项目三相交流异步电动机控制线路的安装与调试.ppt

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,项目4 三相交流异步电动机控制线路的安装与调试,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,应用电子技术专业教学资源建设,淄博职业学院,电气控制技术应用课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,淄博职业学院,山东科明光电科技,海信集团,海尔集团,山东红卫电机股份,4.1 三相异步电动机简介,4.2 三相交流异步电动机的拆卸与安装,4.3 三相异步电动机的运行,4.4 三相笼型异步电动机的启动,4.5 绕线式异步电动机的启动,4.6 三相异步电动机正反转控制,4.7 三相异步电动机的调速,4.8 三相异步电动机反接制动,4.9 三相异步电动机的典型故障与维修,异步电动机的用途：,异步电机主要作电动机用，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电机，主要拖动各种生产机械。,异步电动机之所以被广泛应用，是由于它结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低及维修方便且适用于多种机械负载的工作特性等优点。,异步电机的定义：,转速和所接的交流电源频率之间没有严格不变关系的电机。,4.1 三相异步电动机简介,4.2 三相交流异步电动机的拆卸与安装,一、三相异步电动机概述,二、三相异步电动机的结构,三、三相异步电动机的铭牌,四、三相异步电动机的绕组,额定功率因数 ：是电机在额定运行条件下定子侧的功率因数。,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。,电机的有功电流方向也反向，电磁功率为负，电机将电能回馈到电网，所以回馈制动也称为再生制动。,一、三相笼型异步电动机直接启动,异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。,异步电机的气隙较同容量的同步电机要小得多，中小型异步电机的气隙一般为0.,所以绕线式异步电动机转子回路串电阻起动是一种起动性能较好的起动方法。,这样，频率越高，主磁通越低，最大转矩也越小。,可见，电动机在不对称情况下运行时，性能变差，实际运行时，不允许电动机三相电流出现严重的不对称。,二是按照转子结构来分，有绕线式异步电动机和鼠笼式异步电动机。,为了嵌放定子绕组，每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、尺寸相同的槽。,二、三相异步电动机的变频调速,但是，起动转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也减小为全压起动的1/3。,（1）合成电动势和磁动势的波形接近正弦波，即要求电动势和磁动势中的谐波分量尽可小；,高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联结，只有三根线引出；,当电网频率低于额定频率，主磁通将增大，铁心饱和程度增加，励磁电流增大很快，从而定子电流也增大，电动机的铁耗和铜耗均增大，引起电机的功率因数和效率降低。,8 三相异步电动机反接制动,1、定子回路串电抗器降压起动,一、三相异步电动机概述,异步电机的种类很多，最常用的分类方法是：,一按照定子绕组相数来分，有单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机；,二是按照转子结构来分，有绕线式异步电动机和鼠笼式异步电动机。,2、三相异步电动机的结构,三相异步电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，定子与转子之间存在气隙，此外，还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。