1、 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)1 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)26.1 6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 機(jī)械特性是指電壓與頻率一定的情況下轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性是指電壓與頻率一定的情況下轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線n=f(T),n=f(T),它是異步電動(dòng)機(jī)最重要的特性。它是異步電動(dòng)機(jī)最重要的特性。一、物理表達(dá)式一、物理表達(dá)式二、參數(shù)表達(dá)式二、參數(shù)表達(dá)式022emTTCI cos 221122211122emRm pUsTRf(R)( XX )s 說明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（說明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（1 1、f f1 1）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（R R

2、、X X、m m、p p）和運(yùn)行參數(shù)（）和運(yùn)行參數(shù)（s s）有關(guān)。）有關(guān)。6.1.1 6.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式 表明：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通表明：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通 與轉(zhuǎn)子電流的與轉(zhuǎn)子電流的有功分量有功分量 相互作用產(chǎn)生的相互作用產(chǎn)生的。022cosI 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)3 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)4 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)5 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)6 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 曲線曲線)(emTfn 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)7在特性曲線上有兩個(gè)最

3、大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界在特性曲線上有兩個(gè)最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率，可令轉(zhuǎn)差率，可令 求得求得: : 0 dsdTemmTNTT 222212112mRRsXXR( XX ) 221111221121111244mm pUm pUTf ( XX )fRR( XX ) 最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力: :2 2、 越大，越大， 越大；越大； 與與 無關(guān)。無關(guān)。2R2RmsemT1 1、 與與 成正比；成正比； 與與 無關(guān)。無關(guān)。mT21UmT1U3 3、 和和 都近似與漏抗成反比都近似與漏抗成反比mTms 出版社 理工分社電機(jī)

4、及拖動(dòng)基礎(chǔ)8在特性曲線上還有一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即在特性曲線上還有一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即 時(shí)的轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)矩: : ) 1( 0sn211222112122stm pU RTf( RR )( XX ) 結(jié)論：當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)結(jié)論：當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)1 1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；2 2、頻率越高，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越??；漏抗越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越??；、頻率越高，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小；漏抗越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越??；3 3、繞線式電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子回路電阻越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩先增后減。、繞線式電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子回路電阻越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩先增后減。ststNTKT 4 4、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基

5、礎(chǔ)9三、實(shí)用表達(dá)式三、實(shí)用表達(dá)式2memmmTTssss 工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn 將將T Tm m和和s sm m代入即可得到機(jī)械特性方程式代入即可得到機(jī)械特性方程式。利用電磁轉(zhuǎn)矩除以最大電磁轉(zhuǎn)矩可得電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式利用電磁轉(zhuǎn)矩除以最大電磁轉(zhuǎn)矩可得電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式： 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)106.1.26.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性一、固有機(jī)械

6、特性一、固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接固有機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性。線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性。sn0nNsNnmsm10TNTstTmTem幾個(gè)特殊點(diǎn)：幾個(gè)特殊點(diǎn)：A AB BC CD1.起動(dòng)點(diǎn)A:01emstn,s,TT 2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B:mmemmnn ,ss ,TT 3.額定運(yùn)行點(diǎn)CNmemNnn ,ss ,TT 4.同步運(yùn)行點(diǎn)D100emnn ,s,T 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)11二、人為機(jī)械特性二、人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動(dòng)機(jī)參數(shù)而得到的

7、機(jī)人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動(dòng)機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。械特性。1. 1. 降壓時(shí)的人為機(jī)械特性降壓時(shí)的人為機(jī)械特性snsm10TLUN0TstTmTemn10.8UN0.64Tst0.64Tm 下降后下降后, 和和 均下降均下降, 但但 不變不變, 和和 減少。減少。1UmTstTmsstkT 如果電機(jī)在定額負(fù)載下運(yùn)如果電機(jī)在定額負(fù)載下運(yùn)行行, 下降后下降后, 下降下降, 增大增大, 轉(zhuǎn)子電流因轉(zhuǎn)子電流因 增大而增增大而增大大,導(dǎo)致電機(jī)過載。長(zhǎng)期欠壓導(dǎo)致電機(jī)過載。長(zhǎng)期欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減少使用壽命。少使用壽命。1Uns22sEsE 222212112m

