实验三 三相异步电动机的起动与调速
三相异步电动机的起动与调速实验报告
三相异步电动机的起动与调速实验报告实验报告：三相异步电动机的起动与调速一、实验目的1.学会使用三相异步电动机进行起动和调速实验；2.理解三相异步电动机的工作原理和特性；3.掌握控制电源频率和电压对电动机起动和调速的影响。
二、实验原理1.三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动可以分为直接起动、通过降压启动器起动和通过自耦变压器起动等几种方式。
实验中我们采用的是直接起动方式。
直接起动是将三相电源直接接到电动机的定子绕组上，通过电源的三相电流激励定子绕组产生磁场，使得电动机启动转矩产生，从而实现电机的起动。
2.三相异步电动机的调速三、实验装置和仪器1.三相异步电动机：用于实现起动和调速实验。
2.控制电源：用于提供三相交流电源，调整电源频率和电压。
3.电压表和电流表：用于测量电源电压和电流。
4.转速计：用于测量电动机转速。
5.手动控制开关。
四、实验步骤1.连接实验电路：将三相异步电动机与控制电源、电压表和转速计连接起来，根据电路图正确接线。
2.起动实验：将控制电源调至合适的频率和电压，打开电源开关，记录电动机的起动时间，并观察电动机的起动转矩和转速情况。
3.调速实验：保持电动机运行状态，通过改变控制电源的频率和电压，逐渐增大或减小转速，同时记录相应的电源频率和电压。
五、实验结果与分析1.起动实验结果：记录电动机的起动时间，并观察电动机的起动转矩和转速情况。
2.调速实验结果：通过改变控制电源的频率和电压，记录相应的转速和电源频率和电压，并绘制转速和电源频率、电压的关系图。
六、实验结论通过实验我们可以得到以下结论：1.三相异步电动机可以通过改变电源频率和电压来实现起动和调速；2.电源频率和电压对电动机起动和调速有直接的影响；3.控制电源的频率和电压可以调整电动机的转速；七、实验总结通过本次实验，我深入了解了三相异步电动机的起动和调速原理和特性。
在实验中，我掌握了使用三相异步电动机进行起动和调速的操作方法，并学会了通过改变电源频率和电压来调整电动机的转速。
三相异步电动机的变极调速控制
SB3常闭触头 先断开，切断 KM1线圈电路
SB2常开触头 后闭合
KM1自锁触头复位断开
KM1主触 头断开
电动机因惯 性继续旋转
KM1互锁触头复位闭合
KM2、KM3 线圈都得电
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
2）高速运转
需要高速运转时，也需要先按下低速启动按钮SB2，把定子 绕组接成△，让电动机低速启动。 启动结束，再按下高速启动按钮SB3，把定子绕组换接成YY， 实现电动机高速运行。
KT常开延时闭合
KM1失电 拆除△接线，切除电动机正序电源
定子绕组尾端接反序电源
KM2得电 KM3得电
电动机YY连接， 定子绕组首端 高速运转 短接于一点
变极调速安装接线注意事项： 1）正确识别电动机定子绕组的9个接线端子。 2）交换任意两相电源的相序。
2）按钮控制的双速电动机变极调速
注意控制电路的线号
三、变极调速原理
把定子每相绕组都看成两个完全对称的“半相绕组”。
以U相为例，设相电流从绕组的头部U1流进，尾部U2流出。 当U相两个“半相绕组”头尾相串联时（顺串），根据右手 螺旋法则，可判断出定子绕组产生4极磁场。 若U相两个“半相绕组” 尾尾相串联（反串）或者头尾相并 联（反并），定子绕组产生2极磁场。
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
1）低速运转
需要低速运转时，按下低速启动按钮SB2，把定子绕组接成 △，让电动机低速启动，并连续运转。
合上QS，M3线圈电路
SB2常开触头后 闭合，KM1线圈
通电
KM1电气互锁触头断开， 对KM2、KM3互锁
KM1主触 头闭合
相关知识——三相异步电动机的电气调速
• 什么叫恒转矩调速？
电机学 chap10三相异步电动机的起动和调速
斜槽
对谐波磁场，相 当于分布绕组的 作用
槽配合
定转子一阶齿谐波
Z1 1 Z2 1
p
p
即：Z1 Z2 , Z1 Z2 2 p
为要消除齿谐波同步转矩，定子齿数与
转子齿数不应相等，它们之间的差数也 不应等于极数。
异步电动机的调速与制动
一、异步电动机调速方法
异步电动机的转速
n 60 f 1 s
第10章 异步电动机的起动、 调速和制动
异步电动机的起动性能
1. 起动电流倍数 2. 起动转矩倍数 3. 起动时间 4. 起动时能量消耗与发热 5. 起动设备的简单性和可靠性 6. 起动中的过渡过程
一、起动电流和起动转矩
起动：从禁止不动到加速到工作转速的过程
要求：在起动时有较大的起动转矩（倍数），较小 的起动电流（倍数）
内层鼠笼有较大的漏抗，电流较小，功率因数较 低，所产生的电磁转矩也较小。
外层鼠笼仅有非常小的漏抗，电流较大，且电阻 较大，起动时所产生的电磁转矩也较大。层鼠笼 又称起动鼠笼。
2．起动过程结束后
转子电流的频率很小，内层鼠笼的漏抗很小， 两个鼠笼转子的电流分配决定于电阻。
内层鼠笼电阻较小，电流较大，运行时在产生 电磁转矩方面起主要的作用，内层鼠笼称为运 行鼠笼。
