高壓電工進(jìn)網(wǎng)培訓(xùn)三相異步電動(dòng)機(jī)

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1、高壓電工進(jìn)網(wǎng)培訓(xùn) 第二講 一、三相異步電動(dòng)機(jī) 1、三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中 定子是固定部分用來產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)； 轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動(dòng)部分，用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)子根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同分為 籠式 和繞線式 兩種。 1、三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相對(duì)稱交流電將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。它的旋轉(zhuǎn)方向與 三相交流電的相序 一致。 旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速： 2、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三相異步電動(dòng)機(jī)通入三相對(duì)稱交流電后產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這時(shí)轉(zhuǎn)子回路切割磁感線，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。這里電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速

2、小一些，它們之間有一轉(zhuǎn)速差，用轉(zhuǎn)差率來表示。隨著轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)差率減小。國(guó)產(chǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，則其磁極對(duì)數(shù)p= ,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差率 。其中當(dāng)S=1時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于 工作狀態(tài)，S=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于 工作狀態(tài)，S=時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于 工作狀態(tài)。 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與反轉(zhuǎn) 一、三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的主要要求 1、足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 2、在保證轉(zhuǎn)矩的前提下，起動(dòng)電流足夠小 3、控制設(shè)備簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便 4、起動(dòng)過程能耗盡量小 二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) （一）直接起動(dòng) 1、直接起動(dòng)：直接接通三相電源又稱全壓起

3、動(dòng) 2、直接起動(dòng)所需設(shè)備：刀開關(guān)、保險(xiǎn)盒（熔斷器） 3、直接起動(dòng)的條件：（1）容量在工作7．5KW以下的電動(dòng)機(jī) （2）起動(dòng)時(shí)引起的電網(wǎng)電壓下降不超過10%～15% 4、直接起動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，起動(dòng)時(shí)間短，操作方便 （2）缺點(diǎn)：對(duì)電動(dòng)機(jī)有一定的沖擊 （二）降壓?jiǎn)?dòng)：指降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組兩端的電壓待起動(dòng)結(jié)束后加額定電壓運(yùn)行的起動(dòng)方式 降壓?jiǎn)?dòng)的分類：變換降壓?jiǎn)?dòng)、串電阻降壓?jiǎn)?dòng)、變壓器降壓?jiǎn)?dòng) 1、變換降壓起動(dòng) 1）適用條件：額定運(yùn)行時(shí)為接法的電動(dòng)機(jī) 2）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是降低起動(dòng)電

4、流；缺點(diǎn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，只有 時(shí)的。 3）適用條件：只能適用于輕載或空載電機(jī)的起動(dòng) 2、串電阻（電抗器）降壓起動(dòng) 1）原理：在定子繞組中串電阻分壓而降壓起動(dòng)，起動(dòng)結(jié)束后全壓運(yùn)行。 2）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，功率因數(shù)高，降壓可調(diào)。 缺點(diǎn)是設(shè)備多，電阻上有損耗，不宜頻繁起動(dòng)。 故應(yīng)優(yōu)先考慮變換降壓?jiǎn)?dòng)。 3、自耦變壓器降壓起動(dòng) 1）原理：應(yīng)用自耦變壓器，降低加在定子繞組兩端的電壓實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，待運(yùn)行正常后全壓運(yùn)行。 2、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是可選擇不同的電壓進(jìn)行起動(dòng)，且不論是星形不是三角形接法都可。 缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，投資大，不能頻頻起

5、動(dòng)，主要應(yīng)用于帶負(fù)載起動(dòng)。 三、繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組均采用星形接法 （一）轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng) 1、 起動(dòng)：采用轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)（一般采用串電阻三級(jí)起動(dòng)） 2、 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)矩較大，適合于重載起動(dòng)。 缺點(diǎn)是設(shè)備多，起動(dòng)級(jí)數(shù)少，有能量損耗在電阻上。 （二）轉(zhuǎn)子回路串頻敏電阻起動(dòng) 1、原理：當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，轉(zhuǎn)子回路中的電流頻率在不斷減小，使轉(zhuǎn)子回路中的總電阻平滑減小。即轉(zhuǎn)速低時(shí)，回路電阻大，電流小，逐轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)子回路的電阻減小，使起動(dòng)電流表平滑變化，并使轉(zhuǎn)矩保持一定的數(shù)值。 2、優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本

