三相异步电动机启动与制动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,章 三相异步电动机的启动与制动,8.,*,三相异步电动机的启动与制动,返回总目录,三相异步电动机直接起动,三相鼠笼式异步电动机降压起动,高启动转矩的三相鼠笼式异步电动机,绕线式三相异步电动机的启动,三相异步电动机的各种运行状态,本 章 小 结,本章内容,8.1,三相异步电动机直接起动,三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。,三相异步电机的起动要满足生产机械对异步电动机起动性能的要求起动转矩要大，以保证生产机械的正常起动。缩小起动时间；起动电流要小。以减小对电网的冲击。,8.1,三相异步电动机直接起动,由三相异步电动机机械特性的物理表达式知道，在额定电压下直接起动三相异步电动机。即转差率,S,1,，,主磁通,额定磁通的,1/2,，,功率因数,cos,很小，造成了起动电流相当大而起动转矩,并不大的结果。例如，对于,普通鼠笼式异步电动机，起动电流,（,4,7,）,I,N,（,为起动电流倍数）起动转矩,T,N,（,0.9,1.3,）,对于绕线式三相异步电动机的起动转矩,T,S,T,N,。,8.1,三相异步电动机直接起动,起动电流过大，对电网冲击大。使电网电压降低，对电机前端供电变压器影响大。使得变压器输入电压幅度下降，超过了额定值的允许偏差,10%,或更严重。这样，,一方面影响了异步电机本身,，由于,T,st,与电压,U,的平方成正比，导致,T,st,下降更多，当重载时电机将不能起动；另一方面，,影响由同一台供电变压器供电的其它负载,，如电灯会变暗，用电设备失常，重载的异步电机可能停转等。,下面两种情况不能直接启动。,变压器与 电机容量之比不足够大。启动转矩不能满足要求,。,8.1,三相异步电动机直接起动,综上所述，,三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大，电动机容量小于,的小容量鼠笼式异步电机。,对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：（,1,）,降,低定子电,压,；（,2,）,加大定子端电阻或电抗,；（,3,）对于,绕线,式异步电机还可以采用,加大转子端电阻或电抗,的方法。对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。,8.1,三相异步电动机直接起动,为方便起见，列出起动电流,和起动转矩,的表达式为,总结,直接起动即全压起动。,全压起动条件,：,1,）异步电动机功率低于,7.5KW,2,）：,直接起动时的影响：,（,1,）起动电流较大，可达额定电流的,4,7,倍，甚至达到,8,12,倍。,（,2,）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。,（,3,）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。,（,4,）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。,8.2,三相鼠笼式异步电动机降压起动,1.,定子串接电抗器或电阻起动,(1),接线原理图,三相鼠笼式异步电机在定子回路中串接电抗器（可改接电阻器，但能耗较大，适用于较小容量电机）降压起动的接线原理图如图所示。三相异步电机定子串电抗起动。即开关,2K,接到“起动”端，使起动时电抗器接入定子回路；起动后，切除电抗器，即开关,2K,接到“运行”端。,图,8.,鼠笼式异步电动机的串电抗器起动,8.2,三相鼠笼式异步电动机降压起动,(2),起动电流和起动转矩的分析与计算,三相异步电动机定子串电抗器,X,起动时的,简化等值电路由如图（,a,）的直接起动变为图（,b,）。