目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出换向磁极电刷装置机座端盖电枢铁心电枢绕组换向器转轴风扇主磁极转子定子1-换向器 2-电刷装置 3-机座4-主磁极5-换向极6-端盖7-风扇8-电枢绕组9-电枢铁心第一部分直流电机的工作原理起动制动调速第一部分直流电机的工作原理起动制动调速直流电机剖面图目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1.2.1.2.1.2.1.2.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 由外电源从电刷B1、B2输入直流电流，使电流从正电刷B1流入，从负电刷B2流出，则此时N极下的线圈电流总是由首端流向末端。S极下的线圈电流总是由末端流向首端，所以N极下和S极下的线圈受到的电磁力的方向是始终不变的，它们产生的转矩的方向也就不变。这个转矩使电枢始终沿一个方向旋转，就把电能变换成机械能，使之成为一台直流电动机而带动生产机械工作。图1-1目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 起动时由于转速 ，电枢电动势 ，而且电枢电阻 很小，所以起动电流将达很大值。 过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到 稳定运行状态的过程。 起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为 为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出一、起动一、起动一、起动一、起动特性特性特性特性.1 .1 .1 .1 电电电电枢回路串枢回路串枢回路串枢回路串电电电电阻起阻起阻起阻起动动动动三级电阻起动时电动机的电路原理图和机械特性为目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1.3.2 1.3.2 减压启动减压启动减压启动只有在电动机有专用电源时才能使用启动时,降低电源电压,电流随之减小启动后,逐步提高电源电压,使电磁转距维持在一定数值,保证电机按需要的加速度升速设备投资大启动电流小,升速平稳,启动能耗小目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1 1. .4 4直流电动机的电气直流电动机的电气制动制动 当 与 的方向相同时，电机运行于电动机状态，当 与 方向相反时，电机运行于制动状态。 .1 .1 .1 .1 能耗制动能耗制动能耗制动能耗制动电动制动 在电动状态，电枢电流、电枢电动势、转速及驱动性质的电磁转矩如图所示。需要制动时需要制动时,将开关将开关S S投向制动电阻投向制动电阻 上即可。上即可。由于惯性，电枢保持原来方向继续旋转，电动势 方向不变。由 产生的电枢电流 的方向与电动状态时的 方向相反,对应的电磁转矩 与 方向相反,为制动性质,电机处于制动状态。制动运行时，电机靠生产机械的惯性力的拖动而发电，将生产机械储存的动能转换成电能，消耗在电阻上，直到电机停止转动。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1 1 1 1. . . .4 4 4 4.2 .2 .2 .2 反接制动反接制动反接制动反接制动 电压反接制动时接线如图所示。一、电一、电一、电一、电枢枢枢枢反接制动反接制动反接制动反接制动 开关S投向“电动”侧时，电枢接正极电压，电机处于电动状态。进行制动时，开关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电阻 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内产生反向电流： 反向的电枢电流产生反向的电磁转矩，从而产生很强的制动作用电压反接制动。电动目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出二、倒拉反接二、倒拉反接二、倒拉反接二、倒拉反接倒拉反转反接制动只适用于位能性恒转矩负载。电枢回路串入较大电阻 后特性曲线正向电动状态提升重物(A点)负载作用下电机反向旋转(下放重物)电机以稳定的转速下放重物D点目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速 电力拖动系统的调速可以采用机械调、电气调速或二者配合调速。通过改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速机械调速；通过改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速电气调速。