《機電傳動控制》課件.ppt

機電傳動控制Mechanical&electricalTransmissionControl,華中科技大學機械學院朱國力Tel:87543871Email:glzhu,內(nèi)容,內(nèi)容,內(nèi)容：,集成了原來的電子學、電工學課程里的強電內(nèi)容機電傳動：機電傳動的動力學基礎電動機的工作原理及特性電動機的調(diào)速及實現(xiàn)步進電機及其控制控制繼電器、接觸器控制PLC控制,內(nèi)容,電動機的工作原理與特性直流電機的原理與特性交流電機的原理與特性步進電機的原理與特性電動機的速度調(diào)節(jié)電力電子學基礎直流電機調(diào)速原理與實現(xiàn)交流電機的調(diào)速原理與實現(xiàn)步進電機控制,內(nèi)容,繼電器、接觸器控制常用的控制電器與執(zhí)行器件：繼電器、接觸器、檢測器件、保護器件等基本控制電路常用的控制電路基本設計方法,內(nèi)容,PLC控制PLC原理、組成PLC的內(nèi)部等效電路（繼電器）PLC的指令系統(tǒng)PLC的應用與設計方法以三菱公司的F系列PLC為基礎,第一章概述,機電傳動的定義是什么？機電傳動的作用是什么？機電傳動的發(fā)展過程及趨勢是什么？什么是成組拖動、單電機拖動、多電機拖動？優(yōu)缺點是什么？機電傳動控制系統(tǒng)的發(fā)展過程與趨勢是什么？,機電傳動定義和目的：,定義：以電動機為原動機（動力源）驅動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)的總稱目的：將電能轉換為機械能，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止及速度調(diào)節(jié)，滿足各種生產(chǎn)工藝過程的要求，保證生產(chǎn)過程的正常進行,機電傳動與控制的重要性,機電傳動控制技術涉及到社會生活的各個方面(工業(yè)、交通、信息、日常生活、軍事等）機電傳動控制技術是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎（各種制造裝備都是以機電傳動控制為基礎）機電傳動與控制技術的發(fā)展有力地推動社會的進步（提高產(chǎn)品質量、制造能力）信息社會更離不開機電傳動與控制技術（信息設備產(chǎn)品、信息的應用等）,機電傳動與控制技術的發(fā)展,傳動技術的發(fā)展（簡化機械結構、直接驅動）電動機的發(fā)展（交流、直線、高性能、大、小等）調(diào)速技術的發(fā)展（交流、大范圍、高精度）控制理論與技術的發(fā)展（現(xiàn)代控制理論、非線性控制、模糊智能控制、神經(jīng)網(wǎng)絡）制造自動化技術的發(fā)展（分布式控制、現(xiàn)場總線、FMS/CIMS）,傳動技術的發(fā)展,動力源：蒸汽機，內(nèi)燃機，電動機機電傳動方式：成組拖動：一臺電機拖動多臺設備，老方式，傳動機構復雜，效率低。單電機拖動：一臺電機拖動一臺設備，比成組方式進步。多電機拖動：多臺電機拖動一臺設備，現(xiàn)代的傳動方法。,電動機的分類,直流電機：采用直流電源，調(diào)速特性好，但換相電刷影響其容量、使用范圍和壽命。交流電機：采用交流電源，克服了直流電機的缺點，現(xiàn)代交流調(diào)速技術的發(fā)展使其成為主流。步進電機：運動距離和輸入脈沖成正比，控制方便，但功率和精度較差。,電動機的分類,旋轉電機：實現(xiàn)直線運動需要專門的機械傳動裝置，在高速、高精度應用中有一定缺陷（高速高精度、直接驅動）。直線電機：電機的重要方向，可以實現(xiàn)高速、高精度加工，機械傳動機構簡單。（兩個發(fā)展方向：一種是大推力，另外是高相應。）