,（,a,）,（,b,）,8.2,三相鼠笼式异步电动机降压起动,式中的短路阻抗,在电动机设计后，电抗器,因此，,.,且分析中，因误差不大，则不考虑阻抗角的作用。,设串,电抗时，电动机定子电压与直接启动时电压比值为 ，则,工程实际中，往往先给定线路允许电动机启动电流的大小 ，在计算电抗,X,的大小。计算公式推导如下：,8.2,三相笼型异步电动机的起动,2.,星形,三角形,(Y,),降压起动,方法,：起动时定子绕组接成,Y,形，运行时定子绕组则接成形，,其接线图如图示。,对于运行时定子绕组为,Y,形的笼型异步电动机则不能用,Y,起动方法。,适用于,正常运行时接成,的电机，是普通机床上常用的起动方法,起 动：,Y,正常运行：,(a),直接起动,(,形接法,) (b) Y-,起动,(Y,形接法,),图,8.4 Y,起动电流分析图,(a),直接起动,(,形接法,) (b) Y-,起动,(Y,形接法,),起动时,起动时,Y:,8.2,三相笼型异步电动机的起动,Y,起动时，起动电流 与直接起动时的起动电流 的关系,(,注：起动电流是指线路电流而不是指定子绕组的相电流,),：,电动机直接起动时，定子绕组接成形，如图,8.4(a),所示，每相绕组所加电压大小为,U,1,=,U,N,，,即为线电压，每相绕组的相电流为 ，,则电源输入的线电流为,I,s=,。,8.2,三相笼型异步电动机的起动,Y,形起动时每相绕组所加,电压为 ，电流 则,所以,可见，,Y,起动时，对供电变压器造成冲击的起动电流是直接起动时的,1/3,。,即,直接起动时起动转矩为 ，,Y,起动时起动转矩为 ，则,Y,起动时起动转矩也是直接起动时的,1/3,。,Y,起动比定子串电抗器起动性能要好，可用于拖动,T,L,的轻载起动。,(a),直接起动,(,形接法,) (b) Y-,起动,(Y,形接法,),Y,起动方法简单，价格便宜，因此在轻载起动条件下，应优先采用。,我国采用,Y,起动方法的电动机额定电压都是,380V,，,绕组是接法。,8.2,三相笼型异步电动机的起动,3.,自耦变压器,(,起动补偿器,),起动,方法：,自耦变压器也称起动补偿器。起动时电源接自耦变压器原边，副边接电动机。起动结束后电源直接加到电动机上。,三相笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动的接线如图,8.5,所示，其起动的一相线路如图,8.6,所示。,图,8.5,自耦变压器降压起动接线图,8.2,三相笼型异步电动机的起动,设自耦变压器变比为 ,1,，则直接起动时定子绕组的电压,U,N,、,电流,I,s,与降压起动时承受的电压电流关系为,图,8.6,自耦变压器降压起动的一相线路,8.2,三相笼型异步电动机的起动,而起动电流是指电网供给线路的电流，即自耦变压器原边电流 ，与副边起动时电流 关系为 。因此，降压起动电流 与直接起动电流 关系为,(,K,1),8.2,三相笼型异步电动机的起动,而自耦变压器降压起动时转矩,T,s,与直接起动时转矩,T,s,的关系为,即,(,K,1),可见，,采用自耦变压器降压起动，起动电流和起动转矩都降,K,2,倍。,自耦变压器一般有,2,3,组抽头，其电压可以分别为原边电压,U,1,的,80%,、,65%,或,55%,、,64%,、,73%,。,该种方法对定子绕组采用,Y,形或形接法的电机都可以使用，缺点是设备体积大，投资较贵。,主要性能指标,起动方法,起动电压比值,起动电流比值,起动转矩比值,起动设备,应用场合,直接起动,1,1,1,最简单,电机容量小于,7.5,定子串电抗起动,一般,任意容量，轻载起动,起动,简单,正常运行为形，电机可频繁起动,自耦变压器,较复杂,较大容量电机，较大负载不频繁起动,延边三角形起动,0.66,0.5,0.5,简单,专门设计的电机，较大负载可频繁起动,u,u,u,1/3,1/3,u2,u2,u2,表,8.1,三相鼠笼式异步电动机降压起动方法的比较,软起动方法,采用电子软起动来实现电动机的起动：,（,1,）限流或恒流起动,（,2,）斜坡电压软起动,（,3,）转矩控制软起动。