他励直流电动机的转速为他励直流电动机的转速为电气调速方法：1.调压调速；2.电枢串电阻调速；3.调磁调速。 改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，则不能称为调速。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1.5.1 1.5.1 电电枢枢电路串路串电电阻阻调调速速nTemTLRan0nNA0ABn1Ra+Rs1未串电阻时的工作点串电阻Rs1后,工作点由AAB电枢电枢电电路串电阻调速路串电阻调速目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出电枢串电阻调速设备简单，操作方便。 低速时特性曲线斜率大,静差率大,所以转速的相对稳定性差； 轻载时调速范围小，额定负载时调速范围一般为D2； 损耗大，效率低，不经济。对恒转矩负载，调速前、后因增通不变而使Tem和Ia不变，输入功率不变，输出功率却随转速的下降而下降，减少的部分被串联电阻消耗了。 由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差；缺点缺点:优点：优点：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出1.5.2 1.5.2 1.5.2 1.5.2 弱磁调速弱磁调速弱磁调速弱磁调速ABTemTLA调节磁场前工作点弱磁瞬间工作点AA弱磁稳定后的工作点减弱磁通的人为机械特性目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制，升速范围不可能很大，一般 D2； 为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方法结合起来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压 调速。 机械特性的斜率变大，特性变软；缺点缺点： 由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。弱磁升速后电枢电流增大，电动机的输入功率增大，但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率基本不变，因此经济性是比较好。优点优点：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出、降低、降低、降低、降低电电枢枢枢枢电压调电压调电压调电压调速速速速AB调速压前工作点A降压瞬间工作点稳定后工作点 降压调降压调速过程与电速过程与电枢串电阻调枢串电阻调速过程相似，速过程相似，调速过程中调速过程中转速和电枢转速和电枢电流（或转电流（或转矩）随时间矩）随时间变化的曲线变化的曲线也相似也相似。TemTLA目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。 第二第二 变压器的工作原理、分类变压器的工作原理、分类和结构和结构2 2 2 2.1.1.1.1 变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的工作原理和结构和结构和结构和结构 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出2 2 2 2.1.1.1.1.2 2 2 2 变压器的变压器的变压器的变压器的基本结构基本结构基本结构基本结构目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出一、铁心一、铁心一、铁心一、铁心变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。铁心的分类：铁心的分类：叠接式铁心渐开线式铁心卷式铁心叠接叠接式铁心式铁心的叠片次序的叠片次序：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 二、绕组二、绕组二、绕组二、绕组目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 、变压器运行特性 电压调整率电压调整率：指当一次侧接在额定频率额定电压的电网上，负载功率因数为常值时，空载与负载时二次侧端电压变化的相对值，用U*表示，即或或若需要精细计算，则电压的调整率为：若需要精细计算，则电压的调整率为：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 变压器效率变压器效率是指变压器的输出功率P2与输入功率P1之比，用百分数表示，即 由于变压器效率很高，用直接负载法测量输出功率P2和输入功率P1来确定效率，很难得到准确的结果，工程上常用间接法计算效率，即通过空载试验和短路试验，求出变压器的铁心损耗PFe和铜耗Pcu，然后按下式计算效率式中：P=PFe+Pcu目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出2.3 2.3 2.3 2.3 变压器的并联运行变压器的并联运行变压器的并联运行变压器的并联运行并联运行并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的优点：并联运行的优点：提高供电的可靠性提高供电的可靠性。