技能培訓(xùn)專題 感應(yīng)電動機（四）

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

2、合。電抗降壓用于高電壓電動機；電阻降壓用于低壓電動機 27.6.2.3繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機起動方法： 轉(zhuǎn)子串電阻： 既可限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩，減少起動時間。有較好的起動性能，適合于功率較大的重載起動。 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動： 頻敏變阻器的特點是其電阻隨轉(zhuǎn)速上升而自動減小。使電動機能平穩(wěn)起動。 特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，制造容易，運行可靠，維護方便，能自動操作等。能克服串電阻起動中，當(dāng)功率較大，而起動電流較大時，轉(zhuǎn)矩變化較大引起機械沖擊的缺點。 27.7感動電動機的調(diào)速 調(diào)速就是在同一負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，可通過三個途徑進行調(diào)

3、速： 改變電頻率f，（變頻調(diào)速） 改變磁極對數(shù)p，（變極調(diào)速） 改變轉(zhuǎn)差率S 前兩者是鼠籠式電動機的調(diào)速方法，后者是繞線式電動機的調(diào)速方法。 27.7.1變極調(diào)速 異步電動機的轉(zhuǎn)速決定干同步轉(zhuǎn)速，在電頻率不變的情況下，改變定子繞組的極對數(shù)p，同步轉(zhuǎn)速就會攻變。如果極對數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就下降—半，電動機的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地也大約下降一半。顯然，用這種方法來調(diào)速，只能做到一級一級跳躍式地改變轉(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機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的，特點如下： 具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好； 無轉(zhuǎn)差損耗，效率高； 接線簡單、控制方便、價格低； 有

4、級調(diào)速，級差較大，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調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設(shè)備、風(fēng)機、水泵等 27.7.2變頻調(diào)速 當(dāng)電的頻率改變時，同步轉(zhuǎn)速與頻率成正比變化，電動機的轉(zhuǎn)速n也隨之而變。 變頻調(diào)速是改變電動機定子電的頻率，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： 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機； 調(diào)速范圍大，特性硬，

5、精度高； 技術(shù)復(fù)雜，造價高，維護檢修困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。 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)改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動機的轉(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，使一般籠型電動機難以應(yīng)用。為了擴大調(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機，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定運行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場合應(yīng)采用反饋控制以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 27.7.3.2轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)

6、子串入附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。 27.7.3.3轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速 串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢所吸收，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，串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式，多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點為： 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)機械上； 調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行，避免停產(chǎn)； 晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。 本方法適合于風(fēng)機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。 27.8感應(yīng)電動機的發(fā)熱、允許溫升及冷卻方式 27.8.1感應(yīng)電動機的發(fā)熱 電機的各種損耗是電機發(fā)熱的熱。電機內(nèi)部的主要損耗有 1.基本銅損耗 2.基本鐵損耗 電機定、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．機械損耗 機械損耗包括軸承、電刷的摩擦損耗，以及風(fēng)扇消耗的損耗和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時冷卻介質(zhì)摩擦的通風(fēng)

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

9、散的熱量，電機的溫度將升高，直到雙方達到熱平衡為止，此時電機溫度比環(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)稱為電機的溫升。 電機的溫升，不僅取決于損耗的大小，而且與電機的運行情況有關(guān)，即使有同樣的損耗，長時間運行的電機與短時間運行的電機溫升不同，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，電機的工作制可分為連續(xù)、短時、周期和非周期幾種。此外，定額的規(guī)定和電機的結(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)，運行條件如與規(guī)定的不同，則定額應(yīng)進行修正。 27.8.3感應(yīng)電動機的冷卻方式 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 電機的冷卻方式 電機的冷卻方式直接影響到電機的散熱，所以改善電機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)較簡單，故被廣為采用，特別是中、小型電機普遍采用此法。通風(fēng)冷卻又可分為 1、自冷式。電機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流進行冷卻。這種方法僅適用于數(shù)十瓦的微型電機。 2、自扇冷式。內(nèi)部自扇冷式電機在轉(zhuǎn)子軸上安裝有風(fēng)扇設(shè)備，風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，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。另一種

11、外部自扇式電機裝有內(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， 3、它扇冷式。電機用以冷卻空氣的風(fēng)扇不是由電機本身驅(qū)動的，而是由另外動力裝置獨立驅(qū)動。如果冷空氣直接取自外界，在通過電機后復(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)氣流依次通過電機和冷卻器，把電機內(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)電動機的運行與維護 27.9.1感應(yīng)電動機的運行 基本原則不能帶負荷拉開關(guān) 27.9.2感應(yīng)電動機的維護 27.9.2.1常規(guī)維護 27.9.2.2感應(yīng)

12、電動機初發(fā)故障在線檢測 例：有一臺三相異步電動機，55KW，380V，三角形連接，額定電流104A，額定轉(zhuǎn)速980r/min，起動電流倍數(shù)6.5，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)1.8。電網(wǎng)要求所供的起動電流不超過300A，起動時負載轉(zhuǎn)矩不能低于290Nm，試問： （1）能否用星形－三角形起動； （2）用自耦變壓器起動，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 負載要求要求起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 電網(wǎng)要求起動電流倍數(shù) （1）星形－三角形起動電網(wǎng)供給的起動電流 星形－三角形起動時起動轉(zhuǎn)矩 故可采用星形－三角形起動 （2）自耦變壓器初級側(cè)電流，即電網(wǎng)供給的起動電流 73％電壓抽頭：變比為， 64％電壓抽頭：變比為， 55％電壓抽頭：變比為， 自耦變壓器起動時起動轉(zhuǎn)矩 73％電壓抽頭時 64％電壓抽頭時 55％電壓抽頭時 故自耦變壓器起動選擇64％電壓抽頭，方能較好地滿足電網(wǎng)和負載的起動要求 1. 第 9 頁 共 9 頁