技能培訓(xùn)專題 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（四）

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1、技能培訓(xùn)專題 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（四） （2）自耦降壓起動(dòng) 自耦降壓起動(dòng)是利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓降低。起動(dòng)時(shí)，先把開關(guān)Q2扳到“起動(dòng)”位置，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，將Q2扳向“工作”位置，切除自耦變壓器。 采用自耦降壓起動(dòng)，也同時(shí)能使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小。 正常運(yùn)行作星形聯(lián)接或容量較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，常用自耦降壓起動(dòng)。 （3）定子串電阻或電抗降壓起動(dòng): 起動(dòng)電流在電阻或電抗上產(chǎn)生壓降，使電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓降低，從而限制起動(dòng)電流。 特點(diǎn)：起動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，構(gòu)造簡(jiǎn)單。 若用電阻降壓起動(dòng)，還能提高起動(dòng)階段的功率因數(shù)。起動(dòng)過程能量損耗大。但一般只用在輕載起動(dòng)場(chǎng)

2、合。電抗降壓用于高電壓電動(dòng)機(jī)；電阻降壓用于低壓電動(dòng)機(jī) 27.6.2.3繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法： 轉(zhuǎn)子串電阻： 既可限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減少起動(dòng)時(shí)間。有較好的起動(dòng)性能，適合于功率較大的重載起動(dòng)。 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)： 頻敏變阻器的特點(diǎn)是其電阻隨轉(zhuǎn)速上升而自動(dòng)減小。使電動(dòng)機(jī)能平穩(wěn)起動(dòng)。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，制造容易，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，能自動(dòng)操作等。能克服串電阻起動(dòng)中，當(dāng)功率較大，而起動(dòng)電流較大時(shí)，轉(zhuǎn)矩變化較大引起機(jī)械沖擊的缺點(diǎn)。 27.7感動(dòng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 調(diào)速就是在同一負(fù)載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)過程的要求。 調(diào)速的方法 可見，可通過三個(gè)途徑進(jìn)行調(diào)

3、速： 改變電頻率f，（變頻調(diào)速） 改變磁極對(duì)數(shù)p，（變極調(diào)速） 改變轉(zhuǎn)差率S 前兩者是鼠籠式電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，后者是繞線式電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。 27.7.1變極調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定干同步轉(zhuǎn)速，在電頻率不變的情況下，改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p，同步轉(zhuǎn)速就會(huì)攻變。如果極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就下降—半，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地也大約下降一半。顯然，用這種方法來調(diào)速，只能做到一級(jí)一級(jí)跳躍式地改變轉(zhuǎn)速，不是平滑調(diào)速。 這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接法來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下： 具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好； 無轉(zhuǎn)差損耗，效率高； 接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低； 有

4、級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速； 可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。 本方法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等 27.7.2變頻調(diào)速 當(dāng)電的頻率改變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速與頻率成正比變化，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n也隨之而變。 變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。其特點(diǎn)： 效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗； 應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)； 調(diào)速范圍大，特性硬，

5、精度高； 技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。 27.7.3不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法 27.7.3.1改變電電壓調(diào)速 　當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 27.7.3.2轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

6、子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。 27.7.3.3轉(zhuǎn)子串附加電動(dòng)勢(shì)調(diào)速 串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為： 可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較

7、高； 裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70％－90％的生產(chǎn)機(jī)械上； 調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)； 晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。 本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。 27.8感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、允許溫升及冷卻方式 27.8.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱 電機(jī)的各種損耗是電機(jī)發(fā)熱的熱。電機(jī)內(nèi)部的主要損耗有 1.基本銅損耗 2.基本鐵損耗 電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒部和軛部里，通過交變磁通引起的鐵損耗，它包括磁滯損耗與渦流損耗兩部分， 3．機(jī)械損耗 機(jī)械損耗包括軸承、電刷的摩擦損耗，以及風(fēng)扇消耗的損耗和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)冷卻介質(zhì)摩擦的通風(fēng)

8、損耗。機(jī)械損耗與轉(zhuǎn)速有關(guān)。 4．附加損耗 附加損耗又稱雜散損耗，是指由于諧波磁動(dòng)勢(shì)、漏磁通引起的附加鐵損耗和附加銅損耗。 以上損耗一部分與電機(jī)負(fù)載大小無關(guān)（如鐵損耗、機(jī)械損耗和部分附加損耗），故稱不變損耗或空載損耗，另一部分與電機(jī)負(fù)載大小，電流大小有關(guān)（如銅耗和部分附加損耗），故稱可變損耗。因此在定額下運(yùn)行，電機(jī)輸出功率越大，損耗越大，溫升越高，為了保證電機(jī)各部分絕緣材料的溫度不超過極限允許溫度，必須規(guī)定電機(jī)的輸出功率為一合理的數(shù)值，即電機(jī)的額定容量。 27.8.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的允許溫升 在額定情況下運(yùn)行，各種功率損耗也都有一定的數(shù)值。損耗將使電機(jī)發(fā)熱，如在每單位時(shí)間內(nèi)損耗產(chǎn)生的熱量大于發(fā)

