第五章三相感应电动机的电力拖动3-4共30页
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3 一台八极绕线式三相异步电动机起重机的主钩，提升额 定负载。现要以相同的速度把负载下放，可采用的方法： A 降低电机电源电压；B 切断交流电源，在定子绕组输入 直流电； C 对调定子绕组任意两出线端；D 转子绕组中串 入三相对称电阻
D
练习题：
某绕线式异步电动机铭牌参数如下：PN＝75kW，U1N＝380V， I1N＝144A，E2N＝399V， I2N＝116A， nN＝1460r/min, M=2.8。 （1）当负载转矩TZ＝0.8TN，要求转速nB＝500r/min时，转子 每相串入多大电阻？ （2）电动机在n＝nN的电动状态，采用定子两相对调的反接 制动，如要求开始的制动转矩等于1.5TN，则转子每相应串接 多大电阻？ （3）如该电动机带位能负载，负载转矩TZ＝0.8TN，要求稳 定下放转速n= - 300r/min，求转子每相的串接电阻。
r1,r2 ,x1 ,x2 r 4 1,r 4 2 ,x4 1 ,x4 2
T Q Y2f1(r1r p 2 )2 1 U m 1 2r x 2 1 x2 2 T QY 2 Y T QY
smY
r2 x1x2
smYY
TmY4f1(px1m 1U 12x2 )12TmYY
一 感应电动机的变极调速
思考题：
1 三相异步电动机运行于反向回馈制动状态时，是否可 以把电动机定子出线端从接在电源上改变为接在负载 （用电器如电灯）上？为什么？
答：不能。还需从电源吸收无功功率建立磁场。
2 三相异步电动机拖动反抗性恒转矩负载运行，若TZ较 小，采用反接制动停车时应注意什么问题？
答：当接近n＝0采用抱闸等停车措施。
三、能耗制动
F1 F
34
2
22N1pk1I1
32N1pk1IC
2 能耗制动时的机械特性
I1
2 3
I
C
I2
I1xm (r2/v)2(xmx2)2
三、能耗制动
能耗制动时机械特性的参数表达式
T m11I22rs2 m11I22r12
m1 1
(I1xm)2r2/v
(r2)2 v
(xm
x2)2
vm
xm
不同，只有等效交流电流相同，其制动转矩开始瞬间一样。
5－4 三相感应电动机的调速
感应电动机转速
nn11s6p0f11s
调节电动机转速的两个基本途经： ➢改变同步转速 1 改变电机极对数p； 2 改变电源频率f。
➢改变转差率 降低定子输入电压；转子回路串电阻。
一 感应电动机的变极调速
1 变极调速原理
r2 x2
Tm
T m11
(I1xm)2 2(xmx2)
转子回路串电阻
vm r2 R
vm
r2
三、能耗制动
实用表达式
T 2TmT v vm vm v
当 0v时v直m线表达式
T 2TmT v vm
思考题： 三相笼型异步电动机能耗制动时，若定子接线方式不同而通入 的直流电流相同，电动机的制动转矩开始瞬间一样大小吗？
一 感应电动机的变极调速
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
Y双Y
U1Y
U1N 3
U1YY
I1NYY2I1NY
pYY
pY 2
双Y
p 2YY 2 p2Y
U1YY
U1 3
T YY 1 TY
恒转矩调速，适用 于恒转矩负载。
I1NYY2I1N
pYY
p 2
p2YY 1.16 p2
T 0.577 TYY
f1) 2 f1 ) 2
U1 f1 TN U1 f1 TN
恒转矩负载
TN TN U 1 f1 U 1 f1
恒功率负载 P zTN NTN N
TN nN f1 TN nN f1
)sm
二、回馈制动wk.baidu.com
1、电机回馈制动（发电）运行状态
n n1
s 0
P1 0
PM
m1I22
r2 s
0
P (1s)P M0
Q1 0
二、回馈制动
1、转向反向的回馈制动
机械特性：
T 2Tm s sm sm s
T
2Tm sm
s
二、回馈制动 2、转向不变的回馈制动
电车下坡时回馈 制动的机械特性
T 2Tm s sm sm s
近似恒功率调速，适 用于恒功率负载。
一 感应电动机的变极调速
特点： 1 机械特性较硬，既适合于恒转矩负载也适用于恒功率负载； 2 有级调速，适合于不需平滑调速的场合。