8、RRsXXR( XX ) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)122. 2. 定子回路串接三相對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性定子回路串接三相對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性 串電阻后，串電阻后，Sm,Tm,TstSm,Tm,Tst都隨都隨著著RfRf的增大而減小。一般用的增大而減小。一般用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)13 定子回路串接三相對(duì)稱電抗定子回路串接三相對(duì)稱電抗串接電抗后，串接電抗后，Sm,TstSm,Tst都將隨都將隨著電抗的增大而減小。著電抗的增大而減小。此線路也是用于鼠籠式異步此線路也是用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)，以限制電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)

9、，以限制啟動(dòng)電流啟動(dòng)電流 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)144. 4. 轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性串電阻后串電阻后, , 、 不變，不變， 減小減小。nmTms在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加增加 。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)時(shí) ，若，若再增加電阻，再增加電阻， 減小。減小。stT1ms stmTT stT 串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。 除了上述特性外，還有除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對(duì)數(shù)等人改變電源頻率、極對(duì)數(shù)等人為機(jī)械特性。為機(jī)械特性。1 0TstTmTems n0n1sm

10、R2TstsmR2+Rs用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)156.2 6.2 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法，有直接啟動(dòng)與降壓?jiǎn)⑹蠡\式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法，有直接啟動(dòng)與降壓?jiǎn)?dòng)兩類。動(dòng)兩類。6.2.1 6.2.1 直接啟動(dòng)直接啟動(dòng) 啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，通過一把閘刀或接觸器，將電動(dòng)啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，通過一把閘刀或接觸器，將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接通額定電壓的電源。這種方法啟動(dòng)轉(zhuǎn)機(jī)的定子繞組直接接通額定電壓的電源。這種方法啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到（矩可達(dá)到（1-2.21-2.2）TNTN，但啟動(dòng)

11、電流很大，可達(dá)到（，但啟動(dòng)電流很大，可達(dá)到（4-74-7）IN.IN.過大的啟動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。過大的啟動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。適用場(chǎng)合：一般功率在適用場(chǎng)合：一般功率在7.5KW7.5KW以下的電動(dòng)機(jī)均可采用直接以下的電動(dòng)機(jī)均可采用直接啟動(dòng)。如果供電變壓器容量相對(duì)于電動(dòng)機(jī)功率比較大，符啟動(dòng)。如果供電變壓器容量相對(duì)于電動(dòng)機(jī)功率比較大，符合下面的公式也可以用直接啟動(dòng)合下面的公式也可以用直接啟動(dòng) )kW()kVAkI電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)容容量量電電源源容容量量（341 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)166.2.2 6.2.2 降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng) 降壓?jiǎn)?dòng)是通過啟動(dòng)設(shè)備使定子繞組在啟動(dòng)開始時(shí)承受降

12、低降壓?jiǎn)?dòng)是通過啟動(dòng)設(shè)備使定子繞組在啟動(dòng)開始時(shí)承受降低了的電壓，待電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，再使定子繞組承受額了的電壓，待電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，再使定子繞組承受額定電壓而穩(wěn)定運(yùn)行。定電壓而穩(wěn)定運(yùn)行。（1 1）定子串電阻或電抗降壓?jiǎn)?dòng)）定子串電阻或電抗降壓?jiǎn)?dòng)（2 2）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)（3 3）星三角（）星三角（Y Y）啟動(dòng)）啟動(dòng) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)17（1 1）定子串電阻或電抗降壓?jiǎn)?dòng)）定子串電阻或電抗降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使得接觸器啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使得接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合，的主觸點(diǎn)閉合，使電機(jī)串入使電機(jī)串入RST啟動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值，將啟動(dòng)