9、散的熱量，電機(jī)的溫度將升高，直到雙方達(dá)到熱平衡為止，此時(shí)電機(jī)溫度比環(huán)境溫度或冷卻介質(zhì)溫度高，它們之間相差的溫度度數(shù)稱為電機(jī)的溫升。 電機(jī)的溫升，不僅取決于損耗的大小，而且與電機(jī)的運(yùn)行情況有關(guān)，即使有同樣的損耗，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的電機(jī)與短時(shí)間運(yùn)行的電機(jī)溫升不同，故所定的定額也不同，依據(jù)我國有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，電機(jī)的工作制可分為連續(xù)、短時(shí)、周期和非周期幾種。此外，定額的規(guī)定和電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式（如開啟式還是封閉式等）、冷卻方式、冷卻介質(zhì)等有關(guān)，定額還與周圍環(huán)境（如環(huán)境溫度、海拔等）有關(guān)，運(yùn)行條件如與規(guī)定的不同，則定額應(yīng)進(jìn)行修正。 27.8.3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的冷卻方式 27.8.3.1冷卻介質(zhì) 空氣氫氣其他氣

10、體以及水、油等液體，液體好過氣體 27.8.3.2冷卻方式 電機(jī)的冷卻方式 電機(jī)的冷卻方式直接影響到電機(jī)的散熱，所以改善電機(jī)的冷卻方式可以降低溫升，提高使用壽命。通風(fēng)冷卻又稱表面冷卻是冷卻介質(zhì)通過機(jī)殼、鐵心、繞組的絕緣表面，間接將熱量帶走，這種冷卻方法結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，故被廣為采用，特別是中、小型電機(jī)普遍采用此法。通風(fēng)冷卻又可分為 1、自冷式。電機(jī)沒有任何特殊的冷卻裝置，依靠表面的輻射和空氣的自然對(duì)流進(jìn)行冷卻。這種方法僅適用于數(shù)十瓦的微型電機(jī)。 2、自扇冷式。內(nèi)部自扇冷式電機(jī)在轉(zhuǎn)子軸上安裝有風(fēng)扇設(shè)備，風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使氣流吹拂電樞表面從軸向和徑向的通風(fēng)槽中通過，這種方式適用于開啟式電機(jī)。另一種

11、外部自扇式電機(jī)裝有內(nèi)外兩層風(fēng)扇，除了在轉(zhuǎn)軸上裝有風(fēng)扇外，在軸伸的一端裝有外風(fēng)扇，借助外風(fēng)扇作用將機(jī)殼上的熱量發(fā)散到周圍空氣中去，這種方式適用于封閉式電機(jī)， 3、它扇冷式。電機(jī)用以冷卻空氣的風(fēng)扇不是由電機(jī)本身驅(qū)動(dòng)的，而是由另外動(dòng)力裝置獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。如果冷空氣直接取自外界，在通過電機(jī)后復(fù)行放出，則為開啟式通風(fēng)系統(tǒng)，如以一定量的氣流在封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，使這一循環(huán)氣流依次通過電機(jī)和冷卻器，把電機(jī)內(nèi)部發(fā)出的熱量傳至冷卻器而被帶走，則為封閉式系統(tǒng) 27.9感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與維護(hù) 27.9.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 基本原則不能帶負(fù)荷拉開關(guān) 27.9.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的維護(hù) 27.9.2.1常規(guī)維護(hù) 27.9.2.2感應(yīng)

12、電動(dòng)機(jī)初發(fā)故障在線檢測(cè) 例：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，55KW，380V，三角形連接，額定電流104A，額定轉(zhuǎn)速980r/min，起動(dòng)電流倍數(shù)6.5，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)1.8。電網(wǎng)要求所供的起動(dòng)電流不超過300A，起動(dòng)時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能低于290Nm，試問： （1）能否用星形－三角形起動(dòng)； （2）用自耦變壓器起動(dòng)，該變壓器副方電壓抽頭為73％，64％和55％等三組，應(yīng)選那種抽頭。 解：額定轉(zhuǎn)矩為 負(fù)載要求要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 電網(wǎng)要求起動(dòng)電流倍數(shù) （1）星形－三角形起動(dòng)電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流 星形－三角形起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 故可采用星形－三角形起動(dòng) （2）自耦變壓器初級(jí)側(cè)電流，即電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流 73％電壓抽頭：變比為， 64％電壓抽頭：變比為， 55％電壓抽頭：變比為， 自耦變壓器起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 73％電壓抽頭時(shí) 64％電壓抽頭時(shí) 55％電壓抽頭時(shí) 故自耦變壓器起動(dòng)選擇64％電壓抽頭，方能較好地滿足電網(wǎng)和負(fù)載的起動(dòng)要求 1. 第 9 頁 共 9 頁