•由于电流的分布不均匀，等效槽导体的 有效面积减小——集肤效应使槽导体电阻 增加；
•集肤效应作用使槽漏磁通有所减少，转 子漏抗也有所减少，二者均促使起动转矩 增大，改善了起动特性。
•启动瞬间，由于磁路饱和，转子漏抗将 明显减小。
等效截面
深槽式异步电动机
2．正常运行时 在正常运行时，由于转子电流的频率很低，槽导体的 漏抗比电阻小得多，槽中电流将依电阻而均匀分布， 转子电阻恢复到固有的直流电阻。
三相异步电动机启动,调速,制动
任务3.三相异步电动机的制动及实现
（1）电源反接制动
三相异步电动机的电源反接制动是将三相电 源中的任意两相对调，使电动机的旋转磁场反 向，产生一个与原转动方向相反的制动转矩， 迅速降低电动机的转速，当电动机转速接近零 时，立即切断电源。
这种制动方法制动转矩大，效果好，但冲击 剧烈，电流较大，易损坏电动机及传动零件。
（4）绕线型异步电动机转子串 电阻起动
绕线型异步电动机的起动，只要在转子回 路串入适当的电阻，就既可限制起动电流， 又可增大起动转矩，但在起动过程中，需 逐级将电阻切除。现在多用在转子回路接 频敏变阻器起动。
任务1：三相异步电动机的起动及实现
任务1：三相异步电动机的起动及实现
3.三相异步电动机启动控制电 路
任务1：三相异步电动机的起动及实现
自锁(自保): 依靠接触器自身辅助常开 触头
而使线圈保持通电的控制方 式 自锁触头: 起自锁作用的辅助常开触 头 工作原理： 按下按钮（SB1），线圈（KM）通 电，电机起动；同时，辅助触头 （KM）闭合，即使按钮松开，线圈 保持通电状态，电机 连续运行。
图为单向连续运行控制电路
K1为起动电流倍数：Ist为电动机的起动电流(A)；In为电 动机的额定电流(A)；Sn为电源变压器总容量；Pn为电 动机的额定功率。
Hale Waihona Puke 任务1：三相异步电动机的起动及实现
（2）.星-三角降压起动 正常运行时，接成△形的鼠笼电动机，在起动时接成 星形，起动完毕后再接成△，称星-三角起动。
任务1：三相异步电动机的起动及实现
任务3.三相异步电动机的制动及实现
3.反接制动控制电路
任务3.三相异步电动机的制动及实现
4.能耗制动控制电路
实验三三相异步电动机的星三角换接启动控制
实验三三相异步电动机的星三角换接启动控制实验三三相异步电动机的星/三角换接启动控制在三相异步电动机的星/三角换接启动控制实验区完成本实验注意:(本实验只能在实验台上完成)，由于电机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。
用PLC来控制电机则可避免这一问题。
实验目的1、掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。
2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。
实验要求合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。
三相异步电动机星/三角换接启动控制的实验面板图:图6-3-1所示三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板上图下框中的SS、ST、FR分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2;将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3;COM端与主机的1L端相连;本实验区的+24V端与主机的L+端相连。
KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。
实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板上。
学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。
380V电压已引至三相开关SQ的U、V、W端。
A、B、C、X、Y、Z与三相异步电动机(400W)的相应六个接线柱相连。
将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V///电即引至U、V、W三端。
to prevent the accumulation of air, both ends of the tube are required the Center to bake. 6.2.5 sets should be at the bottom 200mm lashing cable head is fixed rung, with a similar cable color of plastic lashings. Cable head using "equal-width stacked" layout, or according to the size and space within the enclosure cable volume adjust, but you must ensure uniform, neat and elegant. 6.2.6 disc cabinet within cable shield layer requirements注意:接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置(开关往下扳)。
