6-3异步电动机的运行与检修.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电动机的运行与检修,异步电动机的运行与检修,3,03,异步电动机,交流电机,交流电机可分为异步电机和同步电机两大类。,异步电机主要用作电动机，应用最广泛：厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机。,03,异步电动机,思考,三相交流电机的转向仅与定子电流相序相关；单相交流电机与励磁电流方向相关。,交流电动机的转向由什么决定？,电动机转速与旋转磁场转速不同步,交异步电动机的“异步”是指什么？,03,异步电动机,三相异步电动机的基本结构,三相异步电动机分成两个基本部分：定子(固定部分)和转子（旋转部分）,，,在定子与转子之间有一定的气隙。,02,异步电动机,定子部分主要用来产生旋转磁场，由定子铁心、定子绕组、机壳等组成。,1）定子铁心,是电机磁路的一部分；,用0.35,0.5mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；,叠片内圆冲有槽，以嵌放定子(电枢)绕组；,定子铁心压装在机座内。,三相异步电动机的基本结构,定子,03,异步电动机,三相异步电动机的基本结构定子铁芯,03,异步电动机,2,）定子绕组,定子绕组是电机的电路部分。,定子绕组为按一定规律连接而成的三相对称绕组，嵌放在定子铁心槽内。,定子绕组的作用是通过电流，建立磁场，感应电动势，以实现机电能量转换。定子绕组在槽内的布置可以是单层的、双层的。是定子部分的电路。,容量较大的异步电机多用双层绕组，而小容量的电机常用单层绕组。,三相异步电动机的基本结构,定子,03,异步电动机,3,）机座,：,固定与支撑定子铁心及端盖。,要有足够的机械强度和刚度，中、小型电机一般采用铸铁机座，大容量电机采用钢板焊接机座。,封闭式中、小型感应电机的机座表面有散热筋片，以增加散热面积。,大型感应电动机机座内壁与定子铁心之间隔开一定距离，作为冷却空气的通道。,端盖的作用是安装轴承来支撑转子，使定转子之间保证一定的同心度；还起保护定、转子绕组的作用及作为通风的风路。,在大容量电机中，采用座式轴承直接固定在电机的底座上来支撑转子的重量。,三相异步电动机的基本结构,定子,03,异步电动机,转子部分主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转子铁心、转子绕组、转轴构成。,1）转子铁心,是电机磁路的一部分；,用0.5mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；,叠片外圆冲有槽，以嵌放转子绕组。,转子铁心固定在转轴上。,三相异步电动机的基本结构,转子,03,异步电动机,2,）转子绕组,转子绕组的作用是感应电动势、流过电流并产生电磁转矩；,三相异步电动机的基本结构,转子,有两种结构型式,鼠笼型转子,鼠笼型异步电动机,绕线型转子,绕线型异步电动机,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：,鼠笼式：,结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。,绕线式：,结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。,03,异步电动机,2,）转子绕组,鼠笼型转子鼠笼型异步电动机,转子每个槽中有一根导条，在铁心两端用短路环短接，形成一个多相对称短路绕组（一个槽为一相）。大型电动机多用铜导条和铜端环组成；,中、小型电动机采用铸铝导条，连同端环、冷却用的风叶一次浇铸成型。,三相异步电动机的基本结构,转子,在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端放置两个端环，分别把所有的导体伸出槽外部分与端环联接起来。这种笼型绕组一般为铝浇铸的，对中大型电机为减小损耗、提高效率，往往采用铜条焊接而成。,03,异步电动机,2,）转子绕组,绕线型转子绕线型异步电动机,绕线式转子绕组与定子绕组一样，也是一个对称的三相绕组。它接成Y形后，三根引出线分别接到轴上的三个滑环（即集电环），再经电刷引出与外部电路接通。