,2、三相异步电动机的结构,（1）定子,异步电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座构成。,定子铁心是电机磁路的一部分，为了减小交变磁场在铁心中引起的铁耗，定子铁心采用导磁性能好、铁耗小、厚度为0.5mm的硅钢片叠压而成，叠片间需经绝缘处理。为了嵌放定子绕组，每个硅钢片上都冲制出一些沿圆周均匀分布、尺寸相同的槽。,定子绕组是定子的电路部分，由若干线圈按照一定规律嵌放在定子铁心槽中并联接起来构成。大中型三相异步电机定子绕组为三相双层绕组，小型电机为单层绕组。小型异步电动机定子绕组用高强度漆包圆铜线或铝线绕制而成；大型异步电动机的导线截面较大，采用矩形截面的铜线或铝线制成线圈，再放置再定子槽内。高压大功率三相异步电动机定子绕组采用星形联结，只有三根线引出；中、小功率低压三相异步电动机在运行时，定子绕组通常采用三角形联结，但是一般把三相绕组的6个端子都引出，这样便于使用者根据实际需要将三相绕组接成星形或三角形联结。,（2）转子,异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转轴用于固定和支撑转子铁心。,转轴一般用中碳钢做材料，起支撑和固定转子铁心及传递转矩的作用。,（2）转子,转子绕组是转子的电路部分，在交变的磁场中感应电动势，流过电流并产生电磁转矩，转子绕组分为笼型绕组和绕线型绕组两种，所以按转子结构分类，异步电机可分为笼型电机和绕线式电机。,鼠笼式绕组，是自行短路的对称绕组，在转子铁心的每个槽中放置一根导体，称为导条，每根导条的轴向长度都比铁心略长。在导条的两端用短路环（也称为端环）把所有导条伸出铁心的部分联结起来，形成一个闭合回路，整个绕组的外形象一个鼠笼，因此得名。,绕线式转子上放置三相交流绕组，其极数与定子相同，一般用双层绕组，连接成Y形，三相出线端子引到三个滑环上，再利用三个固定在定子上的电刷将电动势引出到外电路，这样可利用外电路串附加电阻以改善电动机的起动性能或调节转速，这是绕线式异步电动机的特点。,（3）气隙,异步电机定子与转子之间有一小的间隙，称为电机气隙。气隙的大小对异步电机运行性能有重要影响。异步电机的气隙磁场是由励磁电流产生，为了减小励磁电流，提高功率因数，气隙应尽可能小。但气隙过小不仅使装配困难，而且电机运行时定、转子之间可能发生摩擦。异步电机的气隙较同容量的同步电机要小得多，中小型异步电机的气隙一般为0.2mm2mm；功率越大，转速越高，气隙长度越大。,3、三相异步电动机的铭牌,三相异步电动机性能参数使用连接等的说明书,铭牌的意义,铭牌标明的参数,额定功率PN：指电机在铭牌规定的额定条下，转轴上输出的机械功率，单位为W或kW。,额定电压UN：电机在额定工况下运行时，加在定子绕组出线端的线电压，单位为V。,额定电流IN：指电机定子绕组上所加电额定电压，转轴上输出功率为额定功率时定子绕组的线电流，单位为安（A）。,额定频率 FN：指加在定子边的电源频率，我国规定标准工频为50Hz。,额定转速 nN：指电机在定子绕组加额定电压，转轴输出额定功率时的转速，单位r/min。,额定功率因数 ：是电机在额定运行条件下定子侧的功率因数。,额定效率 ：是电机在额定运行条件下，转轴输出的机械功率（即额定功率）与定子侧输入的电功率（即额定输入功率）的比值。,铭牌标明的参数,(,续,),铭牌说明的其他意义,除了以上各额定值外,三相异步电机在铭牌上还标出了相数、绕组联结方式、绝缘等级、额定温升等。,对三相绕线式异步电机，还标有转子绕组的联结方式及转子的额定电压和电流。,交流绕组的用途,交流电机的三相定子绕组是电机实现机电能量转换的主要部件，通过它电机产生一个极数、大小、波形均满足要求的磁场，同时在定子绕组中感应出频率、大小和波形及其对称性均满足要求的电动势。,4、三相异步电动机的绕组,交流绕组的构成原则,（1）合成电动势和磁动势的波形接近正弦波，即要求电动势和磁动势中的谐波分量尽可小；,（2）在一定的导体数下，能得到较大的基波电动势和磁动势；,（3）三相绕组中，电动势和磁动势的基波对称，即三相大小相等，相位互差 ，且三相阻抗相等；,（4）绕组铜耗小，用铜量少；,（5）绝缘可靠，机械强度高，散热条件好，制造工艺简单，维护检修方便。