,直流、無刷直流、交流電機比較,幾種電機的工作范圍,調(diào)速技術的發(fā)展,直流調(diào)速：有級調(diào)速（串電阻，繼電器、接觸器控制），無級調(diào)速（調(diào)壓調(diào)速、調(diào)磁調(diào)速，發(fā)電機-電動機方式，晶閘管方式，PWM方式）交流調(diào)速：有級調(diào)速（調(diào)壓，變極），無級調(diào)速（變頻調(diào)速）,繼電器接觸器控制：20世紀初，借助于簡單的接觸器與繼電器實現(xiàn)對控制對象的啟動、停車以及有級調(diào)速等控制?？刂扑俣嚷?，控制精度差。電機放大機控制(電動機發(fā)電機)：30年代，控制系統(tǒng)從斷續(xù)控制發(fā)展到連續(xù)控制，連續(xù)控制系統(tǒng)可隨時檢查控制對象的工作狀態(tài)，并根據(jù)輸出量與給定量的偏差對控制對象進行自動調(diào)整。快速性及控制精度都大大超過了最初的斷續(xù)控制，并簡化了控制系統(tǒng)，減少了電路中的觸點，提高了可靠性，也提高生產(chǎn)效率；晶閘管、晶體管控制：40年代50年代，晶閘管控制就取代了水銀整流器控制，后又出現(xiàn)了功率晶體管控制，由于晶體管、晶閘管具有效率高、控制特性好、反應快、壽命長、可靠性高、維護容易、體積小、重要輕等優(yōu)點，它的出現(xiàn)為機電傳動自動控制系統(tǒng)開辟了新紀元。計算機數(shù)字控制（digitalcontrol）：70年代初，隨著數(shù)控技術的發(fā)展，計算機的應用特別是微型計算機的出現(xiàn)和應用，又使控制系統(tǒng)發(fā)展到一個新階段采樣控制。CNC（ComputerNumericalControl）/FMS/CIMS：現(xiàn)代控制,控制系統(tǒng)的發(fā)展及比較,控制理論與技術的發(fā)展,開環(huán)控制（步進電機、變頻調(diào)速等）閉環(huán)控制：經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論、自適應控制、模糊控制、智能控制計算機控制技術和現(xiàn)場總線技術,CQM1I/OLink單元,8-/16-點遠程I/O終端,16-點遠程,8-點傳感器終端,2-/4-點模擬量終端,C200HW-DRM21-V1主單元,CVM1-DRM21-V1主單元,3G8B3-DRM21-EVME工控機主站板,3G8E2-DRM21-E配置器(PCMCIA),3G8F5-DRM21-E配置器(ISABoard),產(chǎn)品線,PID、溫度、高速計數(shù)終端,T型分支,終端電阻,產(chǎn)品線,主干線,分支線,多層現(xiàn)場總線結構,現(xiàn)場總線在工廠自動化中的應用,現(xiàn)場總線設備作為從站,所有的元件都支持現(xiàn)場總線,混和式,考慮擴展的方案,必備的基礎知識,高等數(shù)學物理電路與磁路模擬電子技術數(shù)字電路微型計算機及接口技術控制工程,教學安排與考試,課內(nèi)講課和習題課時間56學時教材內(nèi)容講授課堂作業(yè)（4-5次）實驗8學時，復習、練習、寫實驗報告等課外時間140學時成績以期末考試、作業(yè)和課堂作業(yè)三方面為主,第二章：機電傳動的動力學基礎,學習要點：機電傳動系統(tǒng)的運動方程式；多軸傳動系統(tǒng)中轉矩折算的基本原則和方法；了解幾種典型生產(chǎn)機械的負載特性；了解機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件以及學會分析實際系統(tǒng)的穩(wěn)定性；,一、單軸拖動系統(tǒng)的組成,二、運動方程式,運動方程式,轉矩平衡方程式,電動機的輸出轉矩（N.m）,負載轉矩（N.m）,轉動慣量（kg.m2）,動態(tài)轉矩（N.m）,角速度（rad/s）,速度（r/min）,三、傳動系統(tǒng)的狀態(tài),四、的參考方向,運動方程式是根據(jù)前圖中關于轉矩正方向的約定：由于傳動系統(tǒng)有各種運動狀態(tài)，相應地運動方程式中轉速和轉矩就有不同的符號。