,每个滑环上都用弹簧压着一个固定不动的电刷，转子转动时，滑环与电刷之间保持滑动接触。转子绕组的三个首端通过电刷引到接线盒中，以便在转子电路中串入附加电阻。,绕线式转子与笼型转子比较，绕线转子的缺点是结构复杂、价格贵，运行的可靠性也稍差，因此只用于要求起动电流小、起动转矩大，或需要调节转速的场合。,三相异步电动机的基本结构,转子,03,异步电动机,3,）,气隙：异步电动机的定子与转子之间的空气间隙，异步电动机的气隙比同容量的直流电机的气隙小得多，气隙大小一般为0.21.5mm左右。,定子和转子之间气隙大小，对电动机性能影响很大。,变压器主磁路全部是铁心，磁阻很小，产生主磁通所需励磁电流很小（2,10%）。,异步电机主磁路由定、转子铁心和两段气隙构成，气隙虽然很小但磁阻却很大，因此产生一定的主磁通所需要的励磁电流较大，一般为额定电流的2050%。励磁电流是无功电流，励磁电流较大是异步电动机功率因数较低的主要原因。为提高功率因数，必须减小励磁电流，最有效的方法就是减小气隙长度。,三相异步电动机的基本结构,转子,03,异步电动机,三相异步电动机的工作原理,磁铁,闭合,线圈,e,方向用,右手定则,确定,f,方向用,左手定则,确定,磁场旋转,03,异步电动机,三相异步电动机的工作原理,磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,导线长,磁感应强度,切割速度,闭合导线产生电流,i,（左手定则）,通电导线在磁场中受力,（右手定则）,03,异步电动机,三相异步电动机的工作原理,异步机演示模型,现象：,线圈跟着磁铁转,且旋转方向一致；但线圈与磁铁的转速不一样，线圈比磁场转得慢。,N,S,异步电动机转动原理,：,依据载流导体在磁场中受力。,03,异步电动机,如果线圈与磁铁的转速一样，导线就没有切割磁力线运动，没有感应电动势e与感应电流i，就没有力f的产生！,为什么线圈跟着磁铁转,且旋转方向一致，但线圈与磁铁的转速不一样，线圈比磁场转得慢,n=0，,s=1,的时候，线圈切割磁力线的速度最大，异步电动机在起动时（感应）电流最大、电磁转矩最大。,什么时候（感应）电流最大，转子受到的电磁转矩最大？,03,异步电动机,三相异步电动机的工作原理,磁铁反转时，线圈跟着磁铁反转，旋转磁场的转向决定电动机的转向。,N,S,e,i,f,f,N,S,e,i,f,f,实际电动机的,旋转磁场,（,rotating,or revolving magnetic field）是如何产生的呢？,03,异步电动机,三相异步电动机的工作原理,对称三相定子绕组,接入对称三相电压,旋转磁场,(,磁场能量,),磁力线切,割转子绕组,转子绕组中,产生,e,和,i,转子绕组在磁场中,受到电磁力的作用,转子旋转起来,机械负载,旋转起来,三相交流电流,输出机械能量,旋转磁场是指极性与大小不变，且沿着一定方向以一定速度旋转的磁场。定子三相对称绕组通入三相对称电流会产生一个旋转的磁场。,定子磁场的转速称为同步转速，大小为：,同步转速与极对数之间对应关系,(,f,1,=50H,Z,),极对数,p,1,2,3,4,5,6,同步转速,n,1,（,r/min,）,3000,1500,1000,750,600,500,f,1,电网频率；,P,磁极对数,定子磁场的转向由三相电流相序决定：,由超前相往滞后相旋转，即,沿着,U1,1,1,方向旋转。,03,异步电动机,1、定子产生旋转磁场,03,异步电动机,旋转磁场的产生,i,U,=I,m,sin,t,i,V,=I,m,sin(,t-,120,),i,W,=I,m,sin(,t+,120,),相序U,-,V,-,W,-,U,对称三相电流,流入,对称三相绕组。,i,U,i,V,i,W,t,i,0,设：,电流的流入端用 表示,电流的流出端用 表示,i,U,i,V,i,W,U,1,V,1,W,1,U,2,V,2,W,2,U,1,W,2,V,1,U,2,W,1,V,2,03,异步电动机,空间相差,120,角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周,(,在空间旋转的角度为,360),。