三相异步电动机的起动与调速实验原理
三相异步电动机的起动与调速实验原理三相异步电动机是工业和家庭使用中最普遍的电动机。
其结构简单、性能稳定、故障率低、使用寿命长、维护成本低等优点，使得其被广泛应用于各种机械设备、压缩机、水泵、风扇等领域。
起动和调速是三相异步电动机运行的两个重要参数。
起动是指当电动机停止工作后重新启动的过程，调速是指根据工况需要改变电动机转速的过程。
本实验旨在探究三相异步电动机的起动和调速原理，并提供相关实验过程和数据分析。
一、起动实验原理三相异步电动机旋转时，电机产生的磁通量与旋转的同步速度不同。
当电动机停止后，转子上的磁通量与定子绕组中的磁通量存在差异。
这种差异会产生感应电动势，从而产生电流，这个过程被称为转子电动势或者诱导电动势。
在起动过程中，需要通过外部直流电源加上励磁电流，与转子电动势产生作用，使转子开始旋转。
起动时，电源的直流电压加到电动机定子绕组上，电动机的转子开始旋转，开始产生诱导电动势。
当转子旋转速度接近同步速度时，电动机称为同步运行。
在起动期间，由于初始转矩低，转子转速较慢，同步速度不易达到。
这时候，为了防止电动机过载，需要启动电动机保护器，保护器中的热继电器会自动切断电源，从而保护电动机。
二、实验过程1. 实验设备准备：三相异步电动机、电源电缆、电池、保护器、电流表、万用表、转速表、电阻箱等。
2. 接线并设定电流值：将电动机与电源电缆接入，接线过程中需要注意接线正确。
设定适当的电流值，并开始记录数据。
3. 启动电动机：通过保护器开关启动电动机，等待电动机开始旋转。
4. 记录数据：记录电动机转速、电流和电压值，同时获得电动机启动时间和转矩。
5. 重复实验：重复上述步骤，多次进行实验并记录数据，以便进行平均数计算和结果验证。
三、数据分析在起动实验中，需要记录的数据包括电动机启动时间、电流、电压和转速值。
在多次实验后，根据数据计算出平均值，并进行结果分析。
启动时间：启动时间是电动机开始运转到转子开始旋转的时间间隔。
三相异步电动机启动制动和调速
软启动器的工作原理简单，它通过软硬件方法，实时检测定子电流、 电压、功率因数或电动机的转矩值，经过计算得到一个准确的晶闸管 的移相角，使加在电动机上的电压或启动电流按某一规律变化（如斜 坡电压软启动、恒流软启动等），优化异步电动机的启动性能。软启
动器也可用PWM方式实现。
21
4.2 三相异步电动机的制动
复杂度 最简单
一般 简单 较复杂
适用性 电机小于7.5kW
任意容量，轻载 正常 ，频繁启动 大容量，大负载
15
Y
自耦变压器
3 1 k
改善结构
通过改变鼠笼式异步电动机的结构，既减小启动电流，又能获得较大 的启动转矩，即通过改变结构来改善电动机的启动性能。
1、增大转子电阻 这种电动机又称为高转差率鼠笼型异步电动机，其转子导条不用普通 的铝条，而是采用电阻率较高的铝合金（ZL-14），通过适当加大转 子导条的电阻来改善启动性能。
如同直流电动机一样，异步电动机制动的目的有两个： • 使传动系统迅速减速或停车； • 限制位能性负载的下放速度。
如果三相异步电动机的电磁转矩Te和转速n的方向相反，电动机便 处于制动状态。在制动状态下，电动机的电磁转矩起反抗旋转的作 用，为制动性转矩。
异步电动机的制动方法有：回馈制动、反接制动和能耗制动 。
n0 n s n0
n n0 (1 s)
1、直流电动机使用静差率，利用理想空载转速和转速（转速降）来
描述，它们都是转子的转速，是机械运动；
2、异步电动机使用转差率，利用旋转磁场的转速和转子的转速来描述， 同步转速非机械转速，也不是理想空载转速；
3、转差率与空载转速无关，更不能等同于转速降。
U L 3U P UL UP
三相异步电动机的起动与调速
三相异步电动机的起动与调速
三相异步电动机是由三条相线和三个电感器组成的电动机，它可以用来调整电动机的
转速，用于驱动各种各样的机械设备和机械设备，如泵、制冷设备、风机、纺织机械和研
磨机械等。
在使用过程中，我们需要正确的起动和调速，以确保电动机的正常运行。
三相异步电动机的起动主要有直接起动和绕组起动两种方式，分别用于低功率和大功
率的电动机。
直接起动只需要将电动机的三个相绕组连接到对应的电源，即可起动电动机。
而绕组起动则需要用一个外置的起动电动机来帮助启动大功率的电动机，以确保电动机的
正常运行。
三相异步电动机调速是指改变电动机的转速和功率输出，从而达到调节电动机运行状
态的目的。
为了调整电动机的转速，可以使用变频器、变阻器和磁控管来实现。
其中，变
频器是利用可变的频率，来控制电动机的转速和功率，而变阻器则是改变电流的大小来调
整速度，而磁控管则是利用可调大小的磁字段，在定宽度脉冲调节之下，改变磁场大小，
以此改变电动机的转速，从而达到调节电动机转速的目的。
三相异步电动机起动与调速既是安全又是关键，一旦有不当的操作，可能会对电动机
