1、機電傳動控制1機電傳動控制2機電傳動控制3機電傳動控制4三相特殊鼠籠式三相特殊鼠籠式異步電動機異步電動機異步異步電動機電動機單相異步電動機單相異步電動機同步同步電動機電動機單相同步電動機單相同步電動機三相同步電動機三相同步電動機三相雙鼠籠式三相雙鼠籠式異步電動機異步電動機三相深槽式三相深槽式異步電動機異步電動機三相高轉差率三相高轉差率鼠籠式鼠籠式異步電動機異步電動機三相異步三相異步電動機電動機機電傳動控制5 在各行各業和日常生活等，都得到了廣泛的應用。在各行各業和日常生活等，都得到了廣泛的應用。 在機電傳動控制系統中使用得最為廣泛。在機電傳動控制系統中使用得最為廣泛。 與鼠籠式相比，其轉子結構

2、稍復雜，價格稍貴，與鼠籠式相比，其轉子結構稍復雜，價格稍貴， 一般用于要求起動電流小、起動轉距大的場合。一般用于要求起動電流小、起動轉距大的場合。 結構簡單，制造、使用和維護方便，結構簡單，制造、使用和維護方便， 運行可靠，成本低，效率高。運行可靠，成本低，效率高。 但是，功率因數低、起動和調速性能差。但是，功率因數低、起動和調速性能差。機電傳動控制6機電傳動控制7鐵心鐵心: :由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。鐵心鐵心: :由導磁性能很好的硅鋼片疊成由導磁性能很好的硅鋼片疊成( (導磁部分導磁部分) )。繞組繞組: :放在定子鐵心內圓槽內放在定子鐵心內圓槽內(

3、(導電部分導電部分) )。機座機座: :固定定子鐵心及端蓋。固定定子鐵心及端蓋。定定子子靜止靜止部分部分轉轉子子旋轉旋轉部分部分三三相相異異步步電電動動機機轉子鐵心的每個槽內轉子鐵心的每個槽內插入一根裸導條，插入一根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。形成一個多相對稱短路繞組。轉子繞組為三相對稱繞組，轉子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉子鐵心槽內。嵌放在轉子鐵心槽內。 繞線式：繞線式：繞組繞組: :轉軸、軸承、風扇轉軸、軸承、風扇 鼠籠式：鼠籠式：機電傳動控制8軸承軸承定子繞組定子繞組轉子轉子定子定子集電環集電環出線盒出線盒轉子繞組轉子繞組端蓋端蓋定子繞組定子繞組機電傳動控制9三相對稱三相對稱交流繞

4、組模型交流繞組模型圓形圓形定子沖片定子沖片定子定子鐵心鐵心機電傳動控制10機電傳動控制11 形式與定子繞組形式與定子繞組 基本相同；基本相同； 3 3個繞組的末端個繞組的末端 連接在一起構成連接在一起構成 星形連接；星形連接； 3 3個始端連接在個始端連接在 3 3個銅滑環上；個銅滑環上； 電刷引出線連接電刷引出線連接 起動調速變阻器。起動調速變阻器。機電傳動控制12 在定子的三相對稱繞組中通入三相對稱交流電流，在定子的三相對稱繞組中通入三相對稱交流電流， 可以產生在空間旋轉的圓形合成磁場。可以產生在空間旋轉的圓形合成磁場。 磁場旋轉方向與電流相序一致。磁場旋轉方向與電流相序一致。 電流相序為

5、電流相序為A-B-C時，磁場順時針方向旋轉；時，磁場順時針方向旋轉； 電流相序為電流相序為A-C-B時，磁場逆時針方向旋轉。時，磁場逆時針方向旋轉。 pfn600 機電傳動控制13AXBYCZBiAiCi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA AXYCBZNS 同步轉速同步轉速 no與磁場磁極對數與磁場磁極對數 p 的關系：（的關系：（ f50Hz時）時） 磁極對數磁極對數 p分別為分別為 1、 2、 3，每個電流周期磁場轉過空間角度每個電流周期磁場轉過空間角度360、180、120， 同步轉速同步轉速no分別為分別為 3000、 1500 、 1000 r/min 如

