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1、高壓電工進網(wǎng)培訓 第二講
一、三相異步電動機
1、三相異步電動機的構(gòu)造
由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中 定子是固定部分用來產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場; 轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動部分,用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。轉(zhuǎn)子根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同分為 籠式 和繞線式 兩種。
1、三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生
三相異步電動機定子繞組通入三相對稱交流電將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。它的旋轉(zhuǎn)方向與 三相交流電的相序 一致。
旋轉(zhuǎn)的磁場的轉(zhuǎn)速:
2、三相異步電動機的工作原理
三相異步電動機通入三相對稱交流電后產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。這時轉(zhuǎn)子回路切割磁感線,而產(chǎn)生感應電流,從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,將電能轉(zhuǎn)變成機械能。這里電動機的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速
2、小一些,它們之間有一轉(zhuǎn)速差,用轉(zhuǎn)差率來表示。隨著轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)差率減小。國產(chǎn)三相異步電動機額定轉(zhuǎn)速,則其磁極對數(shù)p= ,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 ,轉(zhuǎn)差率 。其中當S=1時,電動機處于 工作狀態(tài),S=0時,電動機處于 工作狀態(tài),S=時,電動機處于 工作狀態(tài)。
二、三相異步電動機的啟動與反轉(zhuǎn)
一、三相異步電動機起動的主要要求
1、足夠大的起動轉(zhuǎn)矩
2、在保證轉(zhuǎn)矩的前提下,起動電流足夠小
3、控制設備簡單,操作維護方便
4、起動過程能耗盡量小
二、三相籠型異步電動機的起動
(一)直接起動
1、直接起動:直接接通三相電源又稱全壓起
3、動
2、直接起動所需設備:刀開關、保險盒(熔斷器)
3、直接起動的條件:(1)容量在工作7.5KW以下的電動機
(2)起動時引起的電網(wǎng)電壓下降不超過10%~15%
4、直接起動優(yōu)缺點:(1)優(yōu)點:設備簡單,起動時間短,操作方便
(2)缺點:對電動機有一定的沖擊
(二)降壓啟動:指降低加在電動機定子繞組兩端的電壓待起動結(jié)束后加額定電壓運行的起動方式
降壓啟動的分類:變換降壓啟動、串電阻降壓啟動、變壓器降壓啟動
1、變換降壓起動
1)適用條件:額定運行時為接法的電動機
2)優(yōu)缺點:優(yōu)點是降低起動電
4、流;缺點起動轉(zhuǎn)矩減小,只有 時的。
3)適用條件:只能適用于輕載或空載電機的起動
2、串電阻(電抗器)降壓起動
1)原理:在定子繞組中串電阻分壓而降壓起動,起動結(jié)束后全壓運行。
2)優(yōu)缺點:優(yōu)點是起動平穩(wěn),工作可靠,功率因數(shù)高,降壓可調(diào)。
缺點是設備多,電阻上有損耗,不宜頻繁起動。
故應優(yōu)先考慮變換降壓啟動。
3、自耦變壓器降壓起動
1)原理:應用自耦變壓器,降低加在定子繞組兩端的電壓實現(xiàn)降壓起動,待運行正常后全壓運行。
2、優(yōu)缺點:優(yōu)點是可選擇不同的電壓進行起動,且不論是星形不是三角形接法都可。
缺點是設備體積大,投資大,不能頻頻起
5、動,主要應用于帶負載起動。
三、繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機的起動
繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組均采用星形接法
(一)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動
1、 起動:采用轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(一般采用串電阻三級起動)
2、 優(yōu)缺點:優(yōu)點是起動過程中轉(zhuǎn)矩較大,適合于重載起動。
缺點是設備多,起動級數(shù)少,有能量損耗在電阻上。
(二)轉(zhuǎn)子回路串頻敏電阻起動
1、原理:當轉(zhuǎn)速增加時,轉(zhuǎn)子回路中的電流頻率在不斷減小,使轉(zhuǎn)子回路中的總電阻平滑減小。即轉(zhuǎn)速低時,回路電阻大,電流小,逐轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)子回路的電阻減小,使起動電流表平滑變化,并使轉(zhuǎn)矩保持一定的數(shù)值。
2、優(yōu)缺點:優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,成本
6、低,使用壽命長,能平滑無級起動,轉(zhuǎn)矩恒定。
缺點是轉(zhuǎn)矩不能太大,功率因數(shù)較小。
三相異步電動機的制動、調(diào)速與選用原則
1、三相異步電動機的運行狀態(tài)
起動狀態(tài);運行狀態(tài);制動狀態(tài);停止狀態(tài)。