的性能产生影响。
因此，在使用三相异步电动机调速之前，应充分考虑电动机的类型、功
率和负荷，以确保其正常运行。
同时，也要确保在安装和操作过程中，能够正确的安装起
动装置，以及恰当的设定和调整，以确保电动机的顺利运行。
三相交流异步电动机的启动调速及制动
三相交流异步电动机的启动调速及制动一、三相交流异步电动机的启动电动机从接入电网开始转动，逐渐增加转速一直达到正常转速为止，这段过程为启动过程，通常只有几十分之一描到几秒钟。
启动电流与启动转矩是衡量电动机好坏的主要依据。
电动机开始转动时转子电路中感应电动势最大，一般为额定情况下的20倍左右。
但由于此时转子电抗也最大，故转子电流为额定情况下的5-8倍。
由于异步电动机转子电能是由定子绕组供给的，所以定子绕组中的电流亦将为额定时的4-7倍。
起动时虽然转子电流较大，但此时电抗也很大，则使转子功率因数COS①2很小，所以启动转矩并不大。
启动电流大，电网电压降大，影响其他电气设备的正常工作；其次对于频繁开、停的设备将使其电动机发热，影响电动机的寿命。
启动转矩小，电动机不能带负载启动或是启动时间过长而使电动机温升过高。
衡量电动机启动性能的好坏，主要有如下三点：1、启动电流尽可能小；2、启动转矩尽可能大些；3、启动设备简单、经济，操作方便二、三相鼠笼式异步电动机的启动1、全压启动把电动机直接接到电压与电动机额定电压相等的电网上则称为全压启动。
这种方法的优点是操作简便，成本低；但启动电流较大。
为了保证电动机启动时不引起电网电压下降太多，电动机的额定容量满足下列经验公式的要求时才允许全压启动：Ist∕IR<3∕4+上述表达式中ISt表示电动机起动电流，IR表示电动机额定电流，一般情况下1st大约为4〜7倍，因为电动机的额定容量不超过电源变压器容量的15%〜20%时都允许全压启动。
2、降压启动降压起动是用降低电动机端电压的办法来减小启动电流。
当电压降低时起动转矩按电压的平方成正比例下降，故此种方法适用于空载或轻载情况下起动。
降压起动有三种方法：a.串电阻降压起动：这种方法是在三相定子绕组中串接相同电阻（或变阻器）。
分手动与自动控制两种。
b.星形一三角形降压起动：这种起动方法适用于工作时定子绕组为三角形接法的电动机。
三相异步电动机的起动与调速实验报告
三相异步电动机的起动与调速实验报告实验报告：三相异步电动机的起动与调速引言：一、实验目的：1.了解三相异步电动机的起动原理；2.熟悉三相异步电动机的转子启动方法；3.掌握三相异步电动机的调速控制原理；4.实验验证电压调制调速与变频器调速的效果。
二、实验仪器与设备：1.三相异步电动机；2.电动机启动电容器；3.电源；4.变压器；5.变频器。
三、实验原理：1.三相异步电动机的起动原理：三相异步电动机的起动有直接启动和间接启动两种方法。
直接启动是将电动机直接连接到电源上，通过电流大小的限制和时间延迟来确保电动机的安全起动。
间接启动是通过在电动机的主回路中加入启动电容器来增加电动机的起动转矩，使电动机能够正常起动。
2.三相异步电动机的调速原理：四、实验步骤与结果：1.实验起动部分：（1）将电动机的U、V、W三相绕组分别与电源的U、V、W相连接；（2）通过开关将电容器接入电动机的主回路；（3）按下启动按钮，记录电动机的起动时间；（4）重复实验3次，取平均值。
2.实验调速部分：（1）使用电压调制调速方法，通过改变电源的电压大小，观察电动机的转速变化；（2）使用变频器调速方法，通过改变变频器的输出频率，观察电动机的转速变化；（3）记录不同电压或频率下电动机的转速，并绘制转速-电压（或频率）曲线。
五、实验讨论与分析：1.起动部分：根据实验结果，我们可以得到电动机的起动时间。
通过与电动机的技术手册对比，可以验证实验结果与理论值的一致性。
2.调速部分：通过对转速-电压（或频率）曲线的分析，我们可以发现电压或频率与电动机的转速之间存在一定的线性关系。
在电压调制调速方法中，电压越高，电动机的转速越大；在变频器调速方法中，频率越高，电动机的转速越大。
这与我们之前学到的电动机调速原理是一致的。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了三相异步电动机的起动方法和调速控制原理，并通过实验验证了电压调制调速与变频器调速的效果。
掌握了这些知识和技能，有助于我们在实际工程中更好地应用与操作三相异步电动机。
三相异步电机交流变频调速系统设计实验
三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院测控技术实验中心2010/11/2三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书一、实验目的：1. 了解三相异步电机调速的方法；2. 熟悉交流变频器的使用；3. 掌握三相异步电机交流变频调速系统设计。
4. 交流异步电动机机械特性及变频调速特性测试二、控制系统设计要求系统设计要求能够实现三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