,（,4,）转矩加脉冲突变控制,（,5,）电压控制,例：一台三相鼠龙异步电机 ， 接， ， ， ，,，启动电流倍数 ，启动转矩倍数 ，过载倍数 。,供电变压器要求启动电流,=150A,，负载启动转矩为,73.5N.m,。请选择一个合适的降压启动方法，写出必要的计算数据。（若采用自耦变压器降压启动，抽头有,55%,、,64%,、,73%,三种，需要算出用哪个抽头；若采用定子边串接电抗启动，需要算出电抗的具体数值；能用启动方法时，不用其他方法。）,解：电机额定转矩,正常启动要求启动转矩不小于,Tst1,(1),校核是否能采用 启动方法：,启动时的启动电流为,启动时的启动转矩为,，故不能采用 启动。,(2),校核是否能采用串电抗启动方法：限定的最大启动电流,Is1=150A,则串电抗启动最大启动转矩为,，故不能采用串电抗降压启动。,(3),校核是否能采用自耦变压器降压启动方法：抽头为,55%,时启动电流与启动转矩分别为,故不能采用。,抽头为,64%,时，启动电流与启动转矩分别为,可以,64%,的抽头。,抽头为,73%,时，启动电流为,，不能采用，启动转矩不必计算。,1.,转子电阻值较大的鼠笼式异步电动机,转子电阻大，则直接启动时的转矩大，最大转矩也大，但同时额定转差率较大，运行段机械特性较软。图,8.8,中的机械特性。,（,1,）一般浇注式的采用铝或铝合金；,（,2,）一般焊接式的鼠笼式采用紫铜或黄铜。,8.3,高启动转矩的三相鼠笼式异步电动机,2.,深槽式鼠笼异步电动机,深槽式鼠笼异步电动机转子槽型深而窄，其,深度与宽度之比约为,10-20,.,电机运行时，转子导条有电流通过，其槽漏磁通分布如图,8.9,所示，底部漏磁通比槽口的多，所以底部漏电抗大，槽口部分漏电抗小。,当频率较高时交流电流集中到导条槽口容易出现集肤效应或趋表效应。,刚启动时，集肤效应使导条内电流比较集中在槽口，相当于减少了导条的有效截面积，使转子电阻增大。随着转速,n,的升高，集肤效应逐渐减弱，转子电阻逐渐减少，直到正常运行，转子电阻自动变回到正常运行值。,电动机正常运行时，转差率很小，转子频率也很低，转子漏抗很小，因此在电动势的作用下，转子电流主要有电阻决定。这样，转子电流在导条内的分布均匀，集肤效应不明显。,h/d,=10,20,利用,“,集肤效应,”,原理,起动时：,f,2,=,f,1,X,2,大，槽底电流小（槽底漏电抗大）,电流集中于槽口,趋表效应,导线面积,s,R,2,正常运行：,n,f,2,=,sf,1,X,2,小，,电流基本均匀分布,趋表效应,s,R,2,图,8.10,双鼠笼异步电动机,(a),转子槽与槽漏磁通；,(b),机械特性,3.,双鼠笼异步电动机,双鼠笼异步电动机比普通异步电动机转子漏电抗大，功率因数稍低，效率差不多。,其转子上装有两套并联的鼠笼。外笼导条截面积小，由黄铜制成，电阻较大；内笼条导条截面积大，用紫铜制成，电阻较小。电机启动时，转子电流频率较高，外笼电抗小，电流大，起主要作用，,外,笼又称为,启动笼,。电机运行时，转子电流频率很低，导条内有交流电流通过，电流的分配主要决定于电阻，内笼电抗大、电流小，此时起主要作用，,内,笼又称为,运行笼,。,外笼：起动笼，电阻大,黄铜或 铝青铜,内笼：运行笼，电阻小,紫铜,起动时：,f,2,=f,1,，内笼漏抗大，电流集中在上笼,I,st,小，,T,st,大,运行时：,f,2,=13Hz,，漏抗远比电阻小，电流大部分从电阻较小的下笼流过。,转子漏抗大，,cos,和过载能力小，制造相对工艺复杂。用于,对,T,st,要求高的场合。,绕线式三相异步电动机，转子回路中可以外串三相对称电阻，以增大电动机的启动转矩，启动结束后可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。它可用在重载和频繁启动的生产机械上。