因為電動機和生產(chǎn)機械以共同的轉速旋轉，所以，一般以（或n）的轉動方向為參考來確定轉矩的正負。當TM的實際作用方向與n的方向相同時，TM取與n相同的符號，否則取與n相反的符號；當TL的實際作用方向與n的方向相反時，TL取與n相同的符號，否則取與n相反的符號。,根據(jù)上述約定就可以從轉矩與轉速的符號上判定TM與TL的性質：若TM與n的符號相同（同為正或同為負），則表示TM的作用方向相同，為拖動轉矩；若TM與n的符號相反，則表示TM的作用方向相反，為制動轉矩。若TL與n的符號相同（同為正或同為負），則表示TL的作用方向相同，為制動轉矩；若TL與n的符號相反，則表示TL的作用方向相同，為拖動轉矩。,四、的參考方向（續(xù)）,舉例,舉例,當重物上升時，TM的作用方向與n的方向相同，故TM的符號與n的符號相同，同為正；而TL的作用方向與n的方向相反，故TL的符號與n的符號相反，同為正。TM、TL、n的方向如圖（a）所示,舉例,當重物下降時，TM的作用方向與n的方向相反，故TM的符號與n的符號相反，n為負，TM為正；而TL的作用方向與n的方向相同，故TL的符號與n的符號相反，為正。TM、TL、n的方向如圖（b）所示.,五、多軸拖動系統(tǒng)的組成,為了對多軸拖動系統(tǒng)進行運行狀態(tài)的分析，一般是將多軸拖動系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)。折算的原則是：靜態(tài)時，折算前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。,六、負載轉矩的折算,折算到電機側等效轉矩,負載側功率,電機輸出功率,傳動效率,傳動機構的總傳動比,七、轉動慣量的折算旋轉運動,簡化算法,八、轉動慣量的折算直線運動,九、生產(chǎn)機械的機械特性,負載轉矩和轉速之間的函數(shù)關系，稱為生產(chǎn)機械的機械特性。不同類型的生產(chǎn)機械在運動中受阻力的性質不同，其機械特性曲線的形狀也有所不同。,十、恒轉矩型機械特性,反抗轉矩：又稱摩擦性轉矩，因摩擦、非彈性體的壓縮、拉伸與扭轉等作用而產(chǎn)生的負載轉矩。機械加工過程中切削力產(chǎn)生的負載轉矩就是反抗轉矩。其特點如下：轉矩大小恒定不變；作用方向始終與速度n的方向相反，當n的方向發(fā)生變化時，它的作用方向也隨之發(fā)生變化，恒與運動方向相反，即總是阻礙運動的。,按2.1節(jié)中關于轉矩正方向的約定可知，反抗轉矩恒與轉速n取相同的符號，即n為正方向時TL為正，特性在第一象限；n為負方向時TL為負，特性在第三象限，,位能轉矩：由物體的的重力和彈性體的壓縮、拉伸與扭轉等作用而產(chǎn)生的負載轉矩，其特點為：轉矩大小恒定不變；作用方向不變，與運動方向無關，即在某一方向阻礙運動，而在另一方向促進運動。,不難理解，在運動方程式中，反抗轉矩TL的符號正的；位能轉矩TL的符號則有時為正，有時為負。（好理解嗎？）,十一、離心式通風型機械特性,虛線表示在有摩擦負載的實際情況,十二、直線型機特性械,實驗室中模擬負載用的他勵電動機，當勵磁電流和電樞電阻固定不變時，其電磁轉矩與轉速成正比，即呈現(xiàn)直線型機械特性。,十三、恒功率型機械特性,如在車床加工過程中，粗加工時，切削量大，負載阻力大，開低速；精加工時，切削量小，負載阻力小，開高速。但在不同轉速下，切削功率基本不變。即呈現(xiàn)恒功率型機械特性。,十四、幾種負載比較,十五、機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的含義,系統(tǒng)應能一定速度勻速運行；系統(tǒng)受某種外部干擾（如電壓波動、負載轉矩波動等）使運行速度發(fā)生變化時，應保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復到原來的運行速度。