并联运行时，如果某台变压器发生故障，可以把它从电网切除检修，而电网仍能继续供电。可以根据负载的大小调整投入并联运行变压器的台数，以提高运行效率。提高运行效率。可以减少总的备用容量可以减少总的备用容量，并可随着用电量的增加分批增加新的变压器。并联的台数过多也是不经济的，因为一台大容量变压器的造价要比总容量相同的几台小变压器的造价低，占地面积也小。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出空载时并联的各变压器之间没有环流，以避免环流铜耗。负载时，各变压器所承担的负载电流应按其容量的大小成正比例分配，防止其中某台过载或欠载，使并联组的容量得到充分利用。负载后，各变压器所分担的电流应与总的负载电流同相位。 这样在总的负载电流一定时，各变压器所分担的电流最小。 如果各变压器的二次电流一定，则共同承担的负载电流为最大。 要达到上述理想并联运行的要求，需满足下列诸条件：要达到上述理想并联运行的要求，需满足下列诸条件：各台变压器的额定电压应相等，并且各台变压器的电压比 应相等。各台变压器的联结组别必须相同。各台变压器的短路阻抗（或短路电压）的标么值应相等。 变压器并联运行的理想情况：变压器并联运行的理想情况：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 第三部分第三部分 三相异步电动机的原理及启动调速制动三相异步电动机的原理及启动调速制动3 3 3 3.1.1.1.1 三相三相三相三相异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理三相感应电动机的工作原理 如下图所示，如在某种因素的作用下，使磁极以n1的速度逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，转子导体就会切割磁力线而感应电动势e。用右手定则可以判定，在转子上半部分的导体中，感应电动势的方向为 ，下半部分导体的感应电动势方向为。在感应电动势的作用下，导体中就有电流i，若不计电动势与电流的相位差，则电流i与电动势e同方向。载流导体在磁声中将受到一电磁力的作用，由左手定则可以判定电磁力F的方向。由电磁力F所形成的电磁转矩T使转子以n的速度旋转，旋转方向与磁场的旋转方向相同。即感应电动机的基本工作原理感应电动机的基本工作原理。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 转子转速n与旋转磁场转速n1之差称为转差n,转差与磁场转速n1之比,称为转差率转差率s s。 感应电动机的旋转磁场感应电动机的旋转磁场是由装在定子铁心上的三相绕组，三相绕组，通入对称的三相电流而产生通入对称的三相电流而产生的 感应电动机的转子速度不可能等于磁场旋转的速度，这感应电动机的转子速度不可能等于磁场旋转的速度，这种电动机一般也称之为异步电动机种电动机一般也称之为异步电动机：旋转磁场的旋转速度n1称为同步转速。由于转子转动的方向与磁场的旋转方向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流，也就不能产生电磁转矩。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性：指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩Te与转速n（或转差率s）之间的函数关系。三相感应电动机的固有机械特性三相感应电动机的固有机械特性：指感应电动机工作在额定电压和额定频率下，按规定的接线方式接线，定、转子外接电阻为零时，n与Tem的关系绘制出感应电动机的固有机械特性，在某一转差率Sm时，转矩有一最大值Tm，S Sm m称为临界转差率称为临界转差率，整个机械特性可看作由两部分组。一、固有一、固有一、固有一、固有机械特性机械特性机械特性机械特性曲线曲线曲线曲线目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 1 1）H-PH-P部分（转矩由部分（转矩由0-Tm0-Tm，转差率由，转差率由0-s0-sm m）。）