,8.4,绕线式三相异步电动机的起动,一、转子回路串接,频敏,电阻器起动,图,8.11,绕线式异步电动机,转子串频敏变阻器启动,对于单纯限制启动电流、增大启动转矩的绕线式异步电机，可采用转子串频敏变阻器启动。,频敏变阻器是由三相铁芯线圈组成，每一相的等效电路与变压器空载运行的等效电路一致。,接触器触点,K,断开时，电机转子串入频敏变阻器启动。启动过程结束后，接触器触点,K,再闭合，切除频敏变阻器，电机进入正常运行。,与一般变压器励磁阻抗不完全相同，励磁阻抗由励磁电阻与励磁电抗串联组成，用 表示。主要表现 在以下两点：,（,1,）频率为,50Hz,的电流通过时，阻抗 比一般变压器励磁阻抗小得多。这样串在转子回路中，即限制了启动电流，又不至于使启动电流过小而减少启动转矩。,（,2,）频率为,50Hz,的电流通过时， 。因频敏变阻器中磁密取得较高，铁芯处于饱和状态，励磁电流较大，因此励磁电抗较小，启动转矩高。这样，转子回路功率因数提高了。,频敏变阻器在启动过程中始终保持较大电磁转矩。启动结束后，转子回路电流频率很低， 很小，近似为零，频敏变阻器自动不起作用。这时，可闭合接触器触点,K,来切除频敏变阻器。,图,8.12,转子串频敏变阻器的机械特性,1-,固有机械特性,2-,人为特性,频敏变阻器：三相铁心线圈,R,ad,I,st,，,T,st,，,希随,n,R,ad,自动减小,起动：,f2=f1pFe,大 ,Rm,大,nSf2pFeRm,自动、无级地减小电阻,正常运行：,Rm,很小,R,1,R,m,X,m,8.4,绕线式三相异步电动机的起动,2,、转子串电阻分级起动,为使整个启动过程中尽量保持较大起动转矩，绕线式异步电动机看采用逐级切除转子起动电阻的分级启动。起动接线图和特性曲线如图,8.13,所示。,图,8.13,绕线式三相异步电动机转子串电阻分级启动,(1),接触器触点,K1,、,K2,、,K3,全断开，电动机定子接额定电压，转子每相串入全部电阻 ，电动机开始启动。启动点为机械特性曲线,3,上的,a,点，启动转矩,T,T,L,(,负载转矩,),电动机加速到,b,点时，,T,=,T,2,T,L,，,为了加速起动过程，接触器,K3,闭合，切除起动电阻,R,3,，,特性变为曲线,1,，因机械惯性，转速瞬时不变，工作点水平过渡到,c,点，使该点,T,=,T,1,。,(3),因,T,s1,T,L,，,转速沿曲线,1,继续上升，到,d,点时,K2,闭合，,R2,被切除，电动机运行点从,d,转变到特性曲线,1,上的,e,点,。依次类推，直到切除全部电阻，电动机便沿着固有特性曲线,3,加速，经,h,点，最后稳定运行于,j,点,(,T,=,T,L),。,1.,转子串电阻分级启动,8.4,三相绕线式异步电动机的起动,（,2,）起动电阻的计算,起动电阻的计算有两种方法：作图法和解析法。下面仅对解析法进行分析。为简化计算，机械特性采用实用表达式简化后的近似表达式为,根据转子回路串电阻后的机械特性和近似表达式，在线性段有下列两个结论：,8.4,三相绕线式异步电动机的起动,1),在同一条机械特性上，若,和,为常数时，则,2),转子回路串电阻后，对不同电阻值的机械特性，若,T,m,为常数，当,s,为常数时，有,下面根据以上两个比例关系推导启动电阻的计算方法。,在不同串电阻机械特性上，根据,s=,常数， ，则有, ,令 ，为启动转矩比，则,启动时各级电阻则为,（,8-9,）,当,T=T1,时，如图,8.13,所示，可以得到 ，,在固有机械特性上，根据 ，,则有 ，或 ，把上两,式代入（,8-9,）中的最后一,式，得到 故有,（,8-13,）,（,8-13,）,或者把上两式代入（,8-9,）中的最后一,式，得到,于是得 ，即,（,8-14,）,起动电阻的计算步骤有两种情况：,（,1,）已知起动级数,m,时，计算步骤如下：,1),先按,T,1,0.85T,m,选取,T,1,在,由式 计算,值；,2),校核是否,T,2,=T,1,/a=(1.1-1.2)T,L,不合适则需选取较大的,T,1,，,甚至增加启动级数,m,，,并重新计算,a,，,再校核,T,2,，,直至,T,2,大小合适为止；,3),先计算 ，在计算各级电阻。