,4、三相异步电动机的绕组,交流绕组分类方法,4、三相异步电动机的绕组,按照其相数、绕组层数、每极下每相槽数和绕法进行分类，分别可分为：,（1）单相、两相、三相和多相绕组；,（2）单层绕组和双层绕组，单层绕组又分为等元件式、交叉式和同心式绕组，双层绕组又分为迭绕组和波绕组；,（3）整数槽绕组和分数槽绕组。,三相双层绕组,现代10kW以上的三相交流电机，其定子绕组一般都采用双层绕组，双层绕组的每个槽内有上、下两个线圈边。同一个线圈的一条边在某一槽的上层，另一条边则在相距为y的另一槽的下层。整个绕组的线圈数与槽数相等。,双层绕组的主要优点为：,在采用分布绕组的同时，选择最合适的节距，可改善电动势和磁动势波形；所有线圈尺寸相同，便于制造；端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械度。,4、三相异步电动机的绕组,双层绕组图,迭绕组和波绕组线圈,4、三相异步电动机的绕组,绕组嵌线时，相邻的两个串联线圈中，后一个线圈紧“迭”在前一个线圈上，这种绕组称为迭绕组。,迭绕组,4、三相异步电动机的绕组,波绕组,把所有同一极性下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来，组成一组；再把所有另一极性下属于同一相的线圈按波浪形依次串联起来，组成另一组；最后把这两大组线圈根据需要串联或并联，构成一相绕组。,波绕组的优点：可减少线圈之间的连接线,4、三相异步电动机的绕组,4.3 三相异步电动机的运行,三相异步电动机的运行特性主要是指三相异步电动机在运行时，电动机的功率、转矩、转速相互之间的关系。,1、电磁转矩,电磁转矩即是电动机由于电磁感应作用，转子转轴所受到的作用力矩。它是衡量三相异步电动机带负载能力的一个重要指标。,式中 C,T,：异步电动机的转矩常数，它与电动机的结构有关；,：旋转磁场的每极磁通量，单位为Wb,I,2,：转子电流的有效值，单位为A；,cos :转子电路的功率因数。,根据理论分析，电磁转矩T可用下式确定，即,K是与电机结构有关的常数；R2是转子电阻；X20是电动机转速0时转子的感抗(此时转子中电流的频率为f1 )。,由上式可知，电磁转矩与定子每相电压U1的平方成正比，电源电压的波动对转矩影响较大。同时，电磁转矩T还受到转子电阻R2的影响。,电源电压、转子转速以及转子电路参数之间的关系，对使用者来说，应用上式不够方便。为了直接反映这些因素对电磁转矩的影响，可以对上式进一步推导（过程略），最后得出,空载运行是指在额定电压和额定频率下，三相异步电动机的轴上没有任何机械负载的运行状态。在空载运行的情况下，三相异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了电动机的机械摩擦，风阻的阻转矩，所以是很小的。,当三相异步电动机轴上带有机械负载以后，电动机处于负载运行状态。在负载运行状态下，电动机除了要克服机械摩擦、风阻的阻转矩以外，还要克服外加负载在电动机轴上所产生的阻转矩，此时，电动机的转速要下降，以同步转速旋转的旋转磁场与转子绕组之间的相对转速增大，于是转子绕组中的感应电动势和感应电流都增大了。,2、空载运行与负载运行状态,3、机械特性,在电源电压和转子电阻为定值时，三相异步电动机转子转速随着电磁转矩变化的关系曲线 称为异步电动机的机械特性。,三相异步电动机的机械特性曲线,4.4 三相笼型异步电动机的启动,电动机启动的概念,将异步电动机定子绕组接入三相交流电源，如果电动机的电磁转矩能够克服其轴上的阻力转矩，电动机将从静止状态加速到某一个转速稳定运行，这个过程称为起动。,电动机启动的要求,1、起动电流小，起动转矩大，且起动过程中电动机转速平稳上升；,2、起动时间短，设备简单，少；,3、起动时能量损耗小。,异步电动机起动时存在两个问题：一是起动电流大，导致母线电压降大，因而影响同一供电电网上的其它用电设备正常运行；二是起动转矩不大，如带较重负载时，起动较困难，即使能起动，起动时间长，对电机不利。因此，必须根据拖动系统对起动性能的具体要求，确定电动机的起动方法。