13、，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值，將KM2的主觸的主觸點(diǎn)閉合，點(diǎn)閉合，KM1斷開，使電動(dòng)機(jī)定子繞組加全電壓正常運(yùn)行。斷開，使電動(dòng)機(jī)定子繞組加全電壓正常運(yùn)行。串電抗器時(shí)，用串電抗器時(shí)，用XST代替代替RST即可即可 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)18設(shè)設(shè)a a為啟動(dòng)電流所需降低的倍數(shù)，為啟動(dòng)電流所需降低的倍數(shù)，U1U1為定子繞組所加電壓的額定值為定子繞組所加電壓的額定值結(jié)論：采用這種方法啟動(dòng)，能降低啟動(dòng)電流，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降的更多，只適合空結(jié)論：采用這種方法啟動(dòng)，能降低啟動(dòng)電流，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降的更多，只適合空載或輕載載或輕載適用場(chǎng)合：串電阻啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，初投資小，但能耗大，適用于中小型電動(dòng)機(jī)。適用場(chǎng)合：串電阻

14、啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，初投資小，但能耗大，適用于中小型電動(dòng)機(jī)。串電抗的設(shè)備投資大，能耗小，適用于功率大，電壓較高的電動(dòng)機(jī)串電抗的設(shè)備投資大，能耗小，適用于功率大，電壓較高的電動(dòng)機(jī) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)19（2 2）自耦變壓器降壓起動(dòng)）自耦變壓器降壓起動(dòng)啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使KM2和和KM3的主觸點(diǎn)閉合，的主觸點(diǎn)閉合，將自耦變壓器原邊接電源，二次側(cè)抽頭接電動(dòng)機(jī)使得降壓?jiǎn)⒆择钭儔浩髟吔与娫矗蝹?cè)抽頭接電動(dòng)機(jī)使得降壓?jiǎn)?dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值，將動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值，將KM2和和KM3斷開，斷開，KM1閉合，閉合，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行，同時(shí)自耦變壓器脫離電源使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行

15、，同時(shí)自耦變壓器脫離電源優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以適優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，且降低的倍數(shù)相同?？蓭М?dāng)調(diào)節(jié)，且降低的倍數(shù)相同?？蓭е刎?fù)載運(yùn)行重負(fù)載運(yùn)行缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，重量重，價(jià)格貴，缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，重量重，價(jià)格貴，不允許頻繁啟動(dòng)不允許頻繁啟動(dòng) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)20 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)21(3) Y-(3) Y- 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng) 啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，先使KM1KM1和和KM3KM3的主觸點(diǎn)閉合，將的主觸點(diǎn)閉合，將KM2KM2斷開，定子繞組接成星形，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升到一定值，將斷開，定子繞組接成星形，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升到一定值，將KM3KM3

16、斷開，斷開，KM1KM1和和KM2KM2閉合，定子繞組改為三角形接法穩(wěn)定閉合，定子繞組改為三角形接法穩(wěn)定運(yùn)行運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)省事，操作方便啟動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)省事，操作方便啟動(dòng)電流小電流小 缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩小，且不可調(diào)缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩小，且不可調(diào)適用場(chǎng)合：適用于空載或輕載啟動(dòng)且正常運(yùn)適用場(chǎng)合：適用于空載或輕載啟動(dòng)且正常運(yùn)行的三角形接法的電動(dòng)機(jī)行的三角形接法的電動(dòng)機(jī) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)226.2.3 6.2.3 軟啟動(dòng)軟啟動(dòng)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動(dòng)機(jī)的一種新的啟隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動(dòng)機(jī)的一種新的啟動(dòng)方法動(dòng)方法軟啟動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生。軟啟動(dòng)的基本原理是在交流軟啟動(dòng)應(yīng)運(yùn)