,（,2,）若起动级数,未知时，则按下方法计算,值。,1),根据,T,1,0.85,T,m,和,T,2,（,1.1,1.2,）,T,L,，计算,a=T,1,/T,2,和,2),并对,取相邻的最大整数；然后再根据取值的,m,修正,，,再校核,T,2,(,或,T,1,),，,直至合适为止；,3),按式上面式子计算各级电阻,。,例：一台三相鼠龙异步电机 ， ， ， ，,，启动时负载转矩 ，求转子串电阻三级启动的启动电阻。,解：额定转差率,转子每相电阻,最大启动转矩,启动转矩比,校核切换转矩,T2,有,各级启动时转子回路总电阻,各级启动时外串启动电阻,8.5,三相异步电动机的各种运行状态,交流电力拖动系统运行时，在拖动各种不同负载的条件下，若改变异步电动机电源电压的大小、相序及频率，或者改变绕线式异步电动机转子回路所串电阻等参数，三相异步电动机就会运行在四个象限的各种不同状态。,若电磁转矩,T,与转速,n,的方向一致时，电动机运行于电动状态,；若,电磁转矩,T,与转速,n,的方向相反时，电动机运行于制动状态。,制动,状态中，根据,T,与,n,的,不同情况，又分为,回馈制动、反接制动、倒拉制动及能耗制动,等。,一,.,电动运行,图,8.15,所示为三相异步电动机机械特性，当电动机工作点在第一象限时，电动机为正向电动运行状态；当电动机工作点在第三象限时，电动机为反向电动运行状态。,电动运行状态时，电磁转矩,为拖动转矩,。,1,）,.,电动运行,8.5,三相异步电动机的各种运行状态,2,）、三相异步电动机的反转,从三相异步电动机的工作原理可知，电动机的旋转方向取决于定子旋转磁场的旋转方向。因此只要改变旋转磁场的旋转方向，就能使三相异步电动机反转。图,8.14,是利用控制开关,SA,来实现电动机正、反转的原理线路图。,当,SA,向上合闸时，,L1,接,U,相，,L2,接,V,相，,L3,接,W,相，电动机正转。,当,SA,向下合闸时，,L2,接,U,相，,L1,接,V,相，,L3,接,W,相，即将电动机任意两相绕组与电源接线互调，则旋转磁场反向，电动机跟着反转。,图,8.14,异步电动机正、反,转原理线路图,8.5,三相异步电动机的制动,电动机除了上述电动状态外，在下述情况运行时，则属于电动机的制动状态。,在负载转矩为位能转矩的机械设备中,(,例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时,),，使设备保持一定的运行速度；在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止的情况下，电动机的运行属于制动状态。,8.5,三相异步电动机的制动,三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动和电气制动。,机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。它的结构有好几种形式，应用,较普遍的是电磁抱闸,，它主要用于起重机械上吊重物时，使重物迅速而又准确地停留在某一位置上。,电气制动是使异步电动机所产生的,电磁转矩和电动机的旋转方向相反,。电气制动通常可分为能耗制动、反接制动和回馈制动,(,再生制动,),等,3,类。,8.5,三相异步电动机的各种运行状态,1,能耗制动基本原理,方法：将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上，如图,8.20,所示，用断开,K1,，,闭合,K2,来实现。,图,8.20,能耗制动原理图,二、能耗制动,8.5,三相异步电动机的各种运行状态,当定子绕组通入直流电源时，在电动机中将产生一个恒定磁场。