学习笔记 第四周 第一篇
2016-03-20 11:44
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1. 三相异步电动机的基本结构
主要由定子和转子两部分组成,具体介绍和布置可见书P50三相异步电动机结构图。
2. 三相异步电动机的旋转磁场
三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁芯上,称为三相绕组,分别用AX,BY,CZ表示,使用时,三相绕组接入三相交流电源,即分别向三相绕组通入幅值、频率相同,相位差为120度的三个正弦交变电流,按右手螺旋法则对三相电流产生的磁场进行判断后合成,可知产生的合成磁场方向在空间不断旋转。
3. 旋转磁场的旋转方向
旋转磁场的选装方向与三相电流的相序一致。即当通入三相绕组的电流的相位顺序为A→B→C时,旋转磁场的旋转方向也为A→B→C。
若要使旋转磁场的旋转方向反向,只要把定子绕组接在电源的三根导线中的任意两根对调即可。例如,将B和C的导线交换,则旋转磁场的旋转方向变为A→C→B。
4. 旋转磁场的转速
当旋转磁场的磁极对数增加时,旋转磁场的转速会减小,推导可知:
n0=60f/p 其中,n0为同步转速,f为电流频率,p为磁极对数。
5. 三相异步电动机的机械特性
图像上的特殊点
1. T=0,n=n0 (S=0) 为电动机的理想空载作用点,此时电动机的转速为理想空载转速n0 。
2. T=TN,n=nN (S=SN) 为电动机的额定工作点。
3. T=Tst,n=0 (S=1) 为电动机的启动工作点。
4. T=Tmax,n=nm (S=Sm) 为电动机的临界工作点。
人为机械特性
1. 降低电动机电源电压
当电压U降低时,n0 和Sm不变,Tmax减小(Tmax与U2成正比),机械特性曲线左移。
2. 定子电路串接电阻或电抗
n0 和Sm不变,Tmax减小,机械特性曲线左移,但Tmax比降低电动机电源电压时大。
3. 降低定子电源频率
一般变频调速采用恒转矩调速,即希望最大转矩Tmax保持为恒定值,为此在改变频率f的同时,电源电压U也发生相应的变化,随着f的降低,n0减小,Sm增大,Tst增大,Tmax基本不变。
一般而言,调频的人为机械特性最好,因为其转速n的可调范围大,特性硬度不变,n=0时Tst变大,加速度大,利于使转速迅速上升。
4. 转子电路串接电阻
在转子电路中串接电阻R2r,n0和Tmax不变,Sm增大,此时人为机械特性将变软。
6. 三相异步电动机的启动特性
主要技术指标:
1. 有足够大的启动转矩。
2. 在满足要求1的前提下,启动电流越小越好。
笼型异步电动机的启动方法
1. 直接启动:需满足确定的条件,有独立变压器供电时,若电动机启动频繁,则电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动,若电动机不经常启动,则电动机功率小于变压器容量的30%时允许直接启动。在没有独立变压器供电的情况下,电动机启动频繁,则需按公式计算,公式见书P67。
2. 电阻(电抗)降压启动
在启动时串入电阻(电抗),减小启动电流,待转速上升一定程度后,去除串入的电阻(电抗)。
缺点:1. 启动转矩大幅度降低,只适合轻载和空载的场合。
2. 启动过程中,电阻上消耗能量大,造成浪费。
3. Y-△降压启动
利用开关的断开与闭合,在启动时,将定子绕组接成星形,此时启动电流只有接成三角形连接的1/3。当转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形,进入正常工作。
缺点:将定子绕组接成星形,此时启动转矩也只有接成三角形连接的1/3,只适合轻载和空载的场合。
4. 自耦变压器降压启动
从电网吸收的电流为直接启动时电流的K2倍,其中K为自耦变压器的副边线圈与原边线圈的匝数比。
5. 软启动器
现代带电流闭环的电子控制软启动器可以限制启动电流并保持恒值,直到转速升高后电流自动衰减下来,启动时间也短于一级降压启动。主电路采用晶闸管交流调压器,用连续地改变其输出电压来保证恒流启动,稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路,避免晶闸管不必要地长期工作。
