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1、高壓電工進網(wǎng)培訓 第二講 一、三相異步電動機 1、三相異步電動機的構(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； 轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動部分，用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。轉(zhuǎn)子根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同分為 籠式 和繞線式 兩種。 1、三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 三相異步電動機定子繞組通入三相對稱交流電將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。它的旋轉(zhuǎn)方向與 三相交流電的相序 一致。 旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速： 2、三相異步電動機的工作原理 三相異步電動機通入三相對稱交流電后產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。這時轉(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)變成機械能。這里電動機的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(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。國產(chǎn)三相異步電動機額定轉(zhuǎn)速，則其磁極對數(shù)p= ,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差率 。其中當S=1時，電動機處于 工作狀態(tài)，S=0時，電動機處于 工作狀態(tài)，S=時，電動機處于 工作狀態(tài)。 二、三相異步電動機的啟動與反轉(zhuǎn) 一、三相異步電動機起動的主要要求 1、足夠大的起動轉(zhuǎn)矩 2、在保證轉(zhuǎn)矩的前提下，起動電流足夠小 3、控制設(shè)備簡單，操作維護方便 4、起動過程能耗盡量小 二、三相籠型異步電動機的起動 （一）直接起動 1、直接起動：直接接通三相電源又稱全壓起

3、動 2、直接起動所需設(shè)備：刀開關(guān)、保險盒（熔斷器） 3、直接起動的條件：（1）容量在工作7．5KW以下的電動機 （2）起動時引起的電網(wǎng)電壓下降不超過10%～15% 4、直接起動優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：設(shè)備簡單，起動時間短，操作方便 （2）缺點：對電動機有一定的沖擊 （二）降壓啟動：指降低加在電動機定子繞組兩端的電壓待起動結(jié)束后加額定電壓運行的起動方式 降壓啟動的分類：變換降壓啟動、串電阻降壓啟動、變壓器降壓啟動 1、變換降壓起動 1）適用條件：額定運行時為接法的電動機 2）優(yōu)缺點：優(yōu)點是降低起動電

4、流；缺點起動轉(zhuǎn)矩減小，只有 時的。 3）適用條件：只能適用于輕載或空載電機的起動 2、串電阻（電抗器）降壓起動 1）原理：在定子繞組中串電阻分壓而降壓起動，起動結(jié)束后全壓運行。 2）優(yōu)缺點：優(yōu)點是起動平穩(wěn)，工作可靠，功率因數(shù)高，降壓可調(diào)。 缺點是設(shè)備多，電阻上有損耗，不宜頻繁起動。 故應(yīng)優(yōu)先考慮變換降壓啟動。 3、自耦變壓器降壓起動 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現(xiàn)降壓起動，待運行正常后全壓運行。 2、優(yōu)缺點：優(yōu)點是可選擇不同的電壓進行起動，且不論是星形不是三角形接法都可。 缺點是設(shè)備體積大，投資大，不能頻頻起

5、動，主要應(yīng)用于帶負載起動。 三、繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機的起動 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組均采用星形接法 （一）轉(zhuǎn)子回路串電阻起動 1、 起動：采用轉(zhuǎn)子回路串電阻起動（一般采用串電阻三級起動） 2、 優(yōu)缺點：優(yōu)點是起動過程中轉(zhuǎn)矩較大，適合于重載起動。 缺點是設(shè)備多，起動級數(shù)少，有能量損耗在電阻上。 （二）轉(zhuǎn)子回路串頻敏電阻起動 1、原理：當轉(zhuǎn)速增加時，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，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：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本

6、低，使用壽命長，能平滑無級起動，轉(zhuǎn)矩恒定。 缺點是轉(zhuǎn)矩不能太大，功率因數(shù)較小。 三相異步電動機的制動、調(diào)速與選用原則 1、三相異步電動機的運行狀態(tài) 起動狀態(tài)；運行狀態(tài)；制動狀態(tài)；停止狀態(tài)。 2、三相異步電動機的制動：是指加一個反向力矩，使電動機減速或停轉(zhuǎn)，對位能性負載，制動運行可獲得穩(wěn)定的下降速度。 3、三相異步電動機的制動方法 分類：機械制動和電氣制動 電氣制動分為反接制動；能耗制動和再生制動 二、三相異步電動機的制動 （一）機械制動 1、裝置：電磁抱閘，它主要由 和 兩部分組成。

7、2、特點：平時或停電時制動器抱緊制動輪，工作時松開，在停機時保證定位準確，并避免重物自行下墜而造成事故。 （二）三相異步電動機的電氣制動 1、電源反接制動 1）原理：電動機停機后改變?nèi)嚯娫吹南嘈?，電動機的旋轉(zhuǎn)磁場即反向，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩一電動機的轉(zhuǎn)向相反，為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機很快停下來。 2）特點：▲簡單易行，制動轉(zhuǎn)矩大，效果好， ▲制動時轉(zhuǎn)子電流比起動電流還大，對電動機的沖擊較大，故往往在定子回路中串入限流電阻。 ▲反接制動時仍需從電源吸收能量，故經(jīng)濟性能差。 2、倒拉反轉(zhuǎn)制動 1）原理：在提升重物時轉(zhuǎn)子回路的電阻較小，下放重物時在轉(zhuǎn)子回路

8、中串入的電阻足夠大，機械特性曲線變陡，電動機的轉(zhuǎn)速下降至反轉(zhuǎn)時電磁轉(zhuǎn)矩才與負載轉(zhuǎn)矩平衡，這時電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然是向上的轉(zhuǎn)矩但對電動機的轉(zhuǎn)動起制動作用。 2）特點：▲改變串入電阻的大小，即可調(diào)節(jié)下放速度。 3、能耗制動 1）原理：是在斷開三相電源的同時接通直流電源，此時直流電流流入定子兩相繞組，產(chǎn)生恒定的磁場，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機轉(zhuǎn)動方向相反，因而產(chǎn)生制動作用。這時轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上。稱為能耗制動。 2）特點：制動力強，制動平穩(wěn)，對電網(wǎng)影響小；（這是其優(yōu)點）缺點是需要一套直流電源裝置，而且制動轉(zhuǎn)矩隨電動機的轉(zhuǎn)速減小而減小，不易制停。

9、 4、再生制動（回饋制動） 1）原理：當電動機的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時（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)向相反的制動轉(zhuǎn)矩，則電動機在制動狀態(tài)下運行，這時電動機變成發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)變成電能送回電網(wǎng)，又稱為回饋制動。 2）特點：經(jīng)濟性能好，但只有在特定的條件下才能實現(xiàn)。 什么條件？ 。 三、三相異步電動機的調(diào)速 概述： 調(diào)速方法：1）改變定子繞組的磁極對數(shù)P—變極調(diào)速； 2）改變電動機的轉(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機轉(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）三相異步電動機定子繞組形成的磁場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，就能達到改變磁極對數(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，適用于負載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于起重機，運輸帶等機械。 3）優(yōu)缺點：優(yōu)點是所需設(shè)備簡單，缺點是電動機引出頭較多，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機中。 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，電動機即在對應(yīng)的轉(zhuǎn)速下運行。 2）優(yōu)缺點：優(yōu)點是所需設(shè)備簡單，并可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)速。 缺點是調(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，在空載和輕載時調(diào)速范圍很窄。主要用于運輸、起重機械的繞線式電機。 三、改變定子電壓調(diào)速 1）適用性：適用于籠形型電動機中。 2）對于恒轉(zhuǎn)矩負載：需采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率籠型電動機。但其低壓時機械特性太軟。 3）對于風機負載：其負載轉(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)或為常數(shù) 5