,电动机启动的问题,一、三相笼型异步电动机直接启动,直接启动是通过开关和接触器把异步电动机直接接到额定电压的交流电网上进行启动，叫直接启动。,概念,分析,全压起动时，起动电流大，对电动机本身及其所接电力系统都有可能产生不利影响。笼型异步电动机起动时间不长，一般不会烧坏电动机，此时，主要考虑过大的起动电流产生的电压降对同一电网上其它设备的影响。也就是说，全压起动方法的使用受供电变压器容量的限制。供电变压器容量越大，起动电流在供电回路引起的电压降越小。一般来说，只要全压起动电流在电网中引起的电压降不超过（1015）额定电压（频繁起动时取10），可以采取全压起动,。,直接启动线路,特点,全压起动方式的优点是操作简单，起动设备的 和维修费用小，所以可能的情况下应优先采用。在发电厂中，由于供电容量大，一般采用全压起动。如果供电变压器容量不够大，则应采用降压起动方式。,二、三相笼型异步电动机降压启动,降压起动是使电动机起动时定子绕组上所加的电压低于额定电压，从而减小起动电流。降压起动在减小起动电流的同时，起动转矩也会减小，因此降压起动适用于对起动转矩要求不高的场合，如空载或轻载起动。下面介绍三种常用的降压起动方法。,概念,1、定子回路串电抗器降压起动,三相异步电动机起动时，在定子回路中串入电抗器，电抗器对电源电压起分压作用，电动机定子绕组上所加的电压降低，所以起动电流减小。待起动完毕，切除电抗器，电动机投入正常运行。,采用这种方法起动时，虽然起动电流减小，但起动转矩按电压平方关系下降，下降更多，起动特性不是很好，所以生产中很少使用。,定子回路串电抗器降压起动线路,2、星型-三角形降压起动,这是用改变电动机定子绕组接法来实现降压起动的方法。起动时，将定子三相绕组联结成星形接到额定电压的电源上，起动后再将其改接为三角形联结正常运行，称为星三角起动（又叫Y,起动）。显然，这种方法只能适用于正常运行时定子绕组为三角形接法的电动机。,星型-三角形降压起动线路,延边三角形降压启动的控制线路,结论：利用星三角接法启动时，启动电流减小为全压起动的1/3。但是，起动转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也减小为全压起动的1/3。,2、星型-三角形降压起动,3、自耦变压器降压起动,从电网供给电动机的起动电流只有直接起动时起动电流的k分之一倍，而电动机本身的起动电流为直接起动时的k分之一倍。由于起动转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也下降为直接起动时的 k2分之一倍。显然，在相同起动转矩下，自耦变压器降压起动时的起动电流要小。,概念特点,绕线式异步电动机的特点是，转子绕组的端头接到滑环上经电刷引出，可接入外加电阻或变频电源。从上一章的讨论知道，转子回路串附加电阻，一方面可以增加起动转矩，另一方面可以减小起动电流。当转子回路中串入电阻后，最大转矩不变，但最大转矩所对应的转差率随串入电阻的增加而增大。因此，串入适当电阻，则起动转矩达到最大。所以绕线式异步电动机转子回路串电阻起动是一种起动性能较好的起动方法。,4.5 绕线式异步电动机的启动,方法,1、转子串电阻起动,2、转子串频敏变阻器起动,3、电动机的软起动,近年来，由于电力电子技术的不断发展，工业中开始采用软起动技术来取代传统的起动方法。常用的软起动是把三对反并联的晶闸管串接在异步电动机定子三相电路中，通过改变晶闸管的导通角来调节定子绕组电压，使其按照设定的规律变化，来实现软起动。,电动机的示意图软起动线路,电机控制技术在工业上最广泛的应用是电动机转动控制，也是学生学习电机控制技术课程应该掌握的重点内容，下面是电动机双向转动控制应用电路。,4.6 三相异步电动机正反转控制,正反转控制线路,三相异步电动机正反转控制电路,a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路,正反转控制线路,正反转控制原理,正向起动过程：,按下起动按钮SBF，接触器KM1线圈通电，与SBF并联的KM1的辅助常开触点闭合，以保证KMl线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。