转子因机械惯性继续旋转时，转子导体切割恒定磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩，根据右手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，为制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降，当,n,=0,时，,T,=0,，,制动过程结束。这种方法是将转子的动能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，所以称能耗制动。,二、能耗制动,三相异步电动机能耗制动过程中，电磁转矩,T,的产生，仅与定子磁通势的大小以及它与转子之间的相对运动有关。至于定子磁通势相对于定子本身是旋转的还是静止的无关。因此，分析能耗制动可以用三相交流电流产生的旋转磁通势 等效代替直流磁通势 。,等效条件如下：,（,1,）保持磁通势幅值不变，即 ；,（,2,）保持磁通势与转子之间相对转速不变，为,0-n=-n.,2,定子等效电流,异步电动机定子通入直流电流 产生磁通势 ，其幅值的大小与定子绕组的接法及通入直流电流的大小有关。合成磁通势 的大小为,把 等效为三相交流电流产生的，每相交流电流的有效值大小为,I,1,则交流磁通势为,等效原则是,图,8.16,定子通入直流时的磁通势,由此得,上式结果说明，对于,8.16,所示的定子星型连接方式， 产生的磁通势可以用定子绕组通入大小为,的三相交流电流产生的磁通势等效。,图,8.17,能耗制动时的等效电路,3,转差率及等效电流,磁通势 与转子相对转速为（,-n),的转速即同步转速为,n,1,=60f,1,/p,，,能耗制动转差率用 表示，则为,转子绕组感应电动势 的等效与频率为,把转子绕组相数、匝数、绕组系数及转子电路的频率都折合到定子边后，三相异步电动机能耗制动的等效电路如图,8.17,所示。,4,能耗制动的机械特性,能耗制动时，忽略电机铁耗。根据等效电路画出电动机定子电流 、励磁电流 及转子电流 之间的相量关系如图,8.18,所示。,图,8.18,能耗制动时的电流关系,忽略电机铁耗，则有,还有,4,能耗制动的机械特性,电磁转矩为,整理得,图,8.19,能耗制动机械特性,图,8.20,能耗制动,1-,固有机械特性,2-,能耗制动机械特性,三相异步电动机拖动反抗性恒转矩负载运行时，采用能耗制动停车，电动机的运行点如图,8.20,所示，从,A-B-O,，,最后准确停在,n=0,处。若拖动位能性恒转矩负载，则需要在制动到,n=0,时,及时切断直流电源，才能保证准确停车。,能耗制动停车过程，电动机运行于第二象限的机械特性上。对于位能性恒转矩负载，电动机减速到,n=0,后，接着便反转，最后稳定运行于第四象限。此时，电磁转矩,0,，而转速,1,的反接制动过程中，若转子回路总电阻折合值为 ，机械功率为 即负载向电动机内输入机,械功率。显然，负载提供机械功率是靠转动部分的动能。从定子到转子的电磁功率为,转子回路铜损耗,因此，转子回路中消耗了从电源输入的电磁功率及由负载送入的机械功率数值很大。为此必须在转子回路串入较大的电阻，以减小电流 ，保护电机过热损坏。,从转子回路串定子反接转动的机械特性看出，为了使整个制动过程中都保持比较大的电磁转矩，可采用转子回路串入大电阻并分级切除的分级制动方式。,图,8.22,三相绕线式异步电动机反接制动的机械特性,1-,固有机械特性,2-,负序电源、转子回路串电阻的人为机械特性,与他励直流电动机制动停车一样，三相异步电机反接制动停车比能耗制动停车速度快，但能量损失较大。一些频繁正、反转的生产机械，经常采用反接制动停车接着反向启动，就是为了迅速改变转向，提高效率。,制动电阻,r,的计算公式为,式中,对应固有机械特性曲线的临界转差率， ；,转子串电阻后机械特性的临界转率，,s,制动瞬间电动机转差率；,过载倍数,，,。,四、倒拉反转运行,方法：,当绕线转子异步电机拖动位能性负载时，在其转子回路串入很大的电阻,。