二 感应电动机的变频调速
1 变频调速时频率与端电压的关系
➢保持主磁通不变
U 1E 14 .4f1 4 N 1 k1m
U 1 U 1 f1 f1
一、反接制动
2、定子两相对调的反接制动
s
n1nn1n
n1
n1
T 2Tm s sm sm s
T
2Tm sm
s
在反接制动过程中，转子感应 电动势比起动时大，故需在转 子回路串接电阻。
一、反接制动
转子回路串电阻的人为机 械特性( E2SS2 E NE2N)
T
2Tm s sm
sm s
sm
(1
R r2
三、能耗制动
恒定磁场的产生
F 2FA1co3s032N 1p k1IC
三、能耗制动 能耗制动的机械特性
1 等效三相交流电流 I 1
v n n1
n:能耗制动时转子的转速 n1:正向电动时磁场同步转速
能耗制动时假想的旋转磁场的同步转速
n1nv1 n
等效的交流电源的频率
f
pn1 60
p6v01nv1f
调速原理： 两个“半相绕组” 顺串时可将极对数增加一倍； 两个“半相绕组” 反并时可将极对数减少一倍。
一 感应电动机的变极调速
2 变极的原理接线
一 感应电动机的变极调速
2 变极的原理接线
一 感应电动机的变极调速
3 变极调速的机械特性
Y双Y
双Y
U1Y
U1N 3
U1pYYY Y12pY
12U 1 pU 1N U 1YYU 13 NU 1 3
变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的 关系。
输出功率 P 2P 13 U 1 I1 co1s
假设与cos1在变极前后不变
T 955P0M /n1 T 955P0M /n1
p2 U1 I1 p2 U1 I1
忽略定子损耗，则电磁功率与输入功率相等
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
电源的输出电压大小与其频率 成正比的调节。
➢保持电动机过载能力不变
M
Tm TN
Tm 4f1
m 1p1 U 2 r12[2f1L1L2 ]2r1
82
m1pU12 f12 L1 L2
二 感应电动机的变频调速
Tm
C
U1 f1
2
M
Tm TN
M
Tm TN
Tm TN Tm TN
(U1 / (U1 /
D
练习题：
某绕线式异步电动机铭牌参数如下：PN＝75kW，U1N＝380V， I1N＝144A，E2N＝399V， I2N＝116A， nN＝1460r/min, M=2.8。 （1）当负载转矩TZ＝0.8TN，要求转速nB＝500r/min时，转子 每相串入多大电阻？ （2）电动机在n＝nN的电动状态，采用定子两相对调的反接 制动，如要求开始的制动转矩等于1.5TN，则转子每相应串接 多大电阻？ （3）如该电动机带位能负载，负载转矩TZ＝0.8TN，要求稳 定下放转速n= - 300r/min，求转子每相的串接电阻。
r1,r2 ,x1 ,x2 r 4 1,r 4 2 ,x4 1 ,x4 2
T Q Y2f1(r1r p 2 )2 1 U m 1 2r x 2 1 x2 2 T QY 2 Y T QY
smY
r2 x1x2
smYY
TmY4f1(px1m 1U 12x2 )12TmYY
一 感应电动机的变极调速
思考题：
1 三相异步电动机运行于反向回馈制动状态时，是否可 以把电动机定子出线端从接在电源上改变为接在负载 （用电器如电灯）上？为什么？
答：不能。还需从电源吸收无功功率建立磁场。
2 三相异步电动机拖动反抗性恒转矩负载运行，若TZ较 小，采用反接制动停车时应注意什么问题？
答：当接近n＝0采用抱闸等停车措施。
三、能耗制动
F1 F
34
2
22N1pk1I1
32N1pk1IC
2 能耗制动时的机械特性
I1
2 3
I
C
I2
I1xm (r2/v)2(xmx2)2
三、能耗制动
能耗制动时机械特性的参数表达式
T m11I22rs2 m11I22r12
m1 1
(I1xm)2r2/v
(r2)2 v
(xm
x2)2
vm
xm
不同，只有等效交流电流相同，其制动转矩开始瞬间一样。
5－4 三相感应电动机的调速
感应电动机转速
nn11s6p0f11s
调节电动机转速的两个基本途经： ➢改变同步转速 1 改变电机极对数p； 2 改变电源频率f。
