学习笔记 第四周 第一篇

1. 三相异步电动机的基本结构

　　主要由定子和转子两部分组成，具体介绍和布置可见书P50三相异步电动机结构图。

2. 三相异步电动机的旋转磁场

　　三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁芯上，称为三相绕组，分别用AX,BY,CZ表示，使用时，三相绕组接入三相交流电源，即分别向三相绕组通入幅值、频率相同，相位差为120度的三个正弦交变电流，按右手螺旋法则对三相电流产生的磁场进行判断后合成，可知产生的合成磁场方向在空间不断旋转。

3. 旋转磁场的旋转方向

　　旋转磁场的选装方向与三相电流的相序一致。即当通入三相绕组的电流的相位顺序为A→B→C时，旋转磁场的旋转方向也为A→B→C。

　　若要使旋转磁场的旋转方向反向，只要把定子绕组接在电源的三根导线中的任意两根对调即可。例如，将B和C的导线交换，则旋转磁场的旋转方向变为A→C→B。

4. 旋转磁场的转速

　　当旋转磁场的磁极对数增加时，旋转磁场的转速会减小，推导可知：

　　n₀=60f/p            其中，n₀为同步转速，f为电流频率，p为磁极对数。

5. 三相异步电动机的机械特性

　　图像上的特殊点

　　1. T=0，n=n₀ (S=0) 为电动机的理想空载作用点，此时电动机的转速为理想空载转速n₀ 。

　　2. T=T_N，n=n_N (S=S_N) 为电动机的额定工作点。

　　3. T=T_st，n=0 (S=1) 为电动机的启动工作点。

　　4. T=T_max，n=n_m (S=S_m) 为电动机的临界工作点。

　　人为机械特性

　　1. 降低电动机电源电压

　　当电压U降低时，n₀ 和S_m不变，T_max减小（T_max与U²成正比），机械特性曲线左移。

　　2. 定子电路串接电阻或电抗

　　n₀ 和S_m不变，T_max减小，机械特性曲线左移，但T_max比降低电动机电源电压时大。

　　3. 降低定子电源频率

　　一般变频调速采用恒转矩调速，即希望最大转矩T_max保持为恒定值，为此在改变频率f的同时，电源电压U也发生相应的变化，随着f的降低，n₀减小，S_m增大，T_st增大，T_max基本不变。

　　一般而言，调频的人为机械特性最好，因为其转速n的可调范围大，特性硬度不变，n=0时T_st变大，加速度大，利于使转速迅速上升。

　　4. 转子电路串接电阻

　　在转子电路中串接电阻R_2r，n₀和T_max不变，S_m增大，此时人为机械特性将变软。

6. 三相异步电动机的启动特性

　　主要技术指标：

　　1. 有足够大的启动转矩。

　　2. 在满足要求1的前提下，启动电流越小越好。

　　笼型异步电动机的启动方法

　　1. 直接启动：需满足确定的条件，有独立变压器供电时，若电动机启动频繁，则电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动，若电动机不经常启动，则电动机功率小于变压器容量的30%时允许直接启动。在没有独立变压器供电的情况下，电动机启动频繁，则需按公式计算，公式见书P67。

　　2. 电阻（电抗）降压启动

　　在启动时串入电阻（电抗），减小启动电流，待转速上升一定程度后，去除串入的电阻（电抗）。

　　缺点：1. 启动转矩大幅度降低，只适合轻载和空载的场合。

  　　　　 2. 启动过程中，电阻上消耗能量大，造成浪费。

　　3. Y-△降压启动

　　利用开关的断开与闭合，在启动时，将定子绕组接成星形，此时启动电流只有接成三角形连接的1/3。当转速上升到一定程度后再将定子绕组接成三角形，进入正常工作。

　　缺点：将定子绕组接成星形，此时启动转矩也只有接成三角形连接的1/3，只适合轻载和空载的场合。

　　4. 自耦变压器降压启动

　　从电网吸收的电流为直接启动时电流的K²倍，其中K为自耦变压器的副边线圈与原边线圈的匝数比。

　　5. 软启动器

　　现代带电流闭环的电子控制软启动器可以限制启动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来，启动时间也短于一级降压启动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变其输出电压来保证恒流启动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，避免晶闸管不必要地长期工作。