6、下定子繞組的接法，合成磁場只有一對磁極，即如下定子繞組的接法，合成磁場只有一對磁極，即 p1。機電傳動控制14 磁極對數磁極對數 p 的改變的改變 定子每相繞組由兩個定子每相繞組由兩個 相等圈數的相等圈數的“半繞組半繞組”組成。組成。 若如右圖示若如右圖示將每相兩個將每相兩個 “半繞組半繞組”串聯，形成的磁場則串聯，形成的磁場則 是兩對磁極，即是兩對磁極，即 p2或或2p4。AXXANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZCi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA BiAi 若改變接法若改變接法將每相兩個將每相兩個 “半繞組半繞組”并聯，形成的磁場則并聯，形成的

7、磁場則 是一對磁極，即是一對磁極，即 p1或或2p2。 （詳見變極調速詳見變極調速） 機電傳動控制15 若改變接法若改變接法將每相兩個將每相兩個 “半繞組半繞組”并聯，形成的磁場則并聯，形成的磁場則 是一對磁極，即是一對磁極，即 p1或或2p2。 （詳見變極調速詳見變極調速） YZCBCXYAXBZAAXXANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZCi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA BiAi機電傳動控制16將每相兩個將每相兩個“半繞組半繞組”形成形成的磁場是的磁場是即即 p1或或2p2將每相兩個將每相兩個“半繞組半繞組”形成形成的磁場是的磁場是即即 p2

8、或或2p4AXXANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAXYCBZNSCi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA BiAiCiBiAi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA YZCBCXYAXBZA機電傳動控制17將每相兩個將每相兩個“半繞組半繞組”形成形成的磁場是的磁場是即即 p1或或2p2AXYCBZNSCi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA BiAiCiBiAi 240sin120sinsintIitIitIimCmBmA YZCBCXYAXBZAAXBYCZAXYCBZNS將每相兩個將每相兩個“半繞

9、組半繞組”形成形成的磁場是的磁場是即即 p2或或2p4機電傳動控制18AXYCBZAXYCBZAXYCBZNSAXYCBZNS以以iA0為起動點為起動點NSSN機電傳動控制19以以iAIM為起動點為起動點0120240360機電傳動控制20以以iAIM為起動點為起動點060120180機電傳動控制2101202403600601201800120240360機電傳動控制220120240360 01202403600120240360機電傳動控制23 電流電流 相序相序A-C-B右手定則右手定則右手定則右手定則左手定則左手定則XAZBC Yn逆時針逆時針 方向方向 旋轉旋轉機電傳動控制24機電

10、傳動控制25 電動機在正常運轉時，其轉速電動機在正常運轉時，其轉速n總是稍低于同步轉速總是稍低于同步轉速n0， 故稱為故稱為電動機；電動機； 又因為產生電磁轉矩的電流是電磁感應所產生的，又因為產生電磁轉矩的電流是電磁感應所產生的， 也稱為也稱為電動機。電動機。 是異步電動機一個非常重要的參數，是異步電動機一個非常重要的參數， 它反映了電動機的各種運行情況。它反映了電動機的各種運行情況。00nnnS 機電傳動控制26三相異步三相異步電機電機轉速轉速及及轉差率轉差率與與運行狀態運行狀態的關系的關系00nnnS 機電傳動控制27轉子靜止時的電路轉子靜止時的電路轉子靜止時的轉子靜止時的T形等效電路形等

11、效電路轉子轉動后的電路轉子轉動后的電路( (頻率頻率折算后折算后的電路的電路) )轉子轉動后的電路轉子轉動后的電路( (頻率頻率折算前折算前的電路的電路) )機電傳動控制28轉子靜止時的電路轉子靜止時的電路轉子轉動后的轉子轉動后的T形等效電路形等效電路轉子靜止時的轉子靜止時的T形等效電路形等效電路轉子轉動后的電路轉子轉動后的電路( (頻率頻率折算后折算后的電路的電路) )機電傳動控制29轉子轉動后的轉子轉動后的T形等效電路形等效電路感應電動機的感應電動機的簡化簡化形等效電路形等效電路( (轉子轉動后轉子轉動后) )機電傳動控制30 22022202SXRSEI 2202222cosSXRR 轉