6、低，使用壽命長(zhǎng)，能平滑無(wú)級(jí)起動(dòng)，轉(zhuǎn)矩恒定。 缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩不能太大，功率因數(shù)較小。 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)、調(diào)速與選用原則 1、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 起動(dòng)狀態(tài)；運(yùn)行狀態(tài)；制動(dòng)狀態(tài)；停止?fàn)顟B(tài)。 2、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)：是指加一個(gè)反向力矩，使電動(dòng)機(jī)減速或停轉(zhuǎn)，對(duì)位能性負(fù)載，制動(dòng)運(yùn)行可獲得穩(wěn)定的下降速度。 3、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法 分類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng) 電氣制動(dòng)分為反接制動(dòng)；能耗制動(dòng)和再生制動(dòng) 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) （一）機(jī)械制動(dòng) 1、裝置：電磁抱閘，它主要由 和 兩部分組成。

7、2、特點(diǎn)：平時(shí)或停電時(shí)制動(dòng)器抱緊制動(dòng)輪，工作時(shí)松開，在停機(jī)時(shí)保證定位準(zhǔn)確，并避免重物自行下墜而造成事故。 （二）三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng) 1、電源反接制動(dòng) 1）原理：電動(dòng)機(jī)停機(jī)后改變?nèi)嚯娫吹南嘈?，電?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即反向，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩一電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)很快停下來。 2）特點(diǎn)：▲簡(jiǎn)單易行，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，效果好， ▲制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流比起動(dòng)電流還大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊較大，故往往在定子回路中串入限流電阻。 ▲反接制動(dòng)時(shí)仍需從電源吸收能量，故經(jīng)濟(jì)性能差。 2、倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng) 1）原理：在提升重物時(shí)轉(zhuǎn)子回路的電阻較小，下放重物時(shí)在轉(zhuǎn)子回路

8、中串入的電阻足夠大，機(jī)械特性曲線變陡，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降至反轉(zhuǎn)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩才與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，這時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然是向上的轉(zhuǎn)矩但對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)起制動(dòng)作用。 2）特點(diǎn)：▲改變串入電阻的大小，即可調(diào)節(jié)下放速度。 3、能耗制動(dòng) 1）原理：是在斷開三相電源的同時(shí)接通直流電源，此時(shí)直流電流流入定子兩相繞組，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流而受的電磁力矩方向跟電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而產(chǎn)生制動(dòng)作用。這時(shí)轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上。稱為能耗制動(dòng)。 2）特點(diǎn)：制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)影響??；（這是其優(yōu)點(diǎn)）缺點(diǎn)是需要一套直流電源裝置，而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小而減小，不易制停。

9、 4、再生制動(dòng)（回饋制動(dòng)） 1）原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)（S＜0），使轉(zhuǎn)子電流及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩改變方向，成為一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，則電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，這時(shí)電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能送回電網(wǎng)，又稱為回饋制動(dòng)。 2）特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性能好，但只有在特定的條件下才能實(shí)現(xiàn)。 什么條件？ 。 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 概述： 調(diào)速方法：1）改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)P—變極調(diào)速； 2）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率S，具體方法是改變電源電壓調(diào)速和繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；

10、 3）改變電網(wǎng)的頻率--變頻調(diào)速。 一、變極調(diào)速 1）三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組形成的磁場(chǎng)取決于定子繞組中的電流方向，只要改變定子繞組的接線方式，就能達(dá)到改變磁極對(duì)數(shù)的目的。 2）接線方式： /YY調(diào)速；YY為高速檔，前后輸出功率基本不變，適用于近恒功率情況下的調(diào)速，較多用于金屬切削機(jī)床上。 Y/YY調(diào)速；YY為高速檔，前后輸出轉(zhuǎn)矩基本不變，適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于起重機(jī)，運(yùn)輸帶等機(jī)械。 3）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)引出頭較多，調(diào)速節(jié)數(shù)少。 4）注：變極調(diào)速只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)中。 二、改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速 1）

11、改變轉(zhuǎn)子回路電阻的大小，電動(dòng)機(jī)即在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。 2）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單，并可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速。 缺點(diǎn)是調(diào)速電阻上有一定的能量損耗，調(diào)速特性曲線的硬度不大，在空載和輕載時(shí)調(diào)速范圍很窄。主要用于運(yùn)輸、起重機(jī)械的繞線式電機(jī)。 三、改變定子電壓調(diào)速 1）適用性：適用于籠形型電動(dòng)機(jī)中。 2）對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：需采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率籠型電動(dòng)機(jī)。但其低壓時(shí)機(jī)械特性太軟。 3）對(duì)于風(fēng)機(jī)負(fù)載：其負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而增大，改變定子電壓轉(zhuǎn)速變化。 四、變頻調(diào)速 1）恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速： 保持輸出轉(zhuǎn)矩不變，條件是為常數(shù) 2）恒功率變頻調(diào)速： 保持輸出功率不變，條件是為常數(shù)或?yàn)槌?shù) 5