,综上分析可以得出：,U,1,U,2,V,2,W,1,V,1,W,2,U,1,U,2,V,2,W,1,V,1,W,2,U,1,U,2,V,2,W,1,V,1,W,2,合成磁场方向向下,合成磁场旋转,60,合成磁场旋转,90,03,异步电动机,极对数,（,p,）,的概念：,（,2,）旋转磁场的转速,旋转磁场转速,n,1,同步转速（r/min),以,Y,型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右下图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为,1,。,即,p,=1,U,1,U,2,V,1,V,2,W,2,W,1,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,i,W,i,U,i,V,03,异步电动机,以,Y,型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。,按下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。,即,p,=2,U,1,U,2,U,3,U,4,V,1,V,4,V,2,V,3,W,4,W,1,W,2,W,3,i,V,W,2,V,4,U,1,V,1,W,1,U,2,V,2,W,3,U,3,U,4,V,3,W,4,i,U,i,W,三相绕组,四极旋转磁场,03,异步电动机,电流变化一周,旋转磁场转一圈,电流每秒钟变化,50,周,旋转磁场转,50,圈,旋转磁场转,3000,圈,电流每分钟变化,(5060),周,p,=1,时：,电流变化一周,旋转磁场转半圈,电流每秒钟变化,50,周,旋转磁场转,25,圈,旋转磁场转,1500,圈,电流每分钟变化,(5060),周,p,=2,时：,03,异步电动机,三相异步电动机的同步转速,60,1,p,f,1,n,=,min,）,r,/,(,f,1,=50 Hz,时，不同极对数时的同步转速如下:,p,为任意值时：,极对数,p,1,2,3,4,5,6,同步转速,n,1,（r/min）,3000,1500,1000,750,600,500,03,异步电动机,定子磁场顺时针旋转时，转子导体逆时针切割定子磁场，,转子导体中将感应电动势，并在闭合的转子绕组内产生感应电流，,在图示瞬间，转子上半周导体中的电流流出纸面，下半周流入纸面。,2,转子导体产生感应电流,载有电流的转子导体在定子磁场中将受到电磁力作用，并形成电磁转矩，电磁转矩的方向与定子旋转磁场方向一致，在电磁转矩作用下转子将顺着定子磁场方向旋转起来。,3,转子导体受到电磁转矩作用而使转子旋转,(1),定子三相对称绕组通入三相对称电流将产生旋转磁场；,(2),转子导体切割定子旋转磁场感应电动势，并感应电流；,(3),载流转子导体在定子磁场中受到电磁力及电磁转矩，使转子旋转。,基本工作原理可归纳以下三个关键点：,03,异步电动机,定子三相绕组通入三相交流电,方向,:,顺时针,切割转子导体,右手定则,感应电动势,E,20,旋转磁场,感应电流,I,2,旋转磁场,左手定则,电磁力,F,电磁转矩,T,n,U,1,U,2,V,2,W,1,V,1,W,2,F,F,03,异步电动机,由于电动机转速,n,与旋转磁场转速,n,1,不同步，故称为,异步电动机,。,因为电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为,感应电机,。,n,n,1,时，转子与定子磁场间有相对运动，转子才会受到电磁转矩作用。,n,=,n,1,时，转子与定子磁场间无相对运动，转子不感应电流不产生转矩。,由基本工作原理分析,可得出以下两个知识点：,相序,定子磁场转向,转子转向,决定,决定,(1),改变电源相序，可改变电动机的转向,因此任意对调三相异步电动机的两根电源线，便可使电动机反转。,(2),异步电动机的转速恒小于同步转速,03,异步电动机,3、转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为,转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速,n,不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,异步电动机,如果,:,无转子电动势和转子电流,转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子绕组,无转矩,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,03,异步电动机,异步电动机运行中,:,转子转速亦可由转差率求得,转差率,s,转差率,s,是异步电机的一个基本物理量，它能反映异步电机的各种运行状况。