。 2 2）P-AP-A部分（转知矩由部分（转知矩由Tm-TstTm-Tst，转差率为转差率为S Sm-1m-1）。）。这一部分随着转矩的减小，转速也减小，特性曲线为一曲线，称为机械特性的曲线部分感应电动机的机械特性的工作部分接近于一条直线，只是在转矩接近于最大值时，弯曲较大，故一般在额定转矩以内，可看作直线。随着转矩T的增加，转速降低，根据电力拖动系统稳定运行的条件，称这部分为可靠稳定运行部分或称为工作部分可靠稳定运行部分或称为工作部分（电动机基本上工作在这一部分）。TemA0-TPP、nsTm、Sm、SmS=0S=1Tmn1H感应电动机的固有机械特性目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出二、二、二、二、转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性 nsm2sm10Rr +RpaTmTemn1smRrRr +RpaRr +Rpa1Rr +Rpa1Rpa1Rpa1RpaRpa人为特性为一组通过同步点的曲线族人为特性为一组通过同步点的曲线族在一定范围内增加转子电阻，可以增大电动机的起动转矩Tst，如果串接某一数值的电阻后使Tst=Tm，这时若再增大转子电阻，起动转矩将开始减小。转子电路串接附加电阻，适用于绕线转子感应电动机的起动和调速。三相感应电动机的人为机械特性的种类很多，除了上述两种外，还有改变定子极对数，改变电源频率的人为特性等目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出三、三、三、三、降低定子电压时的人为机械特性降低定子电压时的人为机械特性降低定子电压时的人为机械特性降低定子电压时的人为机械特性降低定子电压的人为机械特性为一组通过同步点的曲线降低定子电压的人为机械特性为一组通过同步点的曲线族族nTem0.64Tm0.25Tm0UNTmn10.8UN0.5UNU1=UNU1=UN的固有特性曲的固有特性曲线和和U1=0.8UNU1=0.8UN及及U1=0.5UNU1=0.5UN时的人的人为机械特性。机械特性。低，转差率增大，转子电流将因此增大，引起定子电流的增大。若电动机电流超过额定值，则电动机最终温升将超过容许值，导致电动机寿命缩短，甚至使电动机烧坏。如果电压降低过多，致使最大转矩Tm小于总的负载转矩时，则会发生电动机停转事故。当电动机在某一负载下运行时，若降低电压，将使电动机转速降目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出二、二、二、二、转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性转子电路中串接对称电阻时的人为机械特性 nsm2sm10Rr +RpaTmTemn1smRrRr +RpaRr +Rpa1Rr +Rpa1Rpa1Rpa1RpaRpa人为特性为一组通过同步点的曲线族人为特性为一组通过同步点的曲线族在一定范围内增加转子电阻，可以增大电动机的起动转矩Tst，如果串接某一数值的电阻后使Tst=Tm，这时若再增大转子电阻，起动转矩将开始减小。转子电路串接附加电阻，适用于绕线转子感应电动机的起动和调速。三相感应电动机的人为机械特性的种类很多，除了上述两种外，还有改变定子极对数，改变电源频率的人为特性等目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 三相感应电动机的起动三相感应电动机的起动.1.1.1.1 三相笼型转子感应电动机的起动三相笼型转子感应电动机的起动三相笼型转子感应电动机的起动三相笼型转子感应电动机的起动三相笼型转子感应电动机有直接起动与降压起动一、一、一、一、直接起动直接起动直接起动直接起动直接起动也称为全压起动直接起动也称为全压起动：起动时，电动机定子绕组直接承受额定电压。方法简单，不需要复杂的起动设备起动的电流较大，一般可达额定电流的4-7倍。直接起动直接起动特点：特点：过大的起动电流对电动机本身和电网电压的波动均会带来不利影响，一般直接起动只允许在小功率电动机中使用（PN）；对容量较大的电动机，若能满足下式要求，可允许直接起动目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出二、减压二、减压二、减压二、减压起动起动起动起动 降压起动的目的降压起动的目的：限制起动电流，通过起动设备使定子绕组承受的电压小于额定电压，待电动机转速达到某一数值时，再使定子绕组承受额定电压，使电动机在额定电压下稳定工作。1、电阻降压或电抗降压起动电动机起动时，在定子电路中串接电阻，这样就降低了加在定子绕组上的电压，从而也就减少了起动电流。