,機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件,電動機的輸出轉矩TM和負載轉矩TL大小相等，方向相反，相互平衡是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要條件(特性曲線有交點)。系統(tǒng)受到干擾后，要具有恢復到原平衡狀態(tài)的能力，即：當干擾使速度上升時，有TMTL。這是穩(wěn)定運行的充分條件。,舉例1,舉例2,負載特性曲線各電機特性曲線有交點（平衡點）當有擾動使得負載轉矩增大時，此時轉速下降，電動機輸出轉矩降低，但負載轉矩下降的速度比電動機輸出轉矩快，所以總的動態(tài)轉矩還是隨轉速下降增大，使得系統(tǒng)返回平衡點，所以此點是穩(wěn)定的，為穩(wěn)定平衡點。,簡單穩(wěn)定性判斷方法,不穩(wěn)定平衡點,穩(wěn)定平衡點,例題,例題解析例題1例題2例題3,第三章直流電機的工作原理及特性,工作原理組成結構機械特性啟動特性調(diào)速特性制動特性,電動機為什么運動？發(fā)電機為什么能發(fā)電？,電動機和發(fā)電機完成基本功能需要的部件？,電機轉速與轉矩之間的關系,改變電機參數(shù)對機械特性的影響,改變電機參數(shù)使電機快速停止,改變電機參數(shù)使電機平滑啟動,直流電機的基本原理,直流電機的基本原理,T=KmIeE=Ken為勵磁磁通E為電動勢Ke、Km為常數(shù)Km9.55Ke,直流電機的工作原理,直流發(fā)電機工作原理,T=KmIeE=Ken為勵磁磁通E為電動勢Ke、Km為常數(shù)Km9.55Ke,電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)的不同,能量轉換方式電磁轉矩作用電動勢的作用E與I的方向不同,電動機將電能轉換成機械能發(fā)電機將機械能轉換成電能,電動機的電磁轉矩促使電機轉動發(fā)電機電磁轉矩阻礙電機轉動,電動機的電動勢減少電流發(fā)電機電動勢增加電流,電動機的E與I方向相反發(fā)電機E與I方向相同,直流電機的組成,軸承末端,機座,主磁極,勵磁繞組,風扇,換相器,電樞繞組,電樞鐵芯,直流電機的組成,1、電樞：線圈繞組2、主磁極：產(chǎn)生磁場，鐵芯和勵磁線圈，也可是永久磁鐵包括3、勵磁繞組：通以勵磁電流,直流電機的結構與勵磁方式,他勵,并勵,串勵,復勵串勵+并勵,等效電路圖,它勵,并勵,串勵,復勵,他勵發(fā)電機的特性,U=E-IaRaIa=（E-U）/RaIa=II=U/R當空載時，I=0：U=U0=E=KenE和成正比，但和If不是成正比，而是磁化曲線?？蛰d特性：空載時，輸出電壓與勵磁電流的關系,外特性：額定轉速和一定勵磁下，輸出電壓和輸出電流之間的關系(由于電樞反應不是直線),分析電機特性的三個平衡,轉矩平衡功率平衡電壓平衡,并勵發(fā)電機的機械特性,U=E-IaRaIa=（E-U）/RaI=U/RIf=U/RfIa=I+IfRfR，Ia=I,正常工作條件：1、剩磁2、勵磁電流產(chǎn)生的磁場與剩磁方向相同3、E=IfRf和E=f（If）有交點,他勵電動機的機械特性,機械特性硬度,為了衡量電動機轉速隨負載變化的情況，即機械特性的平直度引入機械特性硬度：,一、固有機械特性,固有機械特性：自然特性，指額定條件下（額定電壓和額定磁通）下和電樞電路內(nèi)不外接任何電阻時的的機械特性，可以由銘牌數(shù)據(jù)求出。額定功率PN，額定電壓UN，額定電流IN，額定轉速nN，等。由上述數(shù)據(jù)可以求出Ra，Ke，n0，TN,例題,例題1,二、人為機械特性,定義：指電樞電壓、磁通不為額定值，或電樞電路中接有外加電阻時的機械特性。為什么需要人為機械特性？,1、電樞回路串電阻時的人為機械特性,（1）二者的理想空載轉速是相同的；（2）轉速降卻變大了，即特性變軟。