图1 控制系统硬件结构图三、基本知识：1.异步电动机调速系统种类很多，常见的有：(1)降电压调速；(2)电磁转差离合器调速(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速(4)绕线转子异步电机串级调速(5)变极对数调速(6)变频调速等等。
2.三相交流异步电动机2.1 异步电动机旋转原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
n转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流⑴磁场以⑵通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力⑶ 电磁力使转子绕组以转速n 旋转，方向与磁场旋转方向相同2.2 旋转磁场的产生旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。
这三个交变磁场应满足：⑴ 空间位置上互差rad 3/2π电度角。
由定子三相绕组的布置来保证⑵ 在时间上互差rad 3/2π相位角（或1/3周期）。
由通入的三相交变电流来保证。
2.3 电动机转速产生转子电流的必要条件：是转子绕组切割定子磁场的磁力线。
因此，转子的转速n 必须低于定子磁场的转速0n 。
两者之差称为转差：n n n -=∆0转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：0/n n s ∆=同步转速0n 由下式决定：p f n /600=上式中，f 为输入电流的频率，p 为旋转磁场的极对数。
由此可得转子的转速：p s f n /)1(60-=3.异步电动机调速由转速p s f n /)1(60-=可知异步电动机调速有以下几方法：(1) 改变磁极对数p （变极调速）定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。
三相异步电动机的启动、调速和制动
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调
速三
和相
制异 三
动步 电
相 异
动 机 的
步 电 动 机
启的
动启
、动
1.1
第6页
1 笼型异步电动机的启动
（2）降压启动
Ist IL
3IPΔ
3 U1N Z
调
速三
和相
制异 三
动步 电
相 异
动 机 的
步 电 动 机
启的
动启
、动
1.1
1 笼型异步电动机的启动
（2）降压启动
① Y–Δ降压启动 这种方法适用于正常运转时定子绕组进 行三角形连接的电动机。在启动时，可先 将定子绕组连接成星形，启动结束时再连 接成三角形。这样，启动时定子绕组上的
电压就降为了额定电压的1/ 3 。
启动时，将开关扳到“启动”位置，自耦变压 器一次侧接电源，二次侧接电动机定子绕组，实现 降压启动。当转速接近额定值时，再将开关扳向 “运行”位置，切除自耦变压器，使电动机直接接 电源运行。
第7页
调
速三
和相
制异 三
动步 电
相 异
动 机 的
步 电 动 机
启的
动启
、动
1.1
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因自耦变压器的一、二次电压之比等于一、二次绕组的匝数 之比，以及启动电流与启动电压成正比，可得出引入自耦变压 器前后启动电流的关系为：
电 工 电 子 技 术
自耦变压器备有多个抽头，可根据所要求的启动转矩来选择不同的电压 （如电源电压的73%、64%、55%）。但这种启动方法的设备费用高，不宜频 繁启动。
三相异步电动机简述及起动方式调速方法
三相异步电动机简述及起动方式调速方法概述：自从1887年发明了三相异步电机后，三相异步电动机在全世界得到广泛的应用。
三相异步电机结构简单，无需电刷和换向器，可长期高速运行，只需对轴承进行维护。
相对其他类型电动机而言故障率较低。
我厂500多台电动机基本均为三相异步电动机。
工作原理简述：在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，故称旋转磁场。
转速的大小由电动机极数和电源频率而定。
转子在磁场中相对定子有相对运动，切割磁杨，形成感应电动势。
转子铜条（铝条）是短路的，有感应电流产生而产磁场。
在磁场中受到力的作用。
转子就会旋转起来。
电机转动要有三个条件：第一要有旋转磁场，第二转子转动方向与旋转磁场方向相同，第三转子转速必须小于同步转速，否则导体不会切割磁场，无感应电流产生，电机就速度减慢产生转速差，所以只要有旋转磁场存在，转子总是落后同步转速在转动。
起动方式：三相异步电机起动方式有：1、直接起动,电机直接接额定电压起动。
2、降压起动: (1)定子串电抗降压起动; (2)星形三角形启动器起动; (3)软起动器起动; (4)用自耦变压器起动。
（5）转子绕线式电机采用转子绕组接电阻分段起动（或碱液水电阻起动），转子绕组接频敏变阻器起动两种方式。
3、变频起动及分段变频起动。
直接起动:直接起动是最好的起动方式之一，它是将电动机的定子绕组直接接入额定电压起动，因此也称为全压起动。
