三相异步电动机的运行方式优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：起动方法对中、小容量的三相异步电动机常用的起动方法有直接起动和减压起动两种。待电动机的转速升高后，再使电动机的电压恢复额定值，并以额定转矩运转。当电动机脱离三相电源后，立即加入相序改变了的三相电源，使定子绕组产生与前相反方向的旋转磁场。通常，可用速度继电器及时切断三相电源。

1.起动

（1）起动性能异步电动机起动时主要缺点是起动的电流较大。过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大的电压损失，而使电源电网的电压下降。这不仅会使电动机本身起动转矩减小（电动机的转矩与电源电压的平方成正比），造成起动困难，并影响接在同一供电线路上其他用电设备的正常工作。例如，造成电灯突然变暗，日光灯闪灭等。尤其是大容量电动机，由于它的起动电流较大，起动时间较长，对其他用电设备正常工作的影响就更大。因此，对大容量的电动机必须采取相应的措施，以限制起动电流。

（2）起动方法对中、小容量的三相异步电动机常用的起动方法有直接起动和减压起动两种。直接起动的优点是设备简单，价格便宜，操作方便，缺点是起动电流大。一般来说，容量在10kW以下的异步电动机都可以直接起动。减压起动的方法较多，常用有星-三角起动法、自耦变压器起动法和串联电抗（或电阻）减压起动法等。这几种方法的共同特点是利用起动设备，将电压适当降低，然后加到电动机的定子绕组上起动，以限制起动电流。待电动机的转速升高后，再使电动机的电压恢复额定值，并以额定转矩运转。减压起动虽然可以减小起动电流，但是却增加了起动设备，并使起动电压降低，造成电动机的起动转矩相应地减小。因此，减压起动适用于起动负载较轻、而容量较大的电动机。

2.调速

由电动机原理可知，三相异步电动机的转速n与电网电压的频率f，定子的磁极对数p及转差率s的关系为

n=（1-s）60f/p式中转差率s是电动机转子的转速n与旋转磁场转速n₁相差的程度，即

s=[（n₁-n）/n₁]×100%

根据以上关系式可知，异步电动机可采用改变定子的磁极对数p；在转子电路中串入电阻（即改变转差率s）；改变电源频率f（即变频调速）等三种调速方法。

3.制动

电动机在断开联接的电源后能迅速停止转动的措施称制动。制动一般是为了安全或满足停机位置准确。制动分为机械制动与电力制动两种。机械制动一般采用电磁抱闸，这种方法常用于起重设备，它不但可以准确定位，而且在电动机突然断电时，可以避免发生重物自行坠落的事故。而机床电气控制中常采用电力制动，常用的电力制动有能耗制动和反接制动两种。

（1）能耗制动当电动机脱离三相交流电源后的瞬间，如果即刻向定子绕组通入直流电流，可以使电动机迅速制动。通入的直流电流越大，则制动越迅速。这是因为在切断定子的交流电源后再通入直流电时，在空间将产生一个静止磁场。而电动机的转子由于惯性仍按原来的方向旋转，根据电磁感应原理可知，在转子电路中将产生感应电流，而感应电流通过导体在磁场中又将受到力的作用。该电磁力对转轴所产生的转矩与惯性旋转恰好方向相反，故对转子起制动作用。制动转矩的大小与所通入的直流电流大小及电动机转速有关。电流越大，直流磁场越强，产生的制动转矩就越大。在制动过程中，由于转子的动能转换成电能，而后又变成热能消耗在转子电路中，所以称能耗制动，其原理如图5-10所示。

（2）反接制动反接制动是采用改变输入电动机定子绕组的电源相序，而使电动机迅速停转的一种制动方法，其制动原理如图5-11所示。当电动机脱离三相电源后，立即加入相序改变了的三相电源，使定子绕组产生与前相反方向的旋转磁场。因此在转子上产生的电磁转矩方向与电动机原旋转方向相反。依靠这个转矩，使电动机迅速制动。必须注意的是：一旦电动机制动转速降至为零，应立即切除定子电源，否则将引起电动机的反转。通常，可用速度继电器及时切断三相电源。

图5-10 能耗制动原理图

图5-11 反接制动原理图

三相异步电动机的运行方式优化

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