主要由定子和转子两部分组成,具体介绍和布置可见书P50三相异步电动机结构图。
2. 三相异步电动机的旋转磁场
三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁芯上,称为三相绕组,分别用AX,BY,CZ表示,使用时,三相绕组接入三相交流电源,即分别向三相绕组通入幅值、频率相同,相位差为120度的三个正弦交变电流,按右手螺旋法则对三相电流产生的磁场进行判断后合成,可知产生的合成磁场方向在空间不断旋转。
3. 旋转磁场的旋转方向
旋转磁场的选装方向与三相电流的相序一致。即当通入三相绕组的电流的相位顺序为A→B→C时,旋转磁场的旋转方向也为A→B→C。
若要使旋转磁场的旋转方向反向,只要把定子绕组接在电源的三根导线中的任意两根对调即可。例如,将B和C的导线交换,则旋转磁场的旋转方向变为A→C→B。
4. 旋转磁场的转速
当旋转磁场的磁极对数增加时,旋转磁场的转速会减小,推导可知:
n0=60f/p 其中,n0为同步转速,f为电流频率,p为磁极对数。
5. 三相异步电动机的机械特性
图像上的特殊点
1. T=0,n=n0 (S=0) 为电动机的理想空载作用点,此时电动机的转速为理想空载转速n0 。
2. T=TN,n=nN (S=SN) 为电动机的额定工作点。
3. T=Tst,n=0 (S=1) 为电动机的启动工作点。
4. T=Tmax,n=nm (S=Sm) 为电动机的临界工作点。
人为机械特性
1. 降低电动机电源电压
当电压U降低时,n0 和Sm不变,Tmax减小(Tmax与U2成正比),机械特性曲线左移。
2. 定子电路串接电阻或电抗
n0 和Sm不变,Tmax减小,机械特性曲线左移,但Tmax比降低电动机电源电压时大。
3. 降低定子电源频率
一般变频调速采用恒转矩调速,即希望最大转矩Tmax保持为恒定值,为此在改变频率f的同时,电源电压U也发生相应的变化,随着f的降低,n0减小,Sm增大,Tst增大,Tmax基本不变。
一般而言,调频的人为机械特性最好,因为其转速n的可调范围大,特性硬度不变,n=0时Tst变大,加速度大,利于使转速迅速上升。
4. 转子电路串接电阻
在转子电路中串接电阻R2r,n0和Tmax不变,Sm增大,此时人为机械特性将变软。
6. 三相异步电动机的启动特性
主要技术指标:
1. 有足够大的启动转矩。
2. 在满足要求1的前提下,启动电流越小越好。
笼型异步电动机的启动方法
1. 直接启动:需满足确定的条件,有独立变压器供电时,若电动机启动频繁,则电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动,若电动机不经常启动,则电动机功率小于变压器容量的30%时允许直接启动。在没有独立变压器供电的情况下,电动机启动频繁,则需按公式计算,公式见书P67。
2. 电阻(电抗)降压启动
在启动时串入电阻(电抗),减小启动电流,待转速上升一定程度后,去除串入的电阻(电抗)。
缺点:1. 启动转矩大幅度降低,只适合轻载和空载的场合。
2. 启动过程中,电阻上消耗能量大,造成浪费。
3. Y-△降压启动
利用开关的断开与闭合,在启动时,将定子绕组接成星形,此时启动电流只有接成三角形连接的1/3。当转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形,进入正常工作。
缺点:将定子绕组接成星形,此时启动转矩也只有接成三角形连接的1/3,只适合轻载和空载的场合。
4. 自耦变压器降压启动
从电网吸收的电流为直接启动时电流的K2倍,其中K为自耦变压器的副边线圈与原边线圈的匝数比。
5. 软启动器
现代带电流闭环的电子控制软启动器可以限制启动电流并保持恒值,直到转速升高后电流自动衰减下来,启动时间也短于一级降压启动。主电路采用晶闸管交流调压器,用连续地改变其输出电压来保证恒流启动,稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路,避免晶闸管不必要地长期工作。
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