,停止过程：,按下停止按钮SBstp，接触器KMl线圈断电，与SBF并联的KM1的辅助触点断开，以保证KMl线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。,正反转控制原理,反向起动过程：,按下起动按钮SBR，接触器KM2线圈通电，与SBR并联的KM2的辅助常开触点闭合，以保证KM2线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。,正反转控制原理,特别注意:,KM1和KM2线圈不能同时通电，因此不能同时按下SBl和SB2，也不能在电动机正转时按下反转起动按钮，或在电动机反转时按下正转起动按钮。如果操作错误，将引起主回路电源短路。,正反转控制原理,带电气联锁的正反转控制电路,将接触器KM1的辅助常闭触点串入KM2的线圈回路中，从而保证在KMl线圈通电时KM2线圈回路总是断开的；将接触器KM2的辅助常闭触点串入KM1的线圈回路中，从而保证在KM2线圈通电时KMl线圈回路总是断开的。这样接触器的辅助常闭触点KMl和KM2保证了两个接触器线圈不能同时通电，这种控制方式称为联锁或者互锁，这两个辅助常开触点称为联锁或者互锁触点,正反转控制原理,电气、机械联锁的正反转控制电路,操作注意问题：,电路在具体操作时，若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB3，使联锁触点KMl闭合后按下反转起动按钮SB2才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB3，使联锁触点KM2闭合后按下正转起动按钮SBl才能使电动机正转。,正反转控制原理,一、三相异步电动机的变极调速,根据三相异步电动机转速公式改变磁极对数P可改变异步电动机转速，称为变极调速。,概念,4.7 三相异步电动机的调速,方法,改变电动机定子绕组的组数可改变磁极对数P，以实现改变电动机的转速。,电动机定子绕组的组数大多出厂时已固定，不可改变，无法实现变极调速，有的通过外接端子来改变电动机定子绕组的组数，可以实现电动机的变极调速。,电动机变极调速线路,二、三相异步电动机的变频调速,概念,根据三相异步电动机转速公式改变电动机供电电源频率f，可改变异步电动机转速，称为变频调速。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。,1、从基频向下调节,根据异步电动机正常运行时:,从基频向下调节时，若电压不变，则主磁通将增大，使磁路过于饱和而导致励磁电流急剧增加、功率因数降低，因此在降低频率调速的同时，必须降低电源电压。,方法,根据机械负载的情况，在调速中可采用不同的降低电压方法。例如，在拖动恒转矩负载时，保持主磁通不变，以保证最大转矩基本不变，此时需按照,保持不变的规律来调节电压，也就是所谓的调频调压。在异步电动机拖动风机负载低速运行时，为了减小电动机铁耗，可使主磁通低于其额定值，为此电压应比 保持不变时的电压更低一些。,方法,2、从基频向上调节,由于电源电压不能高于电动机的额定电压，因此当频率从基频向上调节时，电动机端电压只能保持为额定值。这样，频率越高，主磁通越低，最大转矩也越小。因此，从基频向上调节不适合于拖动恒转矩负载,方法,目前，变频调速通过使用变频器来实现。变频器是一种采用电力电子器件的固态频率变换装置，作为异步电动机的交流电源，其输出电压的大小和频率都可以连续调节，可使异步电动机转速在较宽范围内平滑调节。变频调速是异步电动机各种调速方法中性能最好的，虽然目前变频器的价格还较高，但是其性价比在不断提高，因此，变频调速在国内外各行业中得到了日益广泛的应用。,方法,电动机变频调速原理示意图,三、三相异步电动机的变转差率调速,概念,根据三相异步电动机转速公式，改变转差率s，可改变异步电动机转速，称为变转差率调速。,方法,改变转差率调速方法有很多，这里介绍两种常用的方法，即调压调速和转子串电阻调速。,（1）调压调速,当电源电压频率一定时，改变电压，则电磁转矩T随U2 成正比变化，而临界转差率不变，由此作出降低定子电压时的人为机械特性，如图所示，图中曲线1为固有机械特性。