,额定运行,:,n,略低于,n,1,，,s=,0.01,0.06,空载运行：,n,n,1,，,s,0,即空载运行时，可以近似认为转子转速等于同步转速。,故转差率的大小直接反映转速的快慢或电动机负载的大小。,起动瞬间：,n,=0,，,s,=1,异步电动机,负载越大，转速就越慢，其转差率就越大；,负载越小，转速就越快，其转差率就越小。,03,异步电动机,三、三相异步电动机的铭牌数据,三相异步电动机的铭牌上标有电动机的型号、额定值和有关技术数据，这是正确使用电机的依据。,1、型号,03,异步电动机,(5),额定频率,f,N,=50Hz,2、电动机的额定值,额定值是制造厂对电动机在额定（满载）工作条件下所规定的量值。,(1),额定功率,P,N,（,W,、,kW,）,：额定运行时，转轴输出的机械功率。,(2),额定电压,U,N,（,V,、,kV,）,：额定运行时，加在定子绕组上的线电压。,(3),额定电流,I,N,（,A,、,kA,）：额定运行时，定子绕组中的线电流。,(4),额定转速,n,N,（,r/min,）,：额定运行时电动机的转速。,电动机的额定功率因数,电动机的额定效率,额定值关系：,03,异步电动机,三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。,四、三相异步电动机的特点与分类,1、三相异步电动机的特点,2、三相异步电动机的分类,1）按三相异步电动机的转子结构形式,可分为鼠笼式电动机和绕线式电动机。,2）按三相异步电动机的防护型式,可分为开启式（IP11）三相异步电动机、防护式三相异步电动机（IP22及IP23）、封闭式三相异步电动机（IP44）、防爆式三相异步电动机。,03,异步电动机,3）按三相异步电动机的通风冷却方式,可分为自冷式三相异步电动机、自扇冷式三相异步电动机、他扇冷式三相异步电动机、管道通风式三相异步电动机。,4）按三相异步电动机的安装结构形式,可分为卧式三相异步电动机、立式三相异步电动机、带底脚三相异步电动机、带凸缘三相异步电动机。,5）按三相异步电动机的绝缘等级,可分为E级、B级、F级、H级三相异步电动机。,6）按工作定额,可分为连续三相异步电动机、断续三相异步电动机、间歇三相异步电动机。,03,异步电动机,异步电动机的起动,三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。,三相异步电动机的起动要求：,（,1,）有足够大的起动转矩,Tst,，使电动机起动时间短。,（,2,）起动电流,Ist,不能太大。起动电流过大会造成以下不良影响：,电网电压降低；,使电动机绕组过热，加速绝缘老化；,过大的电动力将使中、大型异步电动机定子绕组端部变形，还有可能使转子笼型断条等。,03,异步电动机,一、三相笼型异步电动机的起动,三相笼型异步电动机的起动方法主要有：,直接起动,降压起动：定子串电阻器起动，自耦变压器降压起动，星-三角换接起动，延边三角形起动等。,直接起动又称全压起动。其方法是用断路器(或接触器)将电动机的定子绕组直接接到相应额定电压的电源上。这种起动方法简单，应尽可能首先考虑采用，其缺点是起动电流大。,1、直接启动,03,异步电动机,电动机是否直接起动，主要取决于电网容量的大小、电动机的形式、起动次数以及线路上允许干扰的程度。允许直接起动的电动机容量大致可按下述原则确定:,(1)电动机由变压器直接供电时，不经常起动的电动机的容量不宜超过变压器容量的30;经常起动的电动机容量则不宜超过变压器容量的20。,(2)电动机由发电机直接供电时，允许直接起动的电动机容量可按发电机每千伏安0.1kW计算。,1、直接启动,03,异步电动机,1,）自耦变压器(起动补偿器)起动,方法：,自耦变压器也称起动补偿器。起动时电源接自耦变压器原边，副边接电动机。起动结束后电源直接加到电动机上。,三相笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动的接线如图所示。,TA,3,U,N,S,1,FU,S,2,M,3,2,、降压起动,03,异步电动机,3,U,N,S,1,FU,S,2,TA,M,3,起动,自耦变压器减压起动,S,2,下合：,接入自耦变,压器，降压,起动。