➢改变转差率 降低定子输入电压；转子回路串电阻。
一 感应电动机的变极调速
1 变极调速原理
r2 x2
Tm
T m11
(I1xm)2 2(xmx2)
转子回路串电阻
vm r2 R
vm
r2
三、能耗制动
实用表达式
T 2TmT v vm vm v
当 0v时v直m线表达式
T 2TmT v vm
思考题： 三相笼型异步电动机能耗制动时，若定子接线方式不同而通入 的直流电流相同，电动机的制动转矩开始瞬间一样大小吗？
一 感应电动机的变极调速
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
Y双Y
U1Y
U1N 3
U1YY
I1NYY2I1NY
pYY
pY 2
双Y
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U1YY
U1 3
T YY 1 TY
恒转矩调速，适用 于恒转矩负载。
I1NYY2I1N
pYY
p 2
p2YY 1.16 p2
T 0.577 TYY
f1) 2 f1 ) 2
U1 f1 TN U1 f1 TN
恒转矩负载
TN TN U 1 f1 U 1 f1
恒功率负载 P zTN NTN N
TN nN f1 TN nN f1
)sm
二、回馈制动wk.baidu.com
1、电机回馈制动（发电）运行状态
n n1
s 0
P1 0
PM
m1I22
r2 s
0
P (1s)P M0
Q1 0
二、回馈制动
1、转向反向的回馈制动
机械特性：
T 2Tm s sm sm s
T
2Tm sm
s
二、回馈制动 2、转向不变的回馈制动
电车下坡时回馈 制动的机械特性
T 2Tm s sm sm s
近似恒功率调速，适 用于恒功率负载。
一 感应电动机的变极调速
特点： 1 机械特性较硬，既适合于恒转矩负载也适用于恒功率负载； 2 有级调速，适合于不需平滑调速的场合。
二 感应电动机的变频调速
1 变频调速时频率与端电压的关系
➢保持主磁通不变
U 1E 14 .4f1 4 N 1 k1m
U 1 U 1 f1 f1
一、反接制动
2、定子两相对调的反接制动
s
n1nn1n
n1
n1
T 2Tm s sm sm s
T
2Tm sm
s
在反接制动过程中，转子感应 电动势比起动时大，故需在转 子回路串接电阻。
一、反接制动
转子回路串电阻的人为机 械特性( E2SS2 E NE2N)
T
2Tm s sm
sm s
sm
(1
R r2
三、能耗制动
恒定磁场的产生
F 2FA1co3s032N 1p k1IC
三、能耗制动 能耗制动的机械特性
1 等效三相交流电流 I 1
v n n1
n:能耗制动时转子的转速 n1:正向电动时磁场同步转速
能耗制动时假想的旋转磁场的同步转速
n1nv1 n
等效的交流电源的频率
f
pn1 60
p6v01nv1f
调速原理： 两个“半相绕组” 顺串时可将极对数增加一倍； 两个“半相绕组” 反并时可将极对数减少一倍。
一 感应电动机的变极调速
2 变极的原理接线
一 感应电动机的变极调速
2 变极的原理接线
一 感应电动机的变极调速
3 变极调速的机械特性
Y双Y
双Y
U1Y
U1N 3
U1pYYY Y12pY
12U 1 pU 1N U 1YYU 13 NU 1 3
变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的 关系。
输出功率 P 2P 13 U 1 I1 co1s
假设与cos1在变极前后不变
T 955P0M /n1 T 955P0M /n1
p2 U1 I1 p2 U1 I1
忽略定子损耗，则电磁功率与输入功率相等
T P1/n1 U1I1p T P1/n1 U1I1p
电源的输出电压大小与其频率 成正比的调节。
➢保持电动机过载能力不变
M
Tm TN
Tm 4f1
m 1p1 U 2 r12[2f1L1L2 ]2r1
82
m1pU12 f12 L1 L2
二 感应电动机的变频调速
Tm
C
U1 f1
2
M
Tm TN
M
Tm TN
Tm TN Tm TN
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