,二、人為機械特性改變電樞電壓,在額定勵磁和線圈不串電阻的情況下其機械特性方程為：,從上式可以看出，改變電樞電壓U時，其曲線為一組平行線。,由于電機的絕緣強度等因素，只能在額定電壓以下改變其特性。,二、人為機械特性改變勵磁磁通,在額定電壓和線圈不串電阻的情況下其機械特性方程為：,1、電流太大2、轉速太高。,串勵電動機的機械特性,由于串勵電動機的勵磁電流和電樞電流相等，因此其磁通和電機的輸出轉矩有關，其特性和他勵有很大不同，由于磁路的飽和性，可以將其特性分兩段：,空載轉速高，不能空載運行,啟動電流大,特性軟,直流他勵電動機的啟動特性,為什么要討論啟動問題：啟動電流太大（換向器、電樞線圈、供電電源）啟動轉矩太大(對電動機機械部分影響)因此限制啟動電流為額定電流的1、5-2倍,啟動方法：怎樣限制啟動電流1、降壓啟動2、電樞串電阻,Ist=UN/Ra,他勵電動機的串電阻啟動,他勵電動機的串電阻啟動,T1=（1、62）TNT2=（1、21、2）TN,例題,例題,直流他勵電動機的調(diào)速特性,調(diào)速：在一定的負載條件下，人為改變電動機的電路參數(shù)以改變電動機的穩(wěn)定轉速。,速度變化：由于電動機負載轉矩發(fā)生變化引起的電機轉速的變化。,1、他勵電動機的電樞回路串電阻調(diào)速,由于慣性作用，速度不能突變調(diào)速是改變其機械特性,特性變軟能量消耗在電阻上調(diào)速范圍小實現(xiàn)無級調(diào)速難,啟動電阻不能作為調(diào)速電阻？,2、他勵電動機的調(diào)壓調(diào)速,分析：由于慣性作用，速度不能突變反電勢不突變電樞電流變化，轉矩變化電機加/減速,優(yōu)點：硬度不變易實現(xiàn)無級調(diào)速可以利用調(diào)速設備實現(xiàn)降壓啟動適合恒轉矩負載調(diào)速,實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速的方法？,3、改變磁通調(diào)速,1）可以平滑無級調(diào)速，只能弱磁調(diào)速，在額定轉速以上調(diào)節(jié)；2）調(diào)速特性較軟，且受電動機換向條件等的限制，普通他勵電動機的最高轉速不得超過額定轉速的1.2倍，調(diào)速范圍不大；3）調(diào)速時維持電樞電壓和電樞電流不變時，電動機的輸出功率不變，恒功率調(diào)速。,基于弱磁調(diào)速范圍不大，它往往是和調(diào)壓調(diào)速配合使用，即在額定轉速以下，用降壓調(diào)速，而在額定轉速以上，則用弱磁調(diào)速。,例題,例題1,幾個基本的概念,1制動與啟動啟動：施電于電動機使電動機速度從靜止加速到某一穩(wěn)定轉速的一種運動狀態(tài)；制動：使電動機速度從某一穩(wěn)定轉速開始減速到停止或是限制位能負載下降速度的一種運行狀態(tài)。制動與自然停車的區(qū)別？,幾個基本的概念,2制動與自然停車電動機有兩種停止運轉方式：1）自然停車：電動機脫離電網(wǎng)，靠很小的摩擦阻轉矩消耗機械能使轉速慢慢下降直到轉速為零而停車。這種停車過程需時較長，不能滿足生產(chǎn)機械快速、準確停車的要求；2）制動：外加阻力轉矩，使電動機迅速停車。為了提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質量，需要加快停車過程，實現(xiàn)準確停車等，要求電動機運行在制動狀態(tài)，常簡稱為電動機的制動。,幾個基本的概念,3電動機的兩種工作狀態(tài)1)電動狀態(tài)：電動機輸出轉矩的作用方向與轉速的方向相同。此時電動機輸出轉矩為拖動轉矩，負載為阻轉矩，電動機的作用是將電能轉換機械能。故稱電動機的這種狀態(tài)為電動狀態(tài)。2）制動狀態(tài)：電動機輸出轉矩的作用方向與轉速的方向相反。