17、而生。軟啟動(dòng)的基本原理是在交流電源和電動(dòng)機(jī)之間接入晶閘管電路電源和電動(dòng)機(jī)之間接入晶閘管電路啟動(dòng)原理：每相串接兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘啟動(dòng)原理：每相串接兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管或串聯(lián)一個(gè)雙向晶閘管管或串聯(lián)一個(gè)雙向晶閘管VT,VT,啟動(dòng)時(shí)通過啟動(dòng)時(shí)通過控制角的大小，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流和控制角的大小，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩按設(shè)定的要求進(jìn)行變化，可以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩按設(shè)定的要求進(jìn)行變化，可以得到不同的啟動(dòng)性能。得到不同的啟動(dòng)性能。方法：（方法：（1 1）恒流軟啟動(dòng)：適用于啟動(dòng)機(jī)）恒流軟啟動(dòng)：適用于啟動(dòng)機(jī)械慣性較大的負(fù)載機(jī)械。（械慣性較大的負(fù)載機(jī)械。（2 2）斜坡恒流）斜坡恒流軟啟動(dòng)：適用于空載或輕載啟動(dòng)和負(fù)載軟啟動(dòng)：

18、適用于空載或輕載啟動(dòng)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速上升的泵類負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速上升的泵類負(fù)載(3) (3) 脈沖恒脈沖恒流軟啟動(dòng)；適用于重載啟動(dòng)流軟啟動(dòng)；適用于重載啟動(dòng) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)23 特點(diǎn)特點(diǎn) （1 1）變有觸點(diǎn)啟動(dòng)為無觸點(diǎn)啟動(dòng)，）變有觸點(diǎn)啟動(dòng)為無觸點(diǎn)啟動(dòng)， （2 2）變有極控制為無極控制）變有極控制為無極控制 （3 3）從硬件調(diào)節(jié)過度到軟件調(diào)節(jié)）從硬件調(diào)節(jié)過度到軟件調(diào)節(jié) （4 4）從機(jī)械自動(dòng)化過度到智能自動(dòng)）從機(jī)械自動(dòng)化過度到智能自動(dòng)化化6.2.4 6.2.4 高啟動(dòng)性能的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)高啟動(dòng)性能的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)為了改善鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，可以改變轉(zhuǎn)子槽為了改善鼠籠式

19、異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，可以改變轉(zhuǎn)子槽形，利用形，利用“集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)”使啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻增大，從而增大使啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻增大，從而增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并減小啟動(dòng)電流，在正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電阻又能自啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并減小啟動(dòng)電流，在正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電阻又能自動(dòng)變小，基本上不影響運(yùn)行性能。有深槽式和雙鼠籠式兩動(dòng)變小，基本上不影響運(yùn)行性能。有深槽式和雙鼠籠式兩種種（1 1）深槽式異步電動(dòng)機(jī)）深槽式異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子的槽窄而深特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子的槽窄而深 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)24 圖（圖（a)a)由于下面部分導(dǎo)體由于下面部分導(dǎo)體所匝連的漏磁通比上部分導(dǎo)所匝連的漏磁通比上部分導(dǎo)體所鏈的槽漏磁通大，漏電體所鏈的槽漏磁通大，漏

20、電抗較大，電流密度較小，而抗較大，電流密度較小，而上部導(dǎo)體的電流密度較大。上部導(dǎo)體的電流密度較大。使得整個(gè)導(dǎo)條的電流密度上使得整個(gè)導(dǎo)條的電流密度上大下小，稱為集膚效應(yīng)。如大下小，稱為集膚效應(yīng)。如圖圖C C 所示，轉(zhuǎn)子電阻所示，轉(zhuǎn)子電阻R2R2增大，增大，從而增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減小啟從而增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減小啟動(dòng)電流，集膚效應(yīng)逐漸減弱，動(dòng)電流，集膚效應(yīng)逐漸減弱，相當(dāng)于相當(dāng)于R2R2逐步減小，使得運(yùn)逐步減小，使得運(yùn)行性能不受影響行性能不受影響 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)25（2 2）雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)）雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子上有特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子上有兩套鼠籠，即上籠兩套鼠籠，即上籠1 1和和下籠下籠2