,03,异步电动机,TA,3,U,N,S,1,FU,S,2,M,3,运行,自耦变压器减压起动,S,2,上合：,切除自耦变,压器，全压,工作。,自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成,Y,形不能采用,Y,起动的鼠笼式异步电动机。,03,异步电动机,2)Y-,降压起动,起动时降低电动机的电源电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。,方法：起动时定子绕组接成Y形，运行时定子绕组则接成形，其接线图如图示。适用于正常运行为联结的电动机。对于运行时定子绕组为Y形的笼型异步电动机则不能用Y起动方法。,2,降压起动,03,异步电动机,3,U,N,S,1,FU,S,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,星形三角形减压起动（,Y,起动）,03,异步电动机,3,U,N,S,1,FU,S,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,Y,起动,星形三角形减压起动（,Y,起动）,运行,S,2,3,U,N,S,1,FU,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,03,异步电动机,异步电动机的制动,许多机床，如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，都要求能迅速停车和准确定位。三相异步电动机从切断电源到安全停止旋转，由于惯性的关系总要经过一段时间，这样就使得非生产时间拖长，影响了劳动生产率，不能适应某些生产机械的工艺要求。在实际生产中，为了保证工作设备的可靠性和人身安全，为了实现快速，准确停车，缩短辅助时间，提高生产机械效率，,对要求停转的电动机采取措施，强迫其迅速停车，这就叫,“制动”,。,03,异步电动机,三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动和电气制动。,机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。它的结构有好几种形式，应用,较普遍的是电磁抱闸,，它主要用于起重机械上吊重物时，使重物迅速而又准确地停留在某一位置上。,电气制动是使异步电动机所产生的,电磁转矩和电动机的旋转方向相反,。电气制动通常可分为能耗制动、反接制动和回馈制动,(,再生制动,),等,3,类。,03,异步电动机,一、三相异步电动机能耗制动,能耗制动时，储存在转子中的动能转变为转子铜耗，以达到迅速停车的目的，所以这种方式称为,能耗制动,。,制动方法：,异步电动机运行时，把定子从交流电源断开，同时通入直流电流，产生电磁转矩起制动作用，迫使转子停下来。,常用于需要电动机迅速停车时,。,能耗制动接线图,n,F,转子,T,n,0,=0,03,异步电动机,能耗制动接线图,当定子绕组通入直流电源时，在电动机中将产生一个恒定磁场。转子因机械惯性继续旋转时，转子导体切割恒定磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩，根据左手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，为制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降，当,n,=0,时，,T,=0,，制动过程结束。这种方法是将转子的动能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，所以称能耗制动。,n,F,转子,T,n,0,=0,03,异步电动机,对于采用能耗制动的异步电动机，既要求有较大的制动转矩，又要求定、转子回路中电流不能太大使绕组过热。,能耗制动的优点：,制动力强，制动较平稳。,能耗制动的,缺点：,需要一套专门的直流电源供制动用。,03,异步电动机,二、反接制动,反接制动分为,电源反接制动,和,倒拉反接制动,两种。,1、电源反接制动,方法：改变电动机定子绕组与电源的联接相序，如图所示，断开Q1，接通Q2即可。