全压起动具有起动转矩大、起动时间短、起动设备简单、操作方便、易于维护、投资省、设备故障率低等优点。
为了能够利用这些优点，目前设计制造的笼型感应电动机都按全压起动时的冲击力矩与发热条件来考虑其机械强度与热稳定性。
所以，只要被拖动的设备能够承受全压起动的冲击力矩，起动引起的压降不超过允许值，就应该选择全压起动的方式。
有人误认为降压起动比全压起动好，将负荷较重的电机也采用了降压起动方式，因而降低了起动转矩，延长了起动时间，使电动机发热更加严重，且设备复杂，投资增加，这是一个误区，应当引起重视。
三相异步电动机启动、调速、正反转的常用方法
三相异步电动机启动、调速、正反转的常用方法
三相异步电动机是工业中常见的一种电动机类型，常用于驱动各种设备和机械。
下面介绍三相异步电动机的启动、调速、正反转的常用方法。
1. 启动方法：
(1) 直接启动：将电动机直接接通电源，并通过起动器启动，使电动机正常运转。
(2) 降压启动：采用降压起动器，通过降低电动机起动时的供电电压，减小启动电流，实现平稳起动。
(3) 自耦变压器启动：使用自耦变压器，先将电动机通过变压器接通降压启动，然后再切换到全压运行。
2. 调速方法：
(1) 换向极调速：在电机的定子绕组上安装两个或多个绕组，通过选择并联或串联不同的绕组，改变定子磁通路径，实现调速。
(2) 变频调速：通过改变电源的频率，控制电动机的转速。
常用的方法包括整流变频调速、逆变变频调速等。
3. 正反转方法：
(1) 切换反向起动器：在启动过程中，根据需要切换反向起动器，使电动机按照相反的方向旋转。
(2) 通过控制电源的相序：调整电源的相序，使电动机启动时的旋转方向相反。
总结起来，三相异步电动机的常用启动方法包括直接启动、降
压启动和自耦变压器启动；常用调速方法包括换向极调速和变频调速；常用正反转方法包括切换反向起动器和控制电源相序。
这些方法可以根据具体的工业应用需求进行选择和组合使用。
异步电动机实验
实验三三相感应电动机实验一、实验目的1、测定三相感应电动机的参数2、测定三相感应电动机的工作特性二、预习要点1、三相感应电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？2、三相感应电动机参数的测定方法3、三相感应电动机的工作特性的测定三、实验项目1、空载试验2、短路试验3、负载试验四、实验线路及操作步骤电动机编号为D21，其额定数据：P N=100W，U N=220V，I N=0.48A，n N=1420r/min，定子绕组△接法。
2、空载试验（1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
（2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。
（3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表0.5A，功率表250V、0.5A。
（4）试验步骤：安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
试验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。
注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。
接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著增大为止?，在此范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。
注意：在额定电压附近应多测几点。
试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。
表4-3序号U（V）I（A）P（W）cosφU AB U BC U CA U0 I A I B I C I0 P I P II P0 cosφ03、短路试验（1）所用的仪器设备：同空载试验（2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。
（3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表1A，功率表250V、2A。
第14章三相异步电机的启动及速度调节
' s ' 2 2
& UN
I&s''
N1
N2
& U'
第14章三相异步电机的启动及速度调节
3.定子绕组串电阻或者电抗器启动 3.定子绕组串电阻或者电抗器启动 在定子绕组的电路中串 入一个三相电阻器或者电 抗器来产生一定的电压降， 抗器来产生一定的电压降， 使得达到降低启动电流的 目的。 目的。 串电阻器启动时， 串电阻器启动时，要消 耗较大的功率； 耗较大的功率；串电抗器 启动时， 启动时，当K2短接启动电 抗器时还会产生较大的短 路电流， 路电流，所以串电抗器适 合于启动转矩要求不大且 启动不频繁的场合。 启动不频繁的场合。
1
电源容量（ 电源容量（kVA )
降压起动多用于空载或轻载起动 降压起动多用于空载或轻载起动
I stY 1 = I st ∆ 3 TstY 1 = Tst ∆ 3