,方法,（2）转子串电阻调速,电动机转子回路串电阻后，其机械特性发生变化，虽然最大转矩不变，但达到最大转矩时的临界转差率变化。,方法,转子串电阻调速线路,这种调速方法的优点是，简单，调速范围广，缺点是调速电阻要消耗能量，增加功耗，效率降低，而随着转差率增大，转子铜耗也增加，效率降低更多。,目前主要用于起重机械中的中、小功率异步电动机调速。,方法,在生产过程中，有时需要快速停车、减速或定时定点停车，这时需要在电机转轴上施加一个与转向相反的转矩，即进行制动。制动的方式可分为机械制动和电气制动。机械制动是由机械方式（如制动闸）施加制动转矩，电气制动是施加于电动机的电磁转矩方向与转速方向反向，迫使电动机减速或停止转动。这里介绍生产中常用的几种电气制动方式。,制动的概念,八、,4.8 三相异步电动机反接制动,异步电动机运行时，如果改变气隙磁场旋转方向，则电磁转矩和转速方向相反，成为制动转矩，使电动机停车，这种方法称为反接制动,1、反接制动的概念,一、三相异步电动机反接制动,2、反接制动的方法,（1）改变电源相序,异步电动机运行时，如果改变定子电流的相序，使电机气隙磁场旋转方向反向，感应在转子中的感应电动势和电流反向，由于转子惯性作用，转子转向不变，所以由转子电流产生的电磁转矩方向与转子转向相反，电机处于反接制动状态，使转速迅速降低。当转速降为零时，为避免电机反向电动运行，需要及时切断电源。,这种制动方法的优点是制动迅速，设备简单；缺点是制动电流很大，需要采取限流措施，并且制动时能耗大，振动和冲击力也较大。,改变电源相序的反接制动线路,异步电动机改变电源相序的反接制动,a)接线原理图 b)机械特性,（2）负载转矩使电动机反转,这种制动是由外力使电动机转子的转向改变，而电源相序不变，这时电磁转矩方向不变，但与转子实际转向相反，所以电磁转矩为制动转矩，使转子减速。这种方式主要用于以绕线式异步电动机为动力的起重机械拖动系统。当起重机械提升重物时，电机运行在电动机状态，电磁转矩为拖动转矩，重物开始提升。如需下放重物，保持电源相序与提升重物时相同，但在转子回路中串入较大电阻，使电磁转矩小于负载转矩，于是重物拖动电机转子反方向旋转，电机运行在反接制动状态。,2、反接制动的方法,负载转矩使电动机反转转动线路,由于反接制动电流较大，当电机容量较大，制动时则需在定子回路中串人电阻降压以减小制动电流。当电动机容量不大时，可以不串制动电阻以简化线路。这时，可以考虑选用比正常使用大一号的接触器以适应较大的制动电流。,3、反接制动的特点,二、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。这种制动方式常用于需要电动机迅速停车时。,1、能耗制动的概念,能耗制动是指在异步电动机运行时，把定子从交流电源断开，同时在定子绕组中通入直流电流，产生一个在空间不动的静止磁场，此时转子由于惯性作用仍按原来的转向转动，运动的转子导体切割恒定磁场，便在其中产生感应电动势和电流，从而产生电磁转矩，此转矩与转子由于惯性作用而旋转的方向相反，所以电磁转矩起制动作用，迫使转子停下来。,2、能耗制动的方法,能耗制动线路原理,电动机能耗制动控制线路,能耗制动与反接制动相比，由于制动是利用转子中的储能进行的，因中KSF和KSR是速度继电器KS的两组常开触点，正转时KSF闭合，反转时KSR闭合。此能量损耗小，制动电流较小，制动准确，适用于要求平稳制动的场合，但需要整流电源，制动速度也较反接制动慢一些,3、能耗制动的特点,异步电动机运行时，若使转速超过同步转速，则电磁转矩和转速方向相反，成为制动转矩，电机转速减慢，此时异步电动机由电动状态变为发电状态运行。电机的有功电流方向也反向，电磁功率为负，电机将电能回馈到电网，所以回馈制动也称为再生制动。,三、回馈制动概念方法,电气、机械联锁的正反转控制电路,当转速降为零时，为避免电机反向电动运行，需要及时切断电源。,（2）在一定的导体数下，能得到较大的基波电动势和磁动势；,延边三角形降压启动的控制线路,电动机变频调速原理示意图,一按照定子绕组相数来分，有单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机；,显然，这种方法只能适用于正常运行时定子绕组为三角形接法的电动机。