2、三相異步電動機的制動:是指加一個反向力矩,使電動機減速或停轉(zhuǎn),對位能性負載,制動運行可獲得穩(wěn)定的下降速度。
3、三相異步電動機的制動方法
分類:機械制動和電氣制動
電氣制動分為反接制動;能耗制動和再生制動
二、三相異步電動機的制動
(一)機械制動
1、裝置:電磁抱閘,它主要由 和 兩部分組成。
7、2、特點:平時或停電時制動器抱緊制動輪,工作時松開,在停機時保證定位準確,并避免重物自行下墜而造成事故。
(二)三相異步電動機的電氣制動
1、電源反接制動
1)原理:電動機停機后改變?nèi)嚯娫吹南嘈?,電動機的旋轉(zhuǎn)磁場即反向,產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩一電動機的轉(zhuǎn)向相反,為制動轉(zhuǎn)矩,使電動機很快停下來。
2)特點:▲簡單易行,制動轉(zhuǎn)矩大,效果好,
▲制動時轉(zhuǎn)子電流比起動電流還大,對電動機的沖擊較大,故往往在定子回路中串入限流電阻。
▲反接制動時仍需從電源吸收能量,故經(jīng)濟性能差。
2、倒拉反轉(zhuǎn)制動
1)原理:在提升重物時轉(zhuǎn)子回路的電阻較小,下放重物時在轉(zhuǎn)子回路
8、中串入的電阻足夠大,機械特性曲線變陡,電動機的轉(zhuǎn)速下降至反轉(zhuǎn)時電磁轉(zhuǎn)矩才與負載轉(zhuǎn)矩平衡,這時電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然是向上的轉(zhuǎn)矩但對電動機的轉(zhuǎn)動起制動作用。
2)特點:▲改變串入電阻的大小,即可調(diào)節(jié)下放速度。
3、能耗制動
1)原理:是在斷開三相電源的同時接通直流電源,此時直流電流流入定子兩相繞組,產(chǎn)生恒定的磁場,轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生的感應電流而受的電磁力矩方向跟電動機轉(zhuǎn)動方向相反,因而產(chǎn)生制動作用。這時轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上。稱為能耗制動。
2)特點:制動力強,制動平穩(wěn),對電網(wǎng)影響??;(這是其優(yōu)點)缺點是需要一套直流電源裝置,而且制動轉(zhuǎn)矩隨電動機的轉(zhuǎn)速減小而減小,不易制停。
9、
4、再生制動(回饋制動)
1)原理:當電動機的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(S<0),使轉(zhuǎn)子電流及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩改變方向,成為一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的制動轉(zhuǎn)矩,則電動機在制動狀態(tài)下運行,這時電動機變成發(fā)電機,將機械能轉(zhuǎn)變成電能送回電網(wǎng),又稱為回饋制動。
2)特點:經(jīng)濟性能好,但只有在特定的條件下才能實現(xiàn)。
什么條件? 。
三、三相異步電動機的調(diào)速
概述:
調(diào)速方法:1)改變定子繞組的磁極對數(shù)P—變極調(diào)速;
2)改變電動機的轉(zhuǎn)差率S,具體方法是改變電源電壓調(diào)速和繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速;
10、 3)改變電網(wǎng)的頻率--變頻調(diào)速。
一、變極調(diào)速
1)三相異步電動機定子繞組形成的磁場取決于定子繞組中的電流方向,只要改變定子繞組的接線方式,就能達到改變磁極對數(shù)的目的。
2)接線方式:
/YY調(diào)速;YY為高速檔,前后輸出功率基本不變,適用于近恒功率情況下的調(diào)速,較多用于金屬切削機床上。
Y/YY調(diào)速;YY為高速檔,前后輸出轉(zhuǎn)矩基本不變,適用于負載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,適用于起重機,運輸帶等機械。
3)優(yōu)缺點:優(yōu)點是所需設備簡單,缺點是電動機引出頭較多,調(diào)速節(jié)數(shù)少。
4)注:變極調(diào)速只適用于籠型異步電動機中。
二、改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速
1)
11、改變轉(zhuǎn)子回路電阻的大小,電動機即在對應的轉(zhuǎn)速下運行。
2)優(yōu)缺點:優(yōu)點是所需設備簡單,并可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)速。
缺點是調(diào)速電阻上有一定的能量損耗,調(diào)速特性曲線的硬度不大,在空載和輕載時調(diào)速范圍很窄。主要用于運輸、起重機械的繞線式電機。
三、改變定子電壓調(diào)速
1)適用性:適用于籠形型電動機中。
2)對于恒轉(zhuǎn)矩負載:需采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率籠型電動機。但其低壓時機械特性太軟。
3)對于風機負載:其負載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而增大,改變定子電壓轉(zhuǎn)速變化。
四、變頻調(diào)速
1)恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速:
保持輸出轉(zhuǎn)矩不變,條件是為常數(shù)
2)恒功率變頻調(diào)速:
保持輸出功率不變,條件是為常數(shù)或為常數(shù)
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