,绕线转子异步电动机电源反接制动接线图,03,异步电动机,电源反接制动,优点：,制动迅速，设备简单。,缺点：,制动电流很大，需采取限流措施，且制动时能耗大，振动和冲击力也较大。,03,异步电动机,2、倒拉反接制动,方法：,当绕线式异步电动机拖动位能性负载时，在其转子回路中串入很大的电阻。,原理：,在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率很大的曲线，因机械惯性，工作点向下移。此时电磁转矩小于负载转矩，转速下降。当电机减速至,n,=0，电磁转矩仍小于负载转矩，在位能负载的作用下，电动机反转，工作点继续下移。此时因,n,0，电机进入制动状态，直至电磁转矩等于负载转矩，电机才稳定运行。,03,异步电动机,三、三相异步电动机回馈制动,方法：,使电动机在外力(如起重机下放重物)作用下，其电动机的转速超过旋转磁场的同步转速,。,起重机下放重物，在下放开始时，,n,n,1,电机处于电动状态。在位能转矩作用下，电机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，,转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。,此时电机将机械能转化为电能馈送电网，所以称回馈制动。,03,异步电动机,N,S,n,1,T,n,N,S,n,1,n,T,回馈制动原理图,a)n,n,1,回馈制动,03,异步电动机,能耗制动,反接制动,回馈制动,电源反接,倒拉反转,方法,断开交流电源的同时在定子两相中通入直流电流,突然改变定子电源相序使定子旋转磁场方向改变,定子按提升方向接通电源，转子串入较大电阻，电机被重物拖拉反转,在某一转矩作用下，使电机转速超过同步转速,能量关系,吸收系统储存的动能并转换成电能，消耗在转子电路电阻上,吸收系统储存的动能，作为轴上输入的机械功率并转换成电能后，连同定子传递给转子的电磁功率一起全部消耗在转子回路电阻上,轴上输入机械功率并转换成电功率，由定子回馈到电网,优点,制动平稳，便于实现准确停车,制动强烈，停车迅速,能使位能负载在,nn1,下稳定下放,能向电网回馈电能，比较经济,缺点,制动较慢，需要一套直流电源,能量损耗大，控制较复杂，不易实现准确停车,能量损耗大,在,nn1,时不能实现回馈制动,应用场合,要求平稳准确停车的场合，限制位能负载的下降速度,要求迅速停车和需要反转的场合,限制位能负载的下放速度，并在,nn1,的情况下采用,三相异步电机各种制动方法的比较,03,异步电动机,异步电动机的调速,异步电动机起动投入运行后，为适应生产过程的需要，,有时要在电动机负载不变化的情况下，人为的改变电动机的转速，这个操作称为调速。,调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。,如何实现调速？,公式表明：异步电动机的转速和f,1,、S、p这三个因素有关，可以通过改变这三个参数达到改变n的目的。,所以异步电动机的调速方法有：,改变极对数,p有级调速；,改变转差率,S无级调速；,改变电源频率,(变频调速)f,1,无级调速。,03,异步电动机,一、三相异步电动机的变极调速(有级调速),变极调速 一般用在鼠笼式异步电动机中。如前所述，当异步电动机的外加电压频率恒定，改变极对数p时可改变定子旋转磁场的同步转速而达到调节转子转速n的目的。,改变定子极对数p的基本方法为：,（1）在定子槽内安装两套或多套绕组，各套绕组设计成不同的极对数，它们彼此独立，没有电的联系。,（2）定子槽内只有一套绕组，用改变绕组的连接法的到不同的极对数。具有这种绕组的异步电动机称为单绕组多速异步电动机。,03,异步电动机,由异步电动机转速表达式,n,=(1-,s,)(60,f,1,)/,p,可知，当转差率变化不大时，,n,基本正比于,f,1,，改变频率即可调节电动机转速。,目前主要采用下图所示的变频装置。,二、三相异步电动机的变频调速,把异步电动机,额定频率称为基频,，变频调速时，可以从基频向下调节，也可以从基频向上调节。,f,=50Hz,逆变器,M,3,整流器,f,1,、,U,1,可调,+,整流器先将50Hz的交流电变换为直流电，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电，供给鼠笼式异步电动机。