的两种接法下运行，本文以西门子1LE0001-0DB3高效电机为例说明87Hz特性电机与普通电机的区别。

该电机可以运行在三角形和星型接法，铭牌数据为三角形接法额定电压220V,额定电流3.3A,星型接法额定电压380V,额定电流1.9A,两种接法下额定频率50Hz,额定功率0.75kW,效率79.6%,功率因数0.75,额定转速为1440r/min。

采用380V星型接法时，由于线电压为380V,每相绕组相电压还是运行在220 V下，不管电机接成星形还是三角形每相定子绕组都工储220 V。

电机50HzM定情况下接成星型接法的基本工作点为图中的A点(50Hz,380V),接成三角形接法基本工作点在图中的B点(50 Hz,220V),在这两个工作点上由于相电压和频率都相等，所以每相磁通都相等，产生的转距和功图150Hz与87Hz运行电压与频率的关系1.1按普通电机的调速运行变频器驱动该电机采用U/倦制时，如果采用星形接法带额定负载，频率和电压按照图从研始达到基本工作点A,电机每相压频比保持恒定，每相磁通保持在额定磁通，输出转矩为额定转矩，所以在线段OA段上电机工作在恒磁通调速状态下。

何为弱磁调速
1、在直流电机理论中，改变直流电机转速的方法有：改变电枢电压调速，减小电枢电阻、减弱主极磁通Φ调速；
2、在变频器对异步电机的调速中，当变频器的输出频率高于电机额定频率时，电机铁芯磁通Φ开始减弱，电机转速高于额定转速，此时我们称电机进入弱磁调速；
3、变频器对异步电机调速时，一旦进入弱磁调速，变频器输出电压不再改变，一般为电机额定电压。

而电机电流增大，超过额定电流，速度增大时电磁转矩减小，电机功率为恒功率，所以有人把弱磁调速又叫做恒功率调速。

弱磁调速的目的与方法
1、在额定转速以上，为了不产生过流或过载；
2、电机在弱磁调速运行时，只有保证转矩M与转速n成反比，即恒功率P运行，电流才基本不变保持额定电流；
因为：U = 4.44fNΦ , M ≈IΦ ，M = P/n ；
如：f增大2倍，Φ缩小1/2，M缩小1/2 ，n增大2倍，这个过程中电压U不变，电流I 不变，频率f增大2倍，n增大2倍，Φ缩小1/2，M缩小1/2，功率P不变。

弱磁调速注意点
理论情况是，进入弱磁调速，电机电流变化情况与负载性质有关，恒功率P运行，电流基本不变保持额定电流何为弱磁调速
因为：U = 4.44fNΦ , M ≈IΦ ，M = P/n ；
如：f增大2倍，Φ缩小1/2，M缩小1/2 ，n增大2倍，这个过程中电压U不变，电流I 不变，频率f增大2倍，n增大2倍，Φ缩小1/2，M缩小1/2，功率P不变。

弱磁调速注意点
理论情况是，进入弱磁调速，电机电流变化情况与负载性质有关，恒功率P运行，电流基本不变保持额定电流。

（完整版）电机学简答1.变压器空载运行时的磁通是由什么电流产生的？主磁通和一次漏磁通在磁通路径、数量和与二次绕组的关系上有何不同？由此说明主磁通与漏磁通在变压器中的不同作用。

答：磁通是由一次绕组电流产生的；主磁通在铁心中闭合，磁阻很小，漏磁通只连一次绕组，不连二次绕组，经过空气磁路闭合，磁阻很大，数量上的比值E1与Es1之比；主磁通起传递能量的作用，漏磁通在绕组电路中产生电压降。

2.为什么他励直流电动机中设置弱磁保护环节? 答：他励电动机励磁绕组和电枢绕组分别由不同的直流电源供电.二者互不联接.所以当励磁绕组产生的磁场强度较小以至于电枢不能转动时不会影响电枢线圈电源对其供电.而当电枢停止运动时由于没有反电动式,电枢绕组电阻较小.这时就相当于电源和电枢绕组串联成通路.很容易烧坏电动机或电源.所以需要加入弱磁保护环节进行保护。

3.简述电气火车下坡时的限速过程，回馈制动位能负载拖动电动机，电机运行在反向电动状态，某原因使电机的转速达到某一数值时，电机的，使电枢电流反向，即T反向，电机进入发电机运行状态，而起制动作用。

电机将轴上输入的机械功率大部分回馈给电网，小部分消耗在电阻上。

2)、改变电枢电压：电机在正向电动状态运行，突降电枢电压,来不及变化，使,出现回馈制动。

4.自耦变压器优缺点提高了变压器的极限制造容量消耗材料少成本低损耗少效益高便于运输和安装缺点使电力系统短路电流增加造成调压上的一些困难使绕组的过电压保护复杂使继电保护复杂5.并励直流发电机自励的条件是？答1、气隙中必须有剩磁；2、励磁磁动势与剩磁两者方向必须相同；3、励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。