12、子每相電路轉子每相電路 的功率因數為：的功率因數為： 轉子每相繞組轉子每相繞組 的電流為：的電流為： 異步電動機工作時，其定子每相繞組的感應電勢為異步電動機工作時，其定子每相繞組的感應電勢為： E1 = 4.44 f1 N1 而且，定子每相繞組上施加的電壓而且，定子每相繞組上施加的電壓U1E1，可見可見U1。 轉子每相繞組的感應電勢為：轉子每相繞組的感應電勢為： E2 = 4.44 f2 N2 = S E20 （因轉子電勢的頻率因轉子電勢的頻率f2 = S f1 , E20 = 4.44 f1 N2 為轉子不動時轉子每相的電勢為轉子不動時轉子每相的電勢）00nnnS 機電傳動控制31 異步電動

13、機所產生的電磁轉矩為異步電動機所產生的電磁轉矩為 2202222SXRUSRKT 指電動機的電源電指電動機的電源電 壓和頻率一定時，電磁轉矩壓和頻率一定時，電磁轉矩 與轉差率與轉差率( (轉速轉速) )之間的關系。之間的關系。 實際生產中把電磁轉矩與轉速的實際生產中把電磁轉矩與轉速的 關系稱異步電動機的關系稱異步電動機的。00nnnS 機電傳動控制32 轉子電路功率因數轉子電路功率因數)(cos2 fn 2202222SXRUSRKT 00nnnS 異步電動機所產生的電磁轉矩為異步電動機所產生的電磁轉矩為 轉子電流轉子電流 機電傳動控制33電源為電源為負相序時負相序時電源為電源為正相序時正相序

14、時機電傳動控制34可以作出可以作出改變改變U、f 以及以及 在定子、轉子電路串接電阻或電抗在定子、轉子電路串接電阻或電抗的人為機械特性。的人為機械特性。 異步電動機異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 異步電動機異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 異步電動機異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 繞線式異步電動機繞線式異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 2202222SXRUSRKT 根據電磁轉矩關系式根據電磁轉矩關系式機電傳動控制35的人為機械特性的人為機械特性 異步電動機異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 異步電動機異步電動機的人為機械特性的人為機械特性 異步電動機異步電動機

15、的人為機械特性的人為機械特性 繞線式異步電動機繞線式異步電動機的人為機械特性的人為機械特性的人為機械特性的人為機械特性 的人為機械特性的人為機械特性 的人為機械特性的人為機械特性 的人為機械特性的人為機械特性機電傳動控制36機電傳動控制37機電傳動控制38三相異步電動機三相異步電動機穩定運行分析穩定運行分析 1異步電動機的特性異步電動機的特性 2恒轉矩型負載特性恒轉矩型負載特性 3恒功率型負載特性恒功率型負載特性4, 5通風機型負載特性通風機型負載特性機電傳動控制39NNNNNcosIUP3)(VkVUN或額定電壓額定運行狀態時加在額定運行狀態時加在定子繞組上的線電壓定子繞組上的線電壓. .)

16、(kWPN額定功率額定條件下轉軸上額定條件下轉軸上輸出的機械功率輸出的機械功率.)(AIN額定電流在額定運行狀態下流在額定運行狀態下流入定子繞組的線電流入定子繞組的線電流.min)/(rnN額定轉速額定額定運行時電動機的轉速運行時電動機的轉速NNf額定效率額定頻率額定功率因數Ncos機電傳動控制40 定子繞組用絕緣的銅定子繞組用絕緣的銅 （或鋁）導線繞成，（或鋁）導線繞成， 嵌在定子槽內。嵌在定子槽內。 通常把定子三相繞組通常把定子三相繞組 的六根出線頭都引出，的六根出線頭都引出， 根據實際使用的需要，根據實際使用的需要， 可接成可接成Y形或形或形，形， 如圖所示。如圖所示。機電傳動控制41