21、2，兩籠間有很大，兩籠間有很大的縫隙隔開，上籠電的縫隙隔開，上籠電阻較大，相當(dāng)于增加阻較大，相當(dāng)于增加了轉(zhuǎn)子電阻，下籠電了轉(zhuǎn)子電阻，下籠電阻小。利用集膚效應(yīng)阻小。利用集膚效應(yīng)，使得啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電，使得啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電阻增大，從而增大啟阻增大，從而增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較小啟動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較小啟動(dòng)電流流 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)26 結(jié)論結(jié)論 ：兩種電動(dòng)機(jī)都可改善啟動(dòng)性能，但因較普：兩種電動(dòng)機(jī)都可改善啟動(dòng)性能，但因較普通鼠龍式轉(zhuǎn)子的漏抗大，使定子功率因數(shù)及最大通鼠龍式轉(zhuǎn)子的漏抗大，使定子功率因數(shù)及最大轉(zhuǎn)矩較低，用銅（鋁）量大，制造復(fù)雜，價(jià)格較轉(zhuǎn)矩較低，用銅（鋁）量大，制造復(fù)雜，價(jià)格較貴。貴。 適用場(chǎng)合：用

22、于啟動(dòng)性能要求略高于普通鼠籠式適用場(chǎng)合：用于啟動(dòng)性能要求略高于普通鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和容量較大的場(chǎng)合異步電動(dòng)機(jī)和容量較大的場(chǎng)合 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)27圖6.16 雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)286.3 6.3 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大，降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又變小，當(dāng)大、中容量的電動(dòng)機(jī)，降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又變小，當(dāng)大、中容量的電動(dòng)機(jī)需要重載啟動(dòng)時(shí)，既要啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，又要啟動(dòng)電流小，鼠需要重載啟動(dòng)時(shí)，既要啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，又要啟動(dòng)電流小，鼠

23、籠式異步電動(dòng)機(jī)就無法滿足要求，這時(shí)應(yīng)采用三相繞線式籠式異步電動(dòng)機(jī)就無法滿足要求，這時(shí)應(yīng)采用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路串電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)，既能異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路串電阻或頻敏變阻器啟動(dòng)，既能降低啟動(dòng)電流，又能增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一舉兩得。降低啟動(dòng)電流，又能增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一舉兩得。 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)296.3.1 6.3.1 三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng) 啟動(dòng)原理：在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾妴?dòng)原理：在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮枳? ,既能限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)既能限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。矩。 為了有

24、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、使起動(dòng)為了有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、使起動(dòng)過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)對(duì)稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸對(duì)稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動(dòng)電阻。切除起動(dòng)電阻。 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)30 電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)由a a點(diǎn)點(diǎn)開始起動(dòng)，經(jīng)開始起動(dòng)，經(jīng)bcdebcdef ghf gh，完，完成起動(dòng)過程。成起動(dòng)過程。起動(dòng)過程起動(dòng)過程 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)31二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。 起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)時(shí)，S2S2斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器變

25、阻器,S1,S1閉合，電機(jī)通電開始起動(dòng)。閉合，電機(jī)通電開始起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí), , ,頻敏變阻器鐵損大頻敏變阻器鐵損大, ,反反映鐵損耗的等效電阻映鐵損耗的等效電阻 大大, ,相當(dāng)于轉(zhuǎn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串入一個(gè)較大電阻。隨著子回路串入一個(gè)較大電阻。隨著 上升上升, , 減小減小, ,鐵損減少鐵損減少, ,等效電阻等效電阻 減小減小, ,相當(dāng)于逐漸切除相當(dāng)于逐漸切除 , ,起動(dòng)結(jié)起動(dòng)結(jié)束束,S2,S2閉合，切除頻敏變阻器，轉(zhuǎn)子閉合，切除頻敏變阻器，轉(zhuǎn)子電路直接短路。電路直接短路。 21ff n2fmRmR 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)326.4 6.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速由異