起动转矩Tst仅为全压起动时起动转矩Tst的 ，起动时能量损耗较多，故目前已被其起动时能量损耗较多，故目前已被其它方法所代替它方法所代替笼型转子感应电动机电阻降压起动的原理图目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 2、自耦补偿起动 自耦补偿起动是利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组上的电压以减小起动电流。起动时开关投向“起动”位置，这时自耦变压器的一次绕组加全电压，降压后的二次电压加上定子绕组上，电动机降压起动。当电动机转速接近稳定值时，把开关投向“运行”位置，自耦变压器被切除，电动机全压运行，起动过程结束。定子串电阻降压起动时，电动机的起动电流就是电网电流；而自耦变压器降压起动时，电动机的起动电流与电网电流的关系则是自耦变压器一、二次电流的关系。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出在电动机得到同样的起动电流和起动转矩的情况下，采用自耦变压器降压起动的电网电流将小于定子串电阻（或串电抗）降压起动时的电网电流。 3、星-三角（Y-）起动自耦变压器降压起动适用于中小容量的低压电动机，应用较广泛。自耦变压器降压起动的一大优点自耦变压器降压起动的一大优点自耦变压器的二次绕组可以有不同的抽头供选择，通常有40%UN、60%UN和80%UN三种。用这种起动方法的感应电动机，必须是定子绕组正常接法为“”的电机。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 起动时，先将三相定子绕组接成星形，待转速接近稳定时，再改接成三角形，起动时，开关S2投向“Y”位置，定子绕组作星形接结，这时定子绕组承受的电压只有作三角形联结时的 ，电动机降压起动，当电动机转速接近稳定值时，将开关S2迅速投向“”位置。定子绕组接成三角形运行，起动过程结束。电动机停转时，可直接断开电源开关S1，但必须同时把开关S2放在中间位置，以免再次起动时造成直接起动。接成星形起动时的线路电流只有接成三角形直接起动的目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 Y- Y- 起动起动：操作方便，起动设备简单，应用较广泛，适用于正常运转时定子绕组接成三角形的电动机。对于一般用途的小型感应电动机。当容量大于4kW时，定子绕组的正常接法都采用三角形。起动方法起动方法绕组相电压绕组相电压电网提供电电网提供电流流绕组相电流绕组相电流起动转矩起动转矩直接起动Ux = U1IstIstTst电阻减压起动 (1/k) U1(1/k) Ist(1/k) Ist(1/k2) Tst自耦补偿变起动 (1/k) U1(1/k2) Ist(1/k) Ist(1/k2) TstY/起动 (1/ ) U1(1/3) Ist线电流(1/ ) Ist(1/3) Tst目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出. . . .2 2 2 2三相绕线三相绕线三相绕线三相绕线转子异步电动机的起动转子异步电动机的起动转子异步电动机的起动转子异步电动机的起动一一一一、转子串联电阻起动转子串联电阻起动转子串联电阻起动转子串联电阻起动 1 1 1 1、起动过程、起动过程、起动过程、起动过程曲线1 对应于转子电阻为R3=Rr+Rst3+Rst2+Rst1 的人为特性曲线2 对应于转子电阻为R2=Rr+Rst2+Rst1的人为特性曲线3 对于应于转子电阻为 R1=Rr+Rst1的人为特性曲线4 则为固有机械特性。 绕 线 转 子 感 应 电 动 机 起 动接线图特性曲线目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出起动结束后，转子频率很低，频敏变阻器的等效电阻和电抗都很小，于是可将频敏变阻器切除，转子绕组直接短路。在起动过程中，它能够自、无级地减小电阻，如果频敏变压器的参数选择恰当，可以在起动过程中保持起动转矩不变，这时的机械特性图中曲线2所示，曲线1为固有特性。频敏变阻器频敏变阻器结构简单，运行可靠，使用维护方便，因此应用日益广泛，但与转子串电阻起动方法相比，由于频敏变阻器还具有一定的电抗，在同样的起动电流下，起动转矩要小些。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 3.4 3.4 异步电动机的电磁制动异步电动机的电磁制动.1.1.1.1 能耗制动能耗制动能耗制动能耗制动感应电动机的电磁制动感应电动机的电磁制动分为能耗制动、反接制动和回馈制动。不论是哪一种制动状态，电动机的电磁转矩方向总是与转向相反。能耗制动时定子接入直流电源产生固定磁场。能耗制动能耗制动：是将转子的动能变为电能，消耗在转子电阻上（对绕线转子感应电动机包括转子串接电阻）。 