其机械特性如图,8.23,所示。,在其转子回路串入的大电阻超过某一数值时，电机还要反转，运行于第四象限。它的转差率,s1,，,电磁功率,P,M,0,，,机械功率,P,m,0,，,转子回路总铜耗 。但是，倒拉反转运行时负载向电机送入机械功率是靠着负载储存的位能的减少。这种运行状态与直流电机倒拉反转运行的情况一致，也是位能性负载到过来 拉着电机反转。,图,8.22,三相绕线式异步电动机的倒拉反转运行,1-,固有机械特性,2-,转子回路串较大电阻的人为机械特性,当异步电动机提升重物时，其工作点为曲线,1,上的,a,点。如果在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率很大的曲线,2,，因机械惯性，工作点由,a,点移到,b,点，因此时电磁转矩小于负载转矩，转速下降。当电动机减速至,n,=0,时，电磁转矩仍小于负载转矩，在位能负载的作用下，使电动机反转，直至电磁转矩等于负载转矩，电动机才稳定运行于,c,点。因这是由于重物倒拉引起的，所以称为倒拉反接制动,(,或称倒拉反接运行,),，其转差率,与电源反接制动一样，,s,都大于,1,绕线转子,异步电动机倒拉反接制动状态，常用于,起重机低速下放重物。,五,.,回馈制动,方法：,使电动机在外力,(,如起重机下放重物,),作用下，其电动机的转速超过旋转磁场的同步转速,。,起重机下放重物，在下放开始时，,n,n,1,电机处于电动状态。在位能转矩作用下，电机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，,转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。,此时电机将机械能转化为电能馈送电网，所以称回馈制动。,P,m,0,，,表示机械功率输给电机，减去转子铜耗变为电磁功率,P,M,。,P,M,0,表示电机发出功率，减去定子损耗后，回馈给电网。,图,8.24,三相绕线式异步电动机的各种运行状态,图,8.24,三相绕线式异步电动机的各种运行状态,能耗制动,反接制动,回馈制动,电源反接,倒拉反转,方法,断开交流电源的同时在定子两相中通入直流电流,突然改变定子电源相序使定子旋转磁场方向改变,定子按提升方向接通电源，转子串入较大电阻，电机被重物拖拉反转,在某一转矩作用下，使电机转速超过同步转速,能量关系,吸收系统储存的动能并转换成电能，消耗在转子电路电阻上,吸收系统储存的动能，作为轴上输入的机械功率并转换成电能后，连同定子传递给转子的电磁功率一起全部消耗在转子回路电阻上,轴上输入机械功率并转换成电功率，由定子回馈到电网,优点,制动平稳，便于实现准确停车,制动强烈，停车迅速,能使位能负载在,nn1,下稳定下放,能向电网回馈电能，比较经济,缺点,制动较慢，需要一套直流电源,能量损耗大，控制较复杂，不易实现准确停车,能量损耗大,在,nn1,时不能实现回馈制动,应用场合,要求平稳准确停车的场合，限制位能负载的下降速度,要求迅速停车和需要反转的场合,限制位能负载的下放速度，并在,nn1,的情况下采用,三相异步电机各种制动方法的比较,本 章 小 结,1.,衡量异步电动机起动性能，最主要的指标是起动电流和起动转矩。,异步电动机直接起动时，起动电流大，一般为额定电流的,4,7,倍。,因起动时功率因数低，起动电流虽然很大，但起动转矩却不大。,三角形接线的异步电动机，在空载或轻载起动时，可以采取,Y,起动，起动电流和起动转矩都减小,3,倍,。,本 章 小 结,负载比较重的，可采用自耦变压器起动,，自耦变压器有抽头可供选择。,绕线转子异步电动机转子串电阻起动，起动电流比较小，而起动转矩比较大，起动性能好,。若把异步电动机的机械特性线性化，起动电阻的计算方法与并励直流电动机相同。,2.,制动即,电磁转矩方向与转子转向相反,，电磁制动分为能耗制动、反接（电源两相、倒拉）制动、回馈（正向、反向）制动。,