第6章三相异步电动机的电力拖动_3_.ppt

本章重点,第6章三相异步电动机的电力拖动,本章内容,内容提要,本章介绍三相异步电动机机械特性的特点及参数表达式和实用表达式，讨论三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性，阐述三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。,下页,上页,返回,1.机械特性的特点、表达式,3.三相异步电动机的常用起动方法、特点和适用范围,重点,2.三相异步电动机的人为机械特性,4.三相异步电动机的各种调速方法、原理和应用,5.三相异步电动机的各种制动方法、原理和应用,下页,上页,返回,本次课程内容和教学要求,内容异步电动机各种运行状态。要求掌握各种制动原理和机械特性以及应用场合。,下页,上页,返回,6.6三相异步电动机的制动,电动运行状态T与n方向一致，n|n1|、s|n1|，适用于将重物高速稳定下放，称反向再生发电制动或下放重物时的回馈制动。,下页,上页,返回,⑴制动原理,当异步电动机拖动位能负载高速下放重物时将定子两相反接，定子旋转磁场的同步速为-n1，特性曲线变为2。工作点由a到b，电磁转矩与负载转矩同向，进入制动；经过反接制动过程（由b到c）、反向电动加速过程（电磁转矩与负载转矩共同作用、c到-n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到d点TTL保持稳定运行。,电机机械特性曲线1，运行于a点。,在第四象限-n1到d段是回馈制动状态。,转子回路串电阻越大，下放速度越高，图中曲线3的d′点，一般为使反向回馈制动时下放重物的速度不至于太高，通常是将转子回路中的反接制动电阻切除。,下页,上页,返回,电源上输入电功率,系统储存的机械功率,机械功率为负，说明电机从轴上输入机械功率；电磁功率为负说明由转子输入机械功率传到定子，再返回电源，这时电机为一台异步发电机，又因这时T、n方向相反故为制动状态，称回馈制动或再生发电制动。,2能量关系（-n1到d段）,转差率,下页,上页,返回,3特点和应用,特点n1|n1|，运行过程中从电网吸收无功建立磁场，向电网输送有功，经济性好；但它的|n||n1|，下放重物的安全性较差。应用适用于电机拖动位能性负载下放重物。,下页,上页,返回,2.正向回馈制动,发生在采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时。,制动原理,当电机采用变极（增加极数）或变频（降低频率）进行调速时，机械特性变为2。同步速变为。,电机工作点由a变到b，电磁转矩为负，，电机处于回馈制动状态b到n1′段。,特点,电源相序不变，电机转速n高于同步转速n1，正向回馈制动过程位于第II象限，n10，n0，s0。,下页,上页,返回,三相异步电动机的各种运行状态,下页,上页,返回,三相异步电机的四象限运行,三相异步电动机各种运行状态实现条件,下页,上页,返回,6.6.4软停车与软制动（了解）,1.转矩控制软停车方式,转矩控制软停车方式,制动停车方式,软停车方式通过调节软启动器的输出电压逐渐降低而切断电源，这一过程时间较长且一般大于自由停车时间，故称为软停车方式。转矩控制软停车方式，是在停车过程中，匀速调整电动机转矩的下降速率，实现平滑减速。减速时间t1可设定。应用如高层建筑、楼宇的水泵系统，要求电动机逐渐停机场合。,2.制动停车方式,利用软启动器的能耗制动功能来实现电动机的快速停机。能耗制动时，软启动器向电动机定子绕组通入直流电。可设定制动电流加入的幅值IL1和时间t1，但制动开始到停车时间不能设定，时间长短与制动电流有关，应根据实际应用情况，调节加入的制动电流幅值和时间来调节制动时间。,下页,上页,返回,本章小结1,本章介绍了三相异步电动机的机械特性、起动、制动与调速。机械特性则是异步电动机运行特性中最重要，三相异步电动机的机械特性是指在电动机定子电压、频率以及绕组参数一定的条件下，电动机电磁转矩与转速或转差率的关系，即nƒT或sƒT。机械特性可用函数表示，也可同曲线表示，用函数表示时，有三种表达式物理表达式、参数表达式和实用表达式，三种表达式各有不同的适用场合。,下页,上页,返回,本章小结2,起动性能指标是起动转矩倍数、起动电流倍数，影响起动性能指标的因数主要有定子端电压U1、定、转子的漏电抗和转子电阻。三相异步电动机的起动应考虑要限制起动电流、要有足够的起动转矩以及起动的经济性。具体起动方法有直接起动、降压起动、转子回路串电阻或串频敏变阻器起动，各种起动方法各有优缺点和适用场合，采用时应根据实际情况选择与校验。,下页,上页,返回,本章小结3,三相异步电动机的调速方法主要有变极调速、变转差率调速和变频调速。变极调速是通过改变定子半相绕组的接线方式来实现调速的，其调速范围小，是有级调速，但设备简单，特性硬，运行可靠，效率高，一般适用于调速要求不高的场合。,下页,上页,返回,本章小结4,变转差率的调速又包括降低定子电压的调速、绕线转子串电阻的调速、串极调速和滑差电机调速方法，其中降低定子电压调速的方法，调速范围小，低速运行时功率因数和效率都很低，电机发热严重。如果要求在拖动恒转矩负载有较宽的调速范围，可选用高转差率的电动机，但较软的机械特性会在扰动出现时引起较大的转速降，甚至使系统无法工作，为了提高调速的机械特性硬度，可采用转速闭环系统。绕线转子串电阻的调速属恒转矩调速方法，其调速范围不大，效率低，但设备简单，易于实现。,下页,上页,返回,本章小结5,绕线转子串极调速方法，机械特性较硬，调速范围较宽，效率高，可实现无级调速，但低速运行的过载能力低，设备体积大，成本高。滑差电机调速结构简单，运行可靠，调速平滑性好，可实现无级调速，闭环控制的调速范围可扩大。但低速运行损耗大、效率低，适用于通风机类的设备。变频调速方法具有频率连续可调，可实现无级调速，调速范围大，机械特性硬，转速稳定性好，效率高等特点，变频调速是现代交流调速的方向。,下页,上页,返回,本章小结6,当电磁转矩与转速方向相反时异步电动机处于制动状态。实现三相异步电动机电气制动方法主要有能耗制动、反接制动和回馈制动，其中能耗制动在制动时不需电网供电，经济性好，并能在任何转速下实施制动，但需要整流设备提供直流电。反接制动也能在任何转速下开始制动，制动转矩大，制动迅速、效果好，制动过程中转子具有的机械能和从电网输入的电能全部消耗在转子电阻上，故经济性相对较差。回馈制动能将转子具有的机械能反馈给电网，经济性好。,下页,上页,返回,本章小结7,三相异步电动机因电磁转矩与转速之间的方向不同，其机械特性可处在不同的象限。,下页,上页,返回,课后复习要点,三相异步电动机制动及各种运行状态思考题P2146.176.22作业P2166.36、6.39,上页,返回,