感应电动机能耗制动原理图目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出机械特性曲线能耗制动时的电路图 曲线曲线1 1、2 2是是转子电阻相同转子电阻相同 曲线曲线2 2的直的直流励磁大于曲流励磁大于曲线线1 1 曲线对强度曲线对强度比比1 1、3 3是直流是直流励磁相同励磁相同 曲线曲线3 3的转的转子电阻大于曲子电阻大于曲线线1 1转子电阻较小时，在高速时的制动转矩就比较小转子电阻较小时，在高速时的制动转矩就比较小目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 能耗制动时，电动机是直流励磁，励磁磁动势是一个恒定值 不同的转速下，转子电流是变化的，转子磁动势是个变量。这就使电动机的合成磁动势在制动过程中不是一个定值。 能耗制动过程中，电动机的主磁通是变化的，由此引起磁路饱和情况的变化，使励磁电抗不再保持为一常数，而是随着转速的变化而变化。笼型感应电动机笼型感应电动机采用增大直流励磁来增大高速时的制动转矩。 绕线转子感应电动机绕线转子感应电动机采取转子串接电阻的方法使得在高速时获得较大的制动转矩。必必须指出指出目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出. . . .2 2 2 2 反接制动反接制动反接制动反接制动定子两相反接倒 拉 反 接感应电动机的反接制动一、一、一、一、定子两相反接制动定子两相反接制动定子两相反接制动定子两相反接制动 反接制动前，触头KM2闭合，KM1断开，电动机正向运转，稳定工作在固有特性上的点 反接制动时，将触头KM2断开，KM1闭合。 制动过程结束，如要停车，则应立即切断电源，否则电动机将反向起动。转差率转差率s s1 1是反接制动的特点是反接制动的特点 两相反接制动的特性就是逆向电动工作状态时机械特性在第二象限的延长部分。转差率转差率s s目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出二、二、二、二、倒拉反接制动倒拉反接制动倒拉反接制动倒拉反接制动倒拉反接制动时的机械特性就是电动机工作状态时的机械特性在第四象限的延长部分。nn10TzcTem负载为一位通用性一负载，负载转矩为Tz，则电动机将稳定工作在特性的c点。此时电磁转矩方向与电动工作状态时相同，而转向与电动工作状态时相反，电动机处于制动工作状态,属于反接制动电网仍继续向电网输送功率，同时还输入机械功率（倒拉反接制动是位能负载作功，两相反接时则是转子的动能作功），这两部分功率都消耗在转子电阻上。反接制动时，能量损耗是很大反接制动时，能量损耗是很大目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出. . . .3 3 3 3 回馈制动回馈制动回馈制动回馈制动 感应电动机在电动机工作状态时，由于某种原因，在转向不变的条件下，使转速n大于同步转速n1时，电动机便处于回馈制动状态转子电流的有功分量转子电流的有功分量：转子电流的无功分量转子电流的无功分量：I2为负值，电磁转矩 也为负值，与转向相反，说明电动机处于制动状态转子电流无功分量仍为正值，说明回馈制动时，电动机仍与电动工作状态一样，从电网吸取励磁电流，建立磁场。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 7 7. .4 4 感应电动机的调速感应电动机的调速 要求电动机具有几种转速； 在一定的范围内可以连续调速；调速的方法：调速的方法：（1）改变定子绕组的极对数p；（2）改变电源的频率f1,以改变n1进行调速，称为变频调速变频调速。（3）改变电动机的转差率； 改变定子绕组的端电压； 改变定子绕组的外加电阻或电抗； 转子回路加电阻或电抗； 转子回路引进fsf的外加电势目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 3.5 3.5 异步电动机的调速异步电动机的调速 要求电动机具有几种转速； 在一定的范围内可以连续调速；调速的方法：调速的方法：（1）改变定子绕组的极对数p；（2）改变电源的频率f1,以改变n1进行调速，称为变频调速变频调速。（3）改变电动机的转差率； 改变定子绕组的端电压； 改变定子绕组的外加电阻或电抗； 转子回路加电阻或电抗； 转子回路引进fsf的外加电势目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出3.5.1 3.5.1 3.5.1 3.5.1 变极调速变极调速变极调速变极调速在电源频率在电源频率f1f1不变的条件下，改变发电机的极数，电动机的同不变的条件下，改变发电机的极数，电动机的同步转还步转还n1n1就会发生变化，电动机的极数增加一倍，同步转速就就会发生变化，电动机的极数增加一倍，同步转速就降低一半，电动机的转速也几乎下降一半，从而得到转速的调降低一半，电动机的转速也几乎下降一半，从而得到转速的调节。