此時，電動機的輸出轉矩為阻轉矩，負載為拖動轉矩，電動機的作用是吸收或消耗負載的機械能。故稱電動機的這種工作狀態(tài)為制動狀態(tài)。,他勵電動機的制動,制動：為了快速、準確停車或限制重物下放速度，電動機提供與電動機旋轉方向相反的轉矩以快速停車，限制重物下放速度速度是否變化是其根本區(qū)別！,三種方式：反饋制動反接制動能耗制動,三種制動方式,他勵電動機的反饋制動,電動機正常接法時，在外部條件作用下如果運行速度高于其理想空載轉速，此時電動機工作于反饋制動狀態(tài)。外力推動電機加速運轉，使得穩(wěn)定轉速高于理想空載轉速，此時電動機產(chǎn)生的反電勢高于電樞電壓，電流方向和正常狀態(tài)相反，如電車下坡。電動機電樞電壓突然降低，低于此時電動機產(chǎn)生的反電勢，也會使得電樞電流方向相反。,降壓反饋制動,電動機電樞電壓突然降低，低于此時電動機產(chǎn)生的反電勢，也會使得電樞電流方向相反。,勻速下放重物反饋制動,卷揚機下放重物時，和電車下坡相似。,串接電阻是為了限制重物下降速度,他勵電動機的反接制動,在外部條件作用下，反電勢E和電樞電壓U有一個改變方向，使得U和E的方向相同，電動機運行于反接制動狀態(tài)。將改變電樞電壓產(chǎn)生的反接制動稱為電源反接制動，用于快速停車。將改變反電勢產(chǎn)生的反接制動稱為倒拉反接制動，用于重物下放。,他勵電動機的電源反接制動,特點：制動轉矩大不能自動停車，易反轉制動電流大,他勵電動機的倒拉反接制動,1）a點為提重物上升2）為了放下重物，在電樞回路串入電阻，此時特性曲線為23）此時速度不能突變，反電勢也不能突變，T變小，電機減速4）電機減速到d點，速度為0，如果此時切斷電源，電機停止，否則電機反轉，重物下降知道穩(wěn)定點b。缺點：特性軟，速度與TL和電阻有關，匹配不好，重物不能下降,他勵電動機的能耗制動,能耗制動：為了準確停車和下放重物，去掉電動機的電樞電源，并串上一電阻，使電機產(chǎn)生一反向轉矩，工作與制動狀態(tài)。,特點：對于反抗性負載，準確停車。對于位能負載，低速準確下放重物。,串勵電動機的制動特性,串勵電動機可以采用幾種制動方式？為什么？串勵電動機反接制動的特點。串勵電動機能耗制動的特點。,習題,3、,習題,4、,5、,13、剩磁！,第五章：交流電動機的原理及特性,三相交流異步電動機的組成和結構三相異步電動機的工作原理-旋轉磁場的產(chǎn)生，旋轉磁場的方向和速度確定、異步的概念定子的接線方式定子、轉子等效電路分析機械特性啟動、調(diào)速、制動特性單相電動機同步電動機特性,三相異步電動機的結構,三相異步電動機的工作原理,定子繞組產(chǎn)生旋轉磁場，轉子繞組產(chǎn)生感應電流（感應電機）(判斷電流的方向？)轉子與定子的轉速不同，才能產(chǎn)生感應電勢和電流有電流的轉子在磁場中產(chǎn)生電磁力（大小和方向？）。轉速差S=（n0-n）/n0）,旋轉磁場的產(chǎn)生,Y,X,旋轉磁場產(chǎn)生的數(shù)學證明,旋轉磁場的旋轉方向,1、ABCABC2、ACBACB3、BACBAC4、BCABCA5、CABCAB6、CBACBA,旋轉磁場的極數(shù)與旋轉速度,定子繞組連線方法的選用,定子繞組的連接方式,定子繞組連線方法的選用,三相異步電動機的定子電路,三相異步電動機的轉子電路,三相異步電動機的額定值,額定功率,額定電壓,額定頻率、電流和速度,其它額定值,三相異步電動機的能流圖,三相異步電動機的轉矩,三相異步電動機的固有機械特性,固有機械特性：在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉子不接任何電阻和電抗時的機械特性稱為固有（自然）機械特性。,三相異步電動機降電壓的人為機械特性,電壓升高，絕緣受不了，電壓降低太多，有可能不能啟動，同時轉速下降使電機發(fā)熱厲害甚至會燒壞。