其中:
——是一常数,它与电动机的结构有关;
——旋转磁场的每极磁通;
——转子电路的电流有功分量。
7.3 三相异步电动机的起动和制动
7.3.1 起动概述
定义:异步电动机与电源接通以后,如果电动机的起动转矩大于负载转矩,则转子从转动,转速逐渐升高至稳定运行,这个过程称为起动。
起动性能: 1.起动电流(
):起动电流约为额定电流的7倍。
):正常起动转矩约为额定转矩的0.9~2倍。
2.起动转矩( 3.起动时间。 4.绕组发热。
起动要求: 1. 减少起动电流,并使起动转矩满足负载要求;
2.起动方法应可靠、正确,起动设备应简单、经济,便于操作。 3.起动过程中,功率损耗应尽量小。
起动方法:笼型电动机的起动有直接起动和降压起动两种;绕线型电动机的起动采用电阻起动。
7.3.2 异步电动机的制动
定义:电动机的定子绕组断电后,其转动部分由于惯性还会继续转动一段时间才会停
工时,提高生产机械的生产率,同时也为了安全,往往要求电动机能迅速停车和反转,故
原理:即它的转矩与转子的转动方向相反,此时的转矩称为制动转矩。 方法:机械方法--电磁抱闸 能耗制动
定义:用消耗转子的动能(转换为电能)来进行制动,故称为能耗制动。
电气方法--能耗制动、反接制动、发电反馈制动
方法:在切断三相电源的同时,接通直流电
入定子绕组。直流电流的磁场是固定不动的,而转
原方向转动。根据右手定则和左手定则可确定此时
磁场相互作用产生的转矩的方向。它与电动机转动动作用。
制动转矩的大小与定子绕组中直流电流的大
的大小一般为电动机额定电流的(0.5~1)倍,可用
优缺点:能量消耗小,制动平稳,停车准确无冲击。但需要直流电源。
适用对象:某些金属切削机床。
反接制动
方法:电动机停车时,可将接到电源的三根导线
端对调位置,使旋转磁场反向旋转,而转子由于惯性
这时的转矩方向与电动机的转动方向相反,因而起制
特点:由于旋转磁场与转子旋转方向相反,其相
子电流很大。为了限制电流,对功率较大的电动机进
定子电路(笼型)或转子电路(绕线型)中接入电阻
优缺点:方法简单可靠、效果较好,但能耗较大
对加工精度有影响。
适用对象:常用于起停不频繁,功率较小的金属铣床)的主轴制动。(
发电回馈制动
方法:当起重机快速下放重物时,重物拖动转子,电动机转磁场转速,即
。根据右手定则和左手定则可判定,此
转矩与转子旋转方向相反,所以是制动转矩。
特点:①
;
②电动机已转入发电机运行状态,将重物的位能
送入电网,故称发电反馈制动。
7.4 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的起动和制动 定义:所谓调速,就是指电动机在同一负载下能得到不同的转速,以满足生产过程的
方法:由转速公式
变频调速--改变电源频率
变极调速--改变极对数
,表明改变电动机转速的三种可
适用于笼型电动机调速
变转差率调速--改变转差率 -
适用于绕线型电动机调速
7.4.1变频调速
定义:改变供电电源的频率可以使旋转磁场的转速随着改变,电动机的转速也跟着改调速方法称为变频调速。
原理:变频调速装置图、机械特性图如下所示。整流器先将频率为50Hz的三相交流
流电,再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相交流,供给笼型电动机。电调节范围一般为0.5~320Hz。
变频调速装置
特点:可实现无级调速,并具有硬的机械特性。
,即低于额定转速调速时,应保持
调速方式:1.在
的比值近于不变,即两者
成比例同时调节--这是恒转矩调速。
2.在
,即高于额定转速调速时,应保持
--这是恒功率调速。
7.5 三相异步电动机的铭牌数据
定义:电机制造厂按照国家标准,根据电机的设计和试验数据而规定的每台电机的正常运行状 态和条件,称为电机的额定运行情况。表征电机额定运行情况的各种数值,如电压、电流、功率等 称为电动机的额定值。额定值一般标记在电机的铭牌或产品说明书上,常用下标\标记。
1. 型号; 2.接法;
3.额定功率( 4.额定电压( 5.额定电流( 6.额定频率( 7.额定转速( 8.额定功率因数(9.额定效率( 10.定额; 11.绝缘等级。
型号
接法
指定子三相绕组的接法,有星形联结()和三角形联结(△)。若电动机铭牌上标有 220/380V两种额定电压,则表明:
=220V,△接;
=380V,接。
额定功率
在额定运行情况下,电动机轴上所输出的机械功率为电动机
额定电压
电动机在额定运行情况下的线电压为电动机的额定电压。一般规定电动机的电压不应
定值的5%。如三相定子绕组可有两种接法时,就标有两种相应的额定电压值。电动机的额定3000V及6000V等多种。
额定电流
电动机在额定情况下运行时定子绕组的线电流值为电动机的额定电流,也称满载电流。如三相定子绕组可就标有两种相应的额定电流值。 额定频率
电动机在额定运行情况下的交流电源频率为电动机的额定频率。我国发电厂所生产的交流电,频率为50H
额定转速
电动机在额定运行情况下的转速为电动机的额定频转速,也称满载转速。(
额
电动机在额定运行情况下的定子电路功率因数为电动机的额定功率因数。约为
额定效率
对电动机而言,输入功率与输出功率不等,其差值等于电动机本身损耗功率指输出功率与输入功率的比值,即:
其中
约为(75~92)%。
,
,包括铜损、铁损和机械损
即三相定子绕组从电源所取用的功率。通常
定额
定额是指异步电动机的运行方式。电动机运行情况,根据发热条件可分为三种基
连续运行、短时运行和断续运行。
绝缘等级
绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时所容许的极限温度来分级的度,是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度。
极限温度
绝缘等级 A E B
(℃) 105 120 130
练习题
第五章 电路的暂态分析
5.1, 5.2, 5.6, 5.8, 5.9, 5.10, 5.12
第六章 变压器
1. 原、副边没有电气上的直接联系,那么电能的传输又是如何实现的? 2. 既然I1 随I2成比例增加,为何主磁通最大值却基本不变?
3. 在变压器的电压和电流变换时,变压器的等效电路分为原、副边等效电路,与阻抗变换时的
等效电路并不相同,这是为什么?
第七章 三相异步电动机
1.
较异步电动机和变压器结构上的相同与不同。 定子铁心与转子铁心有何不同? 有一台三相异步电动机,其额定转速和额定状态下的转差率
=975r/min。试求电动机的旋转磁场极对数
2. 3. 4. 5. 6.
一台四极三相异步电动机,电源频率为50Hz,带负载时的转差率为5%,求该电动机的实际转速与同步转速。
若将三相异步电动机的三根电源线顺序对调(即A接B相,B接C相,C接A相),是否可以改变旋转磁场的方向?
三相异步电动机进行能耗制动时,定子绕组从交流电源断开并通入直流电源,请提出与所述方法不同的另外两种通入直流电流的接线方法。