26、步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式116011fnn (s)(s)p 可知，異步電動(dòng)機(jī)有下列三種基本可知，異步電動(dòng)機(jī)有下列三種基本調(diào)速方法調(diào)速方法：（1 1）改變定子極對(duì)數(shù)）改變定子極對(duì)數(shù) 調(diào)速。調(diào)速。p（2 2）改變電源頻率）改變電源頻率 調(diào)速。調(diào)速。1f（3 3）改變轉(zhuǎn)差率）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速。調(diào)速。s 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)336.4.1 6.4.1 變極調(diào)速變極調(diào)速改變定子的極對(duì)數(shù)，通常用改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)。這種改變定子的極對(duì)數(shù)，通常用改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)。這種方法適用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。而繞線式異步電動(dòng)機(jī)需同時(shí)改方法適用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。而繞線式異步電動(dòng)機(jī)需同

27、時(shí)改變定，轉(zhuǎn)子繞組的接法，才能改變極數(shù)。變定，轉(zhuǎn)子繞組的接法，才能改變極數(shù)。一、變極原理一、變極原理以以4 4極變極變2 2極為例：極為例：U U相兩個(gè)線圈，相兩個(gè)線圈，順向串聯(lián)順向串聯(lián)，定子，定子繞組產(chǎn)生繞組產(chǎn)生4 4極磁場(chǎng)：極磁場(chǎng)：反向串聯(lián)反向串聯(lián)和和反向并聯(lián)反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生，定子繞組產(chǎn)生2 2極磁場(chǎng)：極磁場(chǎng)： 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)34 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)35 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)36 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)376.3.2 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)，每級(jí)都要同時(shí)切除一段三相電阻，所需開關(guān)和電阻器較多，控制線路復(fù)雜，

28、當(dāng)級(jí)數(shù)較多時(shí)，設(shè)備更為復(fù)雜和龐大，不僅增大投資，且維護(hù)麻煩。如果采用頻敏變阻器，就可克服上述缺點(diǎn)。 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)38圖6.19 頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)39圖6.20 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器時(shí)的等效電路 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)40圖6.21 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器時(shí)的機(jī)械特 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)416.4 6.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法6.4.1 變極調(diào)速（1）變極原理（2）典型的變極線路及其機(jī)械特性（3） YY變極調(diào)速（4）多速電動(dòng)機(jī) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)42圖6.22 定子繞組改接以改變定子極對(duì) 出版

29、社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)43 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)44圖6.23 常用的兩種三相繞組的改接方法 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)45圖6.24 Y-YY變極調(diào)速的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)46圖6.25 異步電動(dòng)機(jī)-YY接的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)476.4.2 變頻調(diào)速（1）變頻電源（2）從基頻向下調(diào)速 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)48 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)49圖6.26 Uf1=常數(shù)向下變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)50圖6.27 Ef1=常數(shù)向下變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)51圖6.28 U

30、1=UN向上變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)526.4.3 改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(1)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速(2)串級(jí)調(diào)速1)串級(jí)調(diào)速原理2)串級(jí)調(diào)速的機(jī)械特性3)晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)（3)調(diào)壓調(diào)速（4）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)53圖6.29 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)54 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)55 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)56圖6.30 串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)57圖6.31 晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)58圖6.32 改變異步電動(dòng)機(jī)定子電壓 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)59圖6.33 轉(zhuǎn)子電路電阻較高時(shí)改變 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)60圖6.34 異步電動(dòng)機(jī)改變定子電壓 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)61圖6.35 異步電動(dòng)機(jī)改變定子電壓 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)62圖6.36 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 出版社 理工分社電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)63圖6.37 電磁轉(zhuǎn)差離合器轉(zhuǎn)矩的