,三相異步電動機定子電路串電阻或電抗時的人為機械特性,定子回路串電阻或電抗的機械特性和降壓的機械特性大致相同，不同的是隨著轉速的上升，電流下降，電阻或電抗上的壓降減小，所以其最大轉矩比減壓時要大。,三相異步電動機改變定子電源頻率人為機械特性,三相異步電動機轉子電路串電阻的人為機械特性,三相異步電動機的啟動特性,足夠大的啟動轉矩啟動電流越小越好啟動平滑啟動設備簡單、安全、可靠，操作方便啟動功耗小異步電動機直接啟動電流大，由于功率因數(shù)低，啟動轉矩不大,三相異步電動機的直接啟動,電阻或電抗器降壓啟動,缺點：1、啟動轉矩小2、電阻器上的消耗能量大，不適應頻繁啟動場合，而電抗器成本太高。,Y/降壓啟動,Y/啟動特點,設備簡單、經(jīng)濟，通過兩個接觸器或者專門的接觸器組合就可以實現(xiàn)。啟動電流小。啟動轉矩?。ㄖ贿m合于空載和輕載啟動）需要具有Y/切換功能且正常工作于方式的電機。使用較為廣泛。,線繞式異步電動機的轉子串電阻啟動,三相異步電動機的調(diào)速特性,三相異步電動機的調(diào)壓調(diào)速,改變極對數(shù)調(diào)速和變頻調(diào)速,理想空載轉速和極對數(shù)成反比，所以可以通過后邊定子的極對數(shù)改變電機轉速，需專門電機，且為有極調(diào)速。理想空載轉速和頻率成正比，所以可以通過改變定子電源頻率改變速度，可以實現(xiàn)精確的無極調(diào)速，是交流調(diào)速的發(fā)展方向。,三相異步電動機的制動,回饋制動反接制動能耗制動,三相異步電動機的回（反）饋制動,反饋制動（電機轉速高于理想空載轉速）,由于某種原因異步電動機的運行速度高于它的同步速度，即，異步電動機就進入發(fā)電狀態(tài)。顯然，這時轉子導體切割旋轉磁場的方向與電動狀態(tài)時的方向相反，電流I2改變了方向，電磁轉矩也隨之改變方向，即T與n的方向相反，T起制動作用。,反饋制動能量流程,反饋制動時，電機從軸上吸取功率后，一部分轉換為轉子銅耗，大部分則通過空氣隙進入定子，并在供給定子銅耗和鐵耗后，反饋給電網(wǎng)。所以，反饋制動又稱發(fā)電制動，這時異步電動機實際上是一臺與電網(wǎng)并聯(lián)運行的異步發(fā)電機。由于T為負，S0，所以，反饋制動的機械特性是電動狀態(tài)機械特性向第二象限的延伸，如圖所示。,下放重物的反饋制動,電動機反轉（在第三象限）下放重物。開始在反轉電動狀態(tài)工作，電磁轉矩和負載轉矩方向相同，重物快速下降，直至，即電機的實際轉速超過同步轉速后，電磁轉矩成為制動轉矩，當時，達到穩(wěn)定狀態(tài)，重物勻速下降，如圖中的a點。改變轉子電路內(nèi)的串入電阻，可以調(diào)節(jié)重物下降的穩(wěn)定運行速度，如圖中的b點，轉子電阻越大，電機轉速就越高，但為了不致因電機轉速太高而造成運行事故，轉子附加電阻的值不允許太大。,n0突然變小時的反饋制動,改變極對數(shù)或者電源頻率可以使得n0突然變小。電動機的轉子轉速不能突變，電動機輸出負轉矩使得電動機減速。在新的穩(wěn)定點穩(wěn)定工作。,反接制動（旋轉磁場方向和電機旋轉方向相反）,電源反接反接制動,如果正常運行時異步電動機三相電源的相序突然改變，即電源反接，這就改變了旋轉磁場的旋轉方向，電動機的機械特性曲線就由第一象限的曲線1變成了第三象限的曲線2，如圖所示。由于機械慣性的原因，轉速不能突變，系統(tǒng)運行點只能由a點平移至特性曲線2的b點上，電磁轉矩由正變負，則轉子將在電磁轉矩和負載轉矩的共同作用下迅速減速。,在從點b到點c的整個第二象限內(nèi)，電磁轉矩和轉速的方向都相反，電機進入反接制動狀態(tài)。待時（點c），應將電源切斷，否則電動機將反向啟動運行。由于反接制動時電流很大，因此鼠籠式電動機應在定子電路中串接電阻；線繞式電動機則應在轉子電路中串接電阻，這時的人為機械特性如圖曲線3所示，制動時工作點由a點轉換到d點，然后沿特性3減速至（e點），切斷電源。,倒拉反接制動,在下放位能負載時采用的反接電源的方法