第14章三相异步电机的启动及速度调节
对于正常运行时定子 绕组采用“ 联结的异步电 绕组采用“D”联结的异步电 动机，起动时定子“ 联结 联结， 动机，起动时定子“Y”联结， 起动完毕后换成“ 联结 联结。 起动完毕后换成“D”联结。 这样起动时，每相起动电压 这样起动时， 大小和直接起动时每相电压 大小之间的关系： 大小之间的关系：
自耦变压器一般有三个分接头可供选用。 自耦变压器一般有三个分接头可供选用。
第14章三相异步电机的启动及速度调节
电动机降压起动时电流为 Is ，与直接起动时的 '' 起动电流 Is之间关系为
I N2 U = = Is UN N1
自耦变压器高压侧的起动 ' '' 电流 Is ，与 Is 之间的关系为
三相异步电动机的启动、调速、反转与制动(一)
解： （1）Ist =7 IN =720=140A
（2） I st Y = Ist /3=140/3=47A
（3）自耦变压器降压启动：
I sta
'
1 I 2 st K
优点： 缺点：
1、不论电动机定子绕组采用Y或都可使用； 2、启动电压可根据需要选择，使用灵活，适用于不同的负载。
设备体积大、笨重，成本高。
本模块结束
性能都优于鼠笼式异步机，但其结构复
杂，维修不易且造价较高。
三、 三相异步电动机的反转
四、 三相异步电动机的制动（刹车）
电动机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停 下来。为了提高生产效率及安全，采用一定的方法让高速 运转的电动机迅速停转，就是所谓的制动。 1、能耗制动
当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直 流电通入两相绕组，产生固定不动的磁场n0。 电动机由于惯性仍在运转。
电机及控制技术
——三相异步电动机的启动、 调速、反转与制动
电子课件
徐州工业职业技术学院
三相异步电动机的启动、调速、反转与制动 能力目标：
1、能分析交流电动机的机械特性 2、能根据交流电动机的类型和使用场合，分析交流电动机 的启动、调速和制动
知识目标：
1、了解交流电机的结构，熟悉交流电机的工作原理 2、掌握交流电机的启动、调速与制动
（2）Y-Δ降压启动 适用范围： 优点：
正常运行时定子绕组为三角形连接。
启动电流为全压启动时的1／3。
缺点： TstY
L1 L2 L3 QS1 FU
1 TSt 不适合高启动转矩场合，适合空载或轻载启动 3
A
UP'
Z X Y C
启 正常 B 动 运行
三相异步电动机的起动与调速
三相异步电动机的起动与调速一、实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二、预习要点1、异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2、异步电动机的调速方法。
三、实验项目1、直接起动2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。
3、自耦变压器起动。
4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
四、实验方法1、实验设备序号型号名称数1 MET01 电源控制屏1台2 DD03 不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件3 DJ16 三相鼠笼异步电动机1台4 DJ17 三相线绕式异步电动机1台5 DJ23 校正直流测功机1台6 D51 波形测试及开关板1件7 DD05 测功支架、测功盘及弹簧秤（50N）1套图4-5 异步电动机直接起动2、屏上挂件排列顺序D513、三相鼠笼式异步电机直接起动试验(1) 按图4-5接线。
电机绕组为Δ接法。
异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接校正直流测功机DJ23。
电流表用MET01上的数模双显交流电流表的指针表。
(2) 把交流调压器退到零位，开启钥匙开关，按下“启动”按钮，接通三相交流电源。
(3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“停止”按钮，切断三相交流电源)。
(4)再按下“停止”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“启动”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。
(5)安装DD05步骤：断开电源开关，将调压器调至零位，除去圆盘上的堵转手柄，然后用细线穿过圆盘的小孔，在圆盘外的细线上应打一小结卡住。
将细线在圆盘外凹槽内绕1~3圈，留有一定的长度便于和弹簧秤相连。
用内六角扳手将圆盘固定在电机左侧的联接轴上，将测功支架装在与实验操作人员面对着导轨的另一侧，用偏心螺丝固定，最后用细线将弹簧秤与测功支架相连即可。
《电机与拖动》三相异步电动机的起动与调速实验