17、改變磁極對數改變磁極對數 p調速（變極調速）調速（變極調速） 改變轉差率改變轉差率S調速調速 改變頻率改變頻率 f 調速（變頻調速）調速（變頻調速） 反饋制動反饋制動 反接制動反接制動 能耗制動能耗制動 1.1.直接啟動直接啟動 2.2.非直接啟動非直接啟動 鼠籠式電動機降壓啟動法鼠籠式電動機降壓啟動法 線繞式電動機啟動法線繞式電動機啟動法機電傳動控制42 鼠籠式電動機降壓啟動法鼠籠式電動機降壓啟動法 定子串電阻定子串電阻 定子串電抗定子串電抗 Y- -轉換轉換 自耦變壓器轉換自耦變壓器轉換 軟啟動器軟啟動器 線繞式電動機啟動法線繞式電動機啟動法 轉子串電阻轉子串電阻 轉子串頻敏變阻器轉子串頻

18、敏變阻器 降壓啟動降壓啟動 電樞電路串電阻啟動電樞電路串電阻啟動機電傳動控制43機電傳動控制44Y形和形和形接法時形接法時的電壓和電流的電壓和電流( (a) ) Y接法接法( (降壓起動降壓起動) )( (b) ) 接法接法( (全壓運行全壓運行) )機電傳動控制45Y形和形和形接法時形接法時的電壓和電流的電壓和電流( (a) ) Y接法接法( (降壓起動降壓起動) )( (b) ) 接法接法( (全壓運行全壓運行) )機電傳動控制46自耦變壓器自耦變壓器T 的一相繞組的一相繞組接至接至電動機電動機一相繞組一相繞組來自來自一相電源一相電源l起動時接入起動時接入l運行時斷開運行時斷開機電傳動控制

19、47機電傳動控制48機電傳動控制49（三相）頻敏變阻器（三相）頻敏變阻器轉子電路轉子電路機電傳動控制50 根據交流異步電動機轉速的關系式：根據交流異步電動機轉速的關系式： n n0( (1S ) ) 60 f ( (1S ) )/ /p n0n 可知，交流異步電動機的調速方法大致可分為三種：可知，交流異步電動機的調速方法大致可分為三種： 改變磁極的極對數改變磁極的極對數p 改變轉差率改變轉差率S 改變頻率改變頻率f 其中，改變轉差率其中，改變轉差率S的方法，的方法， 又可以通過調定子電壓、轉子電阻、轉子電壓又可以通過調定子電壓、轉子電阻、轉子電壓 以及定轉子供電頻率等方法來實現。以及定轉子供電

20、頻率等方法來實現。 從而派生出很多種調速方法。從而派生出很多種調速方法。 機電傳動控制51v三相異步電動機的調速特性三相異步電動機的調速特性 改變磁極對數改變磁極對數 p 調速（變極調速）調速（變極調速） 改變轉差率改變轉差率 S 調速調速 改變電壓調速改變電壓調速 串級調速串級調速 轉子串電阻調速轉子串電阻調速 電磁轉差離合器電磁轉差離合器 改變頻率改變頻率 f 調速（變頻調速）調速（變頻調速） v直流他勵電動機的調速特性直流他勵電動機的調速特性 改變電樞電壓調速改變電樞電壓調速 改變勵磁磁通調速改變勵磁磁通調速 電樞電路串電阻調速電樞電路串電阻調速機電傳動控制52 改變磁極對數調速（變極調

21、速）改變磁極對數調速（變極調速）將每相兩個將每相兩個“半繞組半繞組”串聯串聯，形成的磁場形成的磁場是是兩對磁極兩對磁極，即即 p2或或2p4。v將每相兩個將每相兩個“半繞組半繞組”并聯并聯，形成的磁場形成的磁場是是一對磁極一對磁極，即即 p1或或2p2。機電傳動控制53雙速電動機的極對數變換雙速電動機的極對數變換（a a）Y/ /YY （b b）/ /YY 改變磁極對數調速（變極調速）改變磁極對數調速（變極調速）Y型接法型接法半繞組串聯半繞組串聯p2，vYY型接法型接法半繞組并聯半繞組并聯p1，型接法型接法半繞組串聯半繞組串聯p2，vYY型接法型接法半繞組并聯半繞組并聯 p1，機電傳動控制54