由此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特性。,03,异步电动机,由异步电动机转速表达式,n,=(1-,s,)(60,f,1,)/,p,可知，当转差率变化不大时，,n,基本正比于,f,1,，改变频率即可调节电动机转速。,如果,N,，将引起磁路饱和使励磁电流增大，功率因数下降；,如果,N,，电动机允许输出转矩下降，其功率达不到充分利用，从而造成浪费。,变频调速时，为了使励磁电流和功率因数基本保持不变，希望磁通也保持不变，以保证变频调速前后电动机的运行性能及过载能力不变。,二、三相异步电动机的变频调速,把异步电动机,额定频率称为基频,，变频调速时，可以从基频向下调节，也可以从基频向上调节。,03,异步电动机,三、三相异步电动机的变转差率调速,常用的绕线型异步电动机改变转差率调速的方法：转子串电阻调速、串级调速和改变定子电压调速3种。,变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是,能耗较大,。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。,1、转子串联电阻调速,方法：,在绕线式电动机的转子电路中接入调速电阻，改变电阻的大小，就可得到平滑调速。,03,异步电动机,3,1),调速过程,M,3,R,KM,调速原理,转子串电阻后，,I,2,，,T,，,n,，,S,，,SE,2,，,I,2,，,T,，直至平衡点，在新的转差率下稳定运行。,03,异步电动机,转子串电阻调速要消耗电能，不经济。在绕线式异步电动机的转子回路中外加一个附加电势 E,f,，用以控制转差功率来实现调速，这种调速方法称为串级调速。,如能用某一装置使附加电势 E,f,，的数值平滑改变，则异步电动机将实现平滑调节转速。,2、串级调速,03,异步电动机,1）调速原理与方法,调速原理,与转子串电阻的调速原理相似。,调压方法,定子串接饱和电抗器；,采用晶闸管调压器；,改变定子绕组接线方法。,3、,改变定子电压调速,03,异步电动机,一、异步电动机选择,1.,选用电动机一般步骤,选用电动机前需考虑以下因素：,(1),负荷的工作类型（连续工作、短时工作、变负荷工作,和断续工作等）。,(2),负荷的转速。,(3),负荷的工作转速以及是否需要调速（定速、有极调速和无极调速等）。,(4),起动频率。,(5),驱动负荷所需功率。,(6)起动方式,(7)制动方式(是否要快速制动)。,(8)是否要反转。,(9)工作环境条件(温度高低，湿度大小，有无腐蚀性、爆炸性液体或气体、灰尘或粉尘多少，室内还是室外等)。,03,异步电动机,一、异步电动机选择,根据对负荷的了解，应考虑电动机以下几个技术要求:,(1)电动机的机械特性。,(2)电动机的转速以及是否能调速。,(3)工作定额(连续、短时或断续周期定额等)。,(4)电动机的起动转矩、最大转矩。,(5)电动机的类型。,(6)电动机的额定输出功率、效率、功率因数。,(7)电源容量、电压、相数。,(8)绝缘等级。,(9)外壳防护形式。,(10)安装形式、轴伸尺寸、附件。,(11)使用的控制器,03,异步电动机,2.电动机种类选择,种类选择的原则是在满足生产机械对稳态和动态特性要求的前提下，,优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的电动机,。电动机种类选择时应考虑的主要内容有:,(1)电动机的机械特性。,它应与所拖动生产机械的机械特性相匹配。,(2)电动机的调速性能。,它包括调速范围、调速的平滑性、调速系统的经济性等几个方面，它们都应该满足生产机械的要求。对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法。,03,异步电动机,2.电动机种类选择,(3)电动机的起动性能。,不同的生产机械对电动机的起动性能有着不同的要求，电动机的起动性能主要是起动转矩的大小，同时还应注意电网容量对电动机起动电流的限制。,(4)电源种类。,采用交流电源比较方便。,(5)经济性。,电动机及其相关设备(如起动设备、调速设备等)的经济性，也就是要考虑电动机及其拖动系统的经济性，应该在满足生产机械对电动机各方面运行性能要求的前提下，优先选用价格低廉、运行可靠、维护方便的电动机拖动系统;电动机拖动系统运行的经济性，主要是要效率高，节省电能。,