6.变压器一二次绕组在电路上并没有联系，但负载运行时，二次电流次电流大，则一次电流大为什么？由此说明磁动势平衡概念及其在定性分析变压器时的作用变压器一二次绕组在电路上并没有联系但通过铁心磁路相互联系,,二次侧的能量是依靠这种电磁藕合实现传递,因此,当负载电流增大,一次电流也跟着变化增大。

《机电传动与控制》期末参考复习题一、填空题1、机电传动就是指以电动机为原动机驱动生产机械，实现生产机械的启动、停止及调速，完成各种生产工艺过程的要求，实现生产过程的自动化。

(p1)2、直流电机由定子和转子两大部分组成。

3、生产机械的机械特性指：同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。

典型的机械特性有：恒转矩型、通风机型、直线型、恒功率型等。

4、他励直流电动机降压启动的方法有：降低电枢回路电压、逐级切除电阻。

5、他励直流电动机三种基本的电气调速方法为：电枢回路串接电阻、改变电枢电压、减弱磁通。

6、他励直流电动机制动运转状态可以分为能耗制动、反接制动、再生发电制动三种形式。

7、三相异步电动机的转子有鼠笼式和绕线式两种。

8、鼠笼式三相异步电动机的启动方法有直接启动和降压启动两种。

9、三相异步电动机的调速方法有调压调速和转子电路串接电阻调速、改变极对数调速、变频调速。

10、反馈制动运行的条件是电磁转矩与转速的方向相反和转速应高于理想空载转速或旋转磁场的同步转速。

11、鼠笼式异步电动机拖动反抗型恒转矩负载，如采用能耗制动停车，当n=0时，电磁转矩等于0，所以能够停车，如采用反馈制动停车，必须在n=0时及时切断电源才能停车。

12、电动机的电磁力矩对发电机来说是阻转矩，而对电动机来说是驱动转矩。

13、电动机的机械特性是指电动机的转速与电动机的转矩之间的变化关系。

14、一台选定的他励电动机的反电动势的大小取决于转速，电枢电流的大小取决于负载。

15、他励直流电动机的反接制动期间，因为E和U的极性相同，所以必须在电枢绕组中串接电阻来限制电枢电流。

16、三相异步电动机的制动方式有：能耗制动、反接制动、反馈制动三种形式。

17、步进电动机转过的角度和转速分别与输入脉冲的数量和频率成正比。

18、一台三相反应式步进电机的齿数为40，采用三相单三拍的通电方式运行时，脉冲频率f=600Hz，其步距角的大小为3O 、转子转速为300 r/min。

1电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机）2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。

此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。

定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。

3根据转子绕组结构的不同分为：（笼型转子转子）铁心槽内嵌有铸铝导条，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。

4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。

绕线式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动机的机械特性。

5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋转磁场（反转）。

6若定子每相绕组由两个线圈（串联） ，绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁极的旋转磁场。

旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。

旋转磁场的转速取决于磁场的（极对数）。

p=1时(n 0=60f 1)。

旋转磁场转速n0与（频率f1）和（极对数p ）有关。

7旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S ） 异步电动机运行中S=（1--9）％。

8一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min ，电源频率 f1=50 Hz 。

试求电动机在额定负载下的转差率。

解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min , 即9定子感应电势频率 f 1不等于转子感应电势频率 f 2。

10 电磁转矩公式由公式可知:1. T 与定子每相绕组电压 U 2成（正比）。

U 1↓ 则T ↓2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数,3. R2 的大小对 T 有影响。

绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。

三相异步电动机的变频调速改变三相异步电动机电源频率fi，可以改变旋转磁通势的同步转速，从而达到调速的目的。

如果电源频率连续可调，可以平滑调节电动机的转速。

额定频率称为基频，变频调速时可以从基频向上调，也可以从基频向下调，下面分别进行分析。

忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压U¡≈E¡=4.44fW1kw1Фm(2.63)如果保持电源电压为额定值，降低电源频率，则随着fi的下降，气隙每极磁通Φ增加。

电动机磁路本来就刚进入饱和状态，Φ增加，磁路过饱和，励磁电流会急剧增加，电机的功率因数下降，负载能力减小，甚至导致无法正常运行。

因此，降低电源频率时，必须同时降低电源电压。

降低电源电压U有两种控制方法。

1.保持E/f=常数降低电源频率f1的同时，保持E/f=常数，则Φ=常数，是恒磁通控制方式。

当改变频率f时，若保持E:/f=常数，最大转矩Tm一常数，与频率无关，并且最大转矩对应的转速落降相等，也就是不同频率的各条机械特性曲线是近似平行的，机械特性的硬度相同。