22、 改變磁極對數調速（變極調速）改變磁極對數調速（變極調速）型接法型接法半繞組串聯半繞組串聯型接法型接法半繞組串聯半繞組串聯YY型接法型接法半繞組并聯半繞組并聯 p1KM1斷斷KM2通通KM3通通KM1通通KM2斷斷KM3斷斷機電傳動控制55Y- -YY變極調速變極調速的機械特性的機械特性- -YY變極調速變極調速的機械特性的機械特性 改變磁極對數調速（變極調速）改變磁極對數調速（變極調速）機電傳動控制56 改變轉差率改變轉差率S調速調速 2202222SXRUSRKT 當異步電動機當異步電動機 定子與轉子的參數恒定時，定子與轉子的參數恒定時， 在一定的轉差率下，在一定的轉差率下， 電動機的電動

23、機的與加在與加在 定子繞組上的定子繞組上的成正比。成正比。 因此，通過改變異步電動機的因此，通過改變異步電動機的 定子電壓，從而改變電動機定子電壓，從而改變電動機 在一定輸出轉矩下的轉速，在一定輸出轉矩下的轉速， 是一種是一種的調速方法。的調速方法。普通普通異步電動機異步電動機的特性的特性高轉差率高轉差率異步電動機異步電動機的特性的特性機電傳動控制57 改變轉差率改變轉差率S調速調速 控制電路簡單、控制電路簡單、 價格低、使用維修方便等，價格低、使用維修方便等， 損耗大、效率低、調速特性軟，損耗大、效率低、調速特性軟， 低速時穩定性差、調速范圍窄。低速時穩定性差、調速范圍窄。 若加入轉速負反饋

24、構成閉環系若加入轉速負反饋構成閉環系 統，就可使低速特性變得較硬、統，就可使低速特性變得較硬、 穩定性變好，調速范圍加寬。穩定性變好，調速范圍加寬。 高轉差率高轉差率異步電動機異步電動機的特性的特性 2202222SXRUSRKT 普通普通異步電動機異步電動機的特性的特性機電傳動控制58 改變轉差率改變轉差率S調速調速高轉差率高轉差率異步電動機異步電動機的特性的特性 2202222SXRUSRKT 采用晶閘管反并采用晶閘管反并聯電路調壓調速聯電路調壓調速（可逆運行）（可逆運行）采用雙向晶閘管采用雙向晶閘管交流調壓器調速交流調壓器調速（單向運行）（單向運行）普通普通異步電動機異步電動機的特性的特

25、性機電傳動控制59 改變轉差率改變轉差率S調速調速機電傳動控制60改變頻率改變頻率f 調速調速 ( (變頻調速變頻調速) )機電傳動控制61 反反饋制動饋制動 正向反饋制動正向反饋制動 反向反饋制動反向反饋制動 反接制動反接制動 電源反接制動電源反接制動 倒拉反接制動倒拉反接制動 能耗制動能耗制動 反抗性恒轉矩負載反抗性恒轉矩負載 位能性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載 反饋制動反饋制動 正向反饋制動正向反饋制動 反向反饋制動反向反饋制動 反接制動反接制動 電源反接制動電源反接制動 倒拉反接制動倒拉反接制動 能耗制動能耗制動 反抗性恒轉矩負載反抗性恒轉矩負載 位能性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載機電傳動

26、控制62正向反饋制動正向反饋制動反向反饋制動反向反饋制動機電傳動控制63正向正向反饋反饋制動制動過程過程正向反饋制動正向反饋制動反向反饋制動反向反饋制動機電傳動控制64FEU1UN正向反饋制動正向反饋制動反向反饋制動反向反饋制動機電傳動控制65電源電源 反接制動反接制動倒拉倒拉 反接制動反接制動正向正向電動運行電動運行反接反接制動制動過程過程倒拉倒拉反接制動反接制動運行運行機電傳動控制66電源反接制動電源反接制動倒拉反接制動倒拉反接制動機電傳動控制67機電傳動控制68反抗性恒轉矩負載反抗性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載 機電傳動控制69反抗性恒轉矩負載反抗性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載 電源反接制動電源反接制動倒拉反接制動倒拉反接制動正向反饋制動正向反饋制動反向反饋制動反向反饋制動機電傳動控制70機電傳動控制71 單相異步電動機是