节。改变电动机的极数改变电动机的极数方法：方法：定子铁心槽内嵌放两套不同极数的定子三相绕组不经济改变定子绕组的接法这种电动机就称为多速电动机多速电动机常用调速调速原理：原理：多速电动机均采用笼型转子，转子的极数能自动地与定子极数相适应。2p=42p=22p=2三相绕组中的一相绕组的示意图两个半绕组顺向串联串联反接并联反接目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出反向法反向法：仅在每相内部改变所属线圈的联接方法的变极法。 一般变极时均采用这种方法。多极电动机定子绕组的接线方式多极电动机定子绕组的接线方式最常用的两种最常用的两种绕组从单星形（每相只有一条支路）改接成双星形（每相有两条支路）写作Y/YYY/YY三角形改接成双星形，写作/YY/YY目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出改接前后输出功率之比改接前后输出功率之比Y/YYY/YY接法接法 适用于恒转矩负载/YY/YY适用于恒功率负载倍极比倍极比：多速电动机若变极前后的极数比为整数，如如4极变8极，2极变4极等，否则就称为非倍极比非倍极比，如4极变6极。特点：特点：调速的平滑性差，但具有较硬的机械特性，稳定性较好，对于不需要无极调速的生产机械，如金属切削机床、通风机、升降机等，多速发动机得到广泛应用。恒转矩调速的机械特性曲线恒转矩调速的机械特性曲线恒功率调速的机械特性曲线恒功率调速的机械特性曲线目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出3.5.2 3.5.2 3.5.2 3.5.2 变频调速变频调速变频调速变频调速调速调速原理：原理：改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速考虑到电动机的运行性能，并使电动机得到充分利用通常希望气隙磁通气隙磁通m m维持额定值不变U1E11N1mK1，若要使m为定值，则U1必须随频率的变化作正比变化式中加“”的表示变频后的量。为了保证电动机运行的稳定性，希望变频调速时，电动机的过过载能力载能力不变为了保证变频前后m不变，就要求对于恒转矩负载，因为TN=TN，由上式可得 定值，这时既保证了电动机的过载能力m不变，同时又满足m=定值的要求，这说明变频调速适用于恒转矩负载。目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出3.5.3 3.5.3 3.5.3 3.5.3 转子电路串接电阻调速转子电路串接电阻调速转子电路串接电阻调速转子电路串接电阻调速 调速范围不大，仅为2-3。 从调速性质来看，转子串电阻属于恒转矩调速 转子串接电阻后，增加了转子铜耗，调速的经济性欠佳。 中小容量的绕线转子感应电动机中得到 广泛应用，如桥式起重机上的绕线转子 感应电动机几乎都采用这种调速方法。 转子串电阻调速方法简单，设备投资不高 电动机的固有特性和转子电路串接电动机的固有特性和转子电路串接R Rpapa和和R Rpapa时的人为特性时的人为特性，见右图。串入电阻后，电动机的工作点便由原来的点移到人为特性的b点或c点，调速过程与直流电动机电枢串电阻调速相同。 只适用于线绕转子感应电动机特点：特点：目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出3.5.4 3.5.4 3.5.4 3.5.4 串级调速串级调速串级调速串级调速 串级调速串级调速是绕线转子感应电动机的转子电路中引入一个附加电动势Ef来调节电动机的转速，它是一种改变转差率s进行调速的方法附加电动势的方向不同，调速的结果也不同。电动机的一般运行条件下，因为转差率s很小， ，可以认为转子电流 ，即电流 与 同相。一、一、一、一、附加电动势附加电动势附加电动势附加电动势 与与与与 同相同相同相同相未加入附加电动势时，转子电流引入附加电动势的瞬间，转子电流目目 录录下下 页页上上 页页退退 出出 转子电流增加了，同时电磁转矩Tem也相应增大，使电动机加速，转差率s变小，合成电动势 也减小，电流I2和转矩T则在跃升到某一最大值后逐渐下降，直到转速升高至某一数值，使电磁转矩和负载转矩平衡时，电动机稳定运行。若稳定后的电动机转差率电动机转差率sk，显然如果 ，则sk0，这时电动机仍作电动机运行，但转速n将高于同步转速，转子电流I2不是由转子感应电动势所产生，而是附加电动势 所产生。二、二、二、二、 与与与与 反反反反相相相相情况和上述相反，这时电动机将减速，同理可推出，稳定运行时的转差率稳定运行时的转差率：