《电机与拖动》三相异步电动机的起动与调速实验一．实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二．预习要点1．复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2．复习异步电动机的调速方法。
三．实验项目1．异步电动机的直接起动。
2．异步电动机星形——三角形（Y-△）换接起动。
3．自耦变压器起动。
4．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
5．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
四．实验设备1．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1）2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量组件（NMEL-13F ） 3．交流电压表、电流表、功率、功率因数表 4．可调电阻箱（NMEL-03/4） 5．开关（NMEL-05D ） 6．三相鼠笼式异步电动机M04 7．绕线式异步电动机M09五．实验方法1．三相笼型异步电动机直接起动试验。
按图3-5接线，电机绕组为△接法。
a ．把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮开关。
调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。
（电机起动后，观察NMEL-13F 中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。
）b ．断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值,填表3-1。
图3-5 异步电动机直接起动实验接线图2．自耦变压器降压起动按图3-5接线。
电机绕组为 △接法。
a ．先把调压器退到零位，合上电源开关，调节调压器旋钮，使输出电压达110伏，断开电源开关，待电机停转。
b ．待电机完全停转后，再合上电源开关，使电机就自耦变压器，降压起动，观察电流表的瞬间读数值,填表3-2。
经一定时间后，调节调压器使输出电机达电机额定电压U N=220伏，整个起动过程结束。
3．星形——三角形（Y-△）换接起动按图3-6接线，电压表、电流表的选择同前，开关S 选用NMEL-05D 。
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实验三三相异步电动机的起动与调速
一.实验目的
通过实验掌握三相异步电动机的起动和调速方法。
二．实验设备
1．NMCL—二型系列教学实验台主控制屏
2．电机导轨及转速计
3．三相鼠笼式异步电动机一台（M04）
4．交流电机仪表及电源 MCL-18（位于实验台主控制屏的上部）
5．电机起动箱（MEL-09），三相可调电阻900Ω（MEL-03）
三．实验内容
1．直接起动
电机绕组为△接法。
仪表的选择：交流电压表为数字式或指针式均可，交流电流表则为指针式。
a．把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮开关。
调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。
b．断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值（指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值）。
2．Y-△形起动
按图接线，电压表、电流表的选择同前，开关S选用MEL-05。
方法：三刀双掷开关合向右边（Y）接法，合上电源开关，观察起动瞬间的电流，然后把S合向左边（△接法），电机进入正常运行，整个起动过程结束。
四．思考题
1.为什么要接指针表？
2.测得的起动电流为什么大体是1/3的关系？
1
实验四三相同步发电机的运行特性一．实验目的
通过实验了解三相同步发电机的工作原理。
二．实验设备
1．NMCL—二型系列教学实验台主控制屏
2．电机导轨及转速计，三相同步发电机一台、直流他励电动机一台
3．交流电机仪表及电源 MCL-18（位于实验台主控制屏的上部）
4．电机起动箱（MEL-09）
三．实验项目
发出220V,50Hz的正弦交流电。
四．实验方法及步骤
按图接线，直流电动机按他励方式联接，拖动三相同步发电机旋转，发电机的定子绕组为Y形接法（U N=220V）。
实验步骤：
（1）直流电动机电枢调节电阻R st调至最大，励磁调节电阻R f调至最小，先合上直流电机励磁电源船形开关，再合上可调直流稳压电源船形开关，起动直流电动机M03，并调节电机转速为1500r/min。
（2）开关S1合向“2”端，接通同步电机励磁电源，调节同步电机励磁电流I f，使同步发电机发出额定电压220伏。
四．思考题
1.原动机转速调节到1500r/min并保持的目的是什么?
2.同步发电机的励磁电源可否是交流电？
3.调节同步电动机的励磁电流为什么就可以改变发出电的电压大小？
2。