这种调速方法与他励直流电机降低电源电压调速相似，机械特性较硬，在一定的静差率要求下，调速范围宽，而且稳定性好。

由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好。

另外，电动机在正常负载运行时，转差率s较小，因此转差功率P,较小，效率较高。

2.保持U/fi=常数当降低电源频率f时，保持U/fx=常数，则气隙每极磁通Φ≈常数。

U、/f、=常数时的机械特性不如保持E/fi=常数时的机械特性，特别是当低频低速时，机械特性变坏了。

升高频率向上调速时，升高电源电压是不允许的，只能保持电压UN 不变，频率越高，磁通Φ越低，因此是一种弱磁升速的方法，类似他励直流电机弱磁调速。

《基于ANSOFT的三相异步电机电磁设计（Y280M-4）》课程设计学生姓名：学号：专业班级：电气工程及其自动化指导教师：2019年11月16 日目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计题目描述和报告内容 (3)3.课程设计报告内容 (4)1.课程设计目的（1）尝试进行电机设计，将所学知识进行实践（2）深入了解异步电机内部的结构（3）学习使用Ansoft，并掌握基本的用法2.课程设计题目描述和报告内容2.1题目描述（1）课程设计题目：基于ANSOFT的三相异步电机电磁设计（Y280M-4）（2）型号：Y280M-4（3）使用使用软件：Ansoft、AutoCAD等2.2主要步骤（1）决定额定数据及主要尺寸（2）将基本参数和主要尺寸导入Ansoft软件进行仿真（3）从Ansoft软件输出结果（5）对输出结果进行处理，比对设计要求（5）总结报告3. 课程设计报告内容3.1基本参数 型号：Y280M-4 额定功率：kW 90P N = 额定电压：V 380U N = 绕组连接方式：三角 极数：4p =额定转速：min /r 1500n = 频率：Hz 50f = 杂散损耗：W 1800p S = 风摩损耗：W 1050p fw = 运行温度：75 摄氏度 运行方式：电动机 负载类型：恒定负载3.2 决定额定数据及主要尺寸并运算 （1）型号：Y280M-4 （2）输出功率：kW 90P 2= （3）外施相电压：V 380U 1=（4） 功电流：kW I =1132U m 10P ×=380390000×A 947.78=（5） 效率：93.0'η= （6）功率因数：89.0'cos =（7）极数：4p =（8）定、转子槽数：50Q ,60Q 21== （9）定子每极槽数：15460p Q Q 1P1===转子每极槽数：5.12450p Q Q 22P === （10）定子、转子冲片尺寸如下图3.2-1，3.2-2：图3.2-1 定子冲片尺寸 单位：mm 比例：1∶1图3.2-2 转子冲片尺寸 单位：mm 比例：1∶1（11）极距：）（cm 561.234301415.3p D πτil P =×==（12）定子齿距：）（cm 571.160301415.3Q D πt 1i11=×==（13）转子齿距：）（cm 874.15082.291415.3Q D πt 222=×== （14）节距：14y =（15）转子斜槽宽：）（cm 964.1571.125.1t 25.1b 1sk =×== （16）每槽导体数：20Z 1= （17）每相串联导体数：400132060a m Z Q Z 11111φ=××== 式中，1a 1=。

12级⾃动化电机拖动复习题2012级电⽓⾃动化技术专业《电机拖动基础》复习题⼀、填空题1、直流电机主要由（）和（）两⼤部分组成。

2、直流电动机是将（）能转化为（）能；直流发电机是将（）能转化为（）能。

3、直流发电机电磁转矩的⽅向与电枢旋转的⽅向（）；直流电动机电磁转矩的⽅向与电枢旋转的⽅向（）。

4、并励直流发电机⾃励建压的条件是（），（）和（）。

5、直流电机在⼯作过程中，定⼦主磁极产⽣（）磁场，电枢电流产⽣（）磁场；（）对（）的影响叫做电枢反应。

6、直流电机的电磁转矩是由（）和（）共同作⽤产⽣的。

7、电枢反应的结果，⼀是（），⼆是（）。

8、他励直流电动机的固有机械特性是指在（）、（）的条件下，（）与（）之间的关系。

9、以电动机带动⽣产机械运转的拖动⽅式称为（），其中（）为原动机，（）为负载。

10、直流电动机的电压为额定值，电流⼩于额定值时的运⾏状态称为（）运⾏；电流⼤于额定值时的运⾏状态称为（）运⾏。

11、按静负载转矩的⼤⼩随转速变化的规律分类，静负载可以分为（）、（）和（）三类。

12、直流电动机的启动⽅法有（）、（）、（）。

13、单相交流绕组流过单相交流电流时，产⽣的磁通势是（）磁通势；三相对称交流绕组流过三相对称交流电流时，产⽣的磁通势是（）磁通势；14、⼀个脉振磁通势可以分解为两个转向（）、转速（）、⼤⼩（）的旋转磁通势。

15、三相对称交流绕组接三相对称交流电源时，如果突然有⼀相的保险丝烧断，这时产⽣的磁通势将为（）磁通势。

16、改变（），可以改变三相旋转磁通势的转向。

17、三相对称交流绕组产⽣的旋转磁通势，其转向与电源的（）有关；其转速与电源的（）有关。

18、三相异步电动机根据转⼦结构的不同，可分为（）和（）两类。

19、某三相异步电动机，nN=1450 r/min, fN=50 Hz, 该电机的同步转速为（），磁极数为（）。

20、三相笼型异步电动机直接启动时，启动电流可达到额定电流的（）倍。