,5mm的硅钢片叠压而成，叠片间需经绝缘处理。,所以绕线式异步电动机转子回路串电阻起动是一种起动性能较好的起动方法。,常用的软起动是把三对反并联的晶闸管串接在异步电动机定子三相电路中，通过改变晶闸管的导通角来调节定子绕组电压，使其按照设定的规律变化，来实现软起动。,（1）合成电动势和磁动势的波形接近正弦波，即要求电动势和磁动势中的谐波分量尽可小；,全压起动时，起动电流大，对电动机本身及其所接电力系统都有可能产生不利影响。,保持不变的规律来调节电压，也就是所谓的调频调压。,在负载运行状态下，电动机除了要克服机械摩擦、风阻的阻转矩以外，还要克服外加负载在电动机轴上所产生的阻转矩，此时，电动机的转速要下降，以同步转速旋转的旋转磁场与转子绕组之间的相对转速增大，于是转子绕组中的感应电动势和感应电流都增大了。,这种方式主要用于以绕线式异步电动机为动力的起重机械拖动系统。,回馈制动原理,4.9 三相异步电动机的典型故障与维修,若电动机工作在正常负载（接近额定）时，端电压降低对电机运行不利。此时，转子电流较大，端电压降低时，转差率和转子电流增大，定子电流的两个电流分量中，负载分量起主要作用，所以定子电流随转子电流增大而增大。由于转差率增大，转子功率因数和定子功率因数降低。,一、异步电动机非额定电压故障与维修,电源电压额定电压,如果电动机运行在 的情况下，由于端电压的升高，电机主磁通增大，此时磁路饱和程度也增加，电机的励磁电流大大增加，使电机功率因数下降，同时铁耗随主磁通增加也增大，导致电机效率下降，温升提高。所以，当电动机在高于额定电压下运行时，必须减小负载。,一、异步电动机非额定电压故障与维修,二、异步电动机非额定频率下的故障与维修,当电网频率高于额定频率，主磁通减小，励磁电流随之减小。同时，定子电流也减小，转速上升，对电动机的功率因数、效率和通风冷却等都会有所改善。,当电网频率低于额定频率，主磁通将增大，铁心饱和程度增加，励磁电流增大很快，从而定子电流也增大，电动机的铁耗和铜耗均增大，引起电机的功率因数和效率降低。同时，电动机转速下降，使电机通风冷却条件变差，温升提高。此时，电动机必须减小负载，使电机在轻载下运行，防止电机过热。,三、异步电动机不对称电源下的故障与维修,对称的正序电流产生正序旋转磁势，以同步转速正向旋转，转子绕组切割此磁动势，产生正序感生电流，正序转子电流与正向旋转磁场相互作用，产生正向电磁转矩 ，此时，正序系统的转差率为：,对称的负序电流产生负序旋转磁动势，以同步转速反向旋转，转子绕组切割此磁动势，产生负序感生电流，负序转子电流与负序的旋转磁场相互作用，产生负序的电磁转矩，其方向与转子的转向相反，为制动转矩。,因为负序磁场反转，转速为 ，所以负序电流的转差率为：,三、异步电动机不对称电源下的故障与维修,三、异步电动机不对称电源下的故障与维修,在负序等效电路中，经折算后转子等效电阻为,由于负序阻抗较小，将产生较大的负序电流，从而使不对称运行的铜耗增加，效率降低，并可能引起电机过热。另外，负序转矩为制动转矩，将使电机出力减小。,可见，电动机在不对称情况下运行时，性能变差，实际运行时，不允许电动机三相电流出现严重的不对称。,四、异步电动机电源缺相时的故障与维修,三相异步电动机在运行中三相电源缺一相或定子绕组断相是时有发生的，这会给电机运行带来不利的影响，严重时会烧坏电机。,异步电动机断相运行,三相异步电动机正常运行时，由三相交流电源通入三相对称绕组产生三相平衡电流，产生圆形旋转磁场，当三相电源中缺少一相或三相绕组中任何一相断开，称为三相异步电机的断相运行或缺相故障。异步电动机断相运行有几种类型，如上图所示，其中（a）、（c）为电源一相断线，（b）、（d）为绕组一相断线。,四、异步电动机电源缺相时的故障与维修,断相运行是不对称运行的极端情况，由于负序分量的存在使电机的运行性能变差。当电机在额定负载下断相时，由于断相后负序转矩的存在，将发生停机事故；如果电机的最大转矩大于负载转矩，电机仍可继续运行，但此时转速降低，同时定子和转子电流增大，电机温升升高，若长时间则可能烧坏电机。,若是空载或轻载下断相，转速下降不多，断相稳态电流也不大。,四、异步电动机电源缺相时的故障与维修,