三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

1、 三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不

同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。 籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、 電刷與外部變阻器連接。 調(diào)

節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2、異步電動(dòng)機(jī)存在的缺點(diǎn)

2.1 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)存在下列三個(gè)主要缺點(diǎn)。

（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，難以滿足帶負(fù)載起動(dòng)的需要。 當(dāng)前社會(huì)上解決該問(wèn)題的多數(shù)辦法是提高電動(dòng)機(jī)的功率容量（即增容）來(lái)提高其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這就造成嚴(yán)重的“大馬拉小車”，既增加購(gòu)買設(shè)備的投資，又在長(zhǎng)期的應(yīng)用中因處于低負(fù)荷運(yùn)行而浪費(fèi)大量電量，

很不經(jīng)濟(jì)。第二種辦法是增購(gòu)液力偶合器，先讓電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)，在由液力偶合器驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這種辦法同樣要增加添購(gòu)設(shè)備的投資，并因液力偶合器的效率低于 97%，因此至少浪費(fèi) 3%的電能，因而整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的效率很低， 同樣浪費(fèi)電量， 更何況添加液力偶合

器之后，機(jī)組的運(yùn)行可靠性大大下降，顯著增加維護(hù)困難，因此不是一個(gè)好辦法。

（2）大轉(zhuǎn)矩不大，用于驅(qū)動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)短時(shí)過(guò)負(fù)荷的負(fù)載，如礦山所用破碎機(jī)等時(shí)，往往停轉(zhuǎn)而燒壞電動(dòng)機(jī)。以致只能在輕載狀況下運(yùn)行，既降低了產(chǎn)量又浪費(fèi)電能。

（3）起動(dòng)電流很大，增加了所需供電變壓器的容量，從而增加大量投資 。另一辦法是采用降壓起動(dòng)來(lái)降低起動(dòng)電流， 同樣要增加添購(gòu)降壓裝置的投資， 并且使本來(lái)就不好的起動(dòng)特性進(jìn)一步惡化。

2.2 繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

繞線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三相繞組通過(guò)集電環(huán)短路。起動(dòng)時(shí)，為減小起動(dòng)電流，轉(zhuǎn)子中可以串入起動(dòng)電阻，轉(zhuǎn)子串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁粌H可以減小起動(dòng)電流，而且由于轉(zhuǎn)子功率因數(shù)和轉(zhuǎn)子電流有功分量增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也可增大。這種電動(dòng)機(jī)還可通過(guò)改

變外串電阻調(diào)速。繞線型電動(dòng)機(jī)雖起動(dòng)特性和運(yùn)行特性兼優(yōu)，但仍存在下列缺點(diǎn)：

（1）由于轉(zhuǎn)子上有集電環(huán)和電刷，不僅增加制造成本，并且降低了起動(dòng)和運(yùn)行的可三相異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)課程設(shè)計(jì)

2

靠性，集電環(huán)和電刷之間的滑動(dòng)接觸，是這種電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的主要原因 。特別是集電

環(huán)與電刷之間會(huì)產(chǎn)生火花，使傳統(tǒng)繞線型電動(dòng)機(jī)在礦山、井下、石油、華工等防爆要求

的場(chǎng)所，對(duì)于灰土、粉塵濃度很高的地方，也不敢使用，這就限制了其應(yīng)用范圍。

（2）當(dāng)前的傳統(tǒng)繞線型電動(dòng)機(jī)為了提高可靠性，多數(shù)不提刷，因此運(yùn)行時(shí)存在下列

電能浪費(fèi)： 集電環(huán)和電刷間的摩擦損耗和接觸電阻上的電損耗， 電刷至控制柜短路開(kāi)關(guān)

間三根電纜的電損耗，若電動(dòng)機(jī)與控制柜之間距離很長(zhǎng)，則該損耗將非常嚴(yán)重。并且由

于集電環(huán)與電刷產(chǎn)生碳粉、電火花和噪聲，長(zhǎng)期污染周圍環(huán)境，損害管理人員和周圍居

民健康。

（3）傳統(tǒng)繞線型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比籠型電動(dòng)機(jī)的有所提高， 但仍往往不能滿足滿

載起動(dòng)的需要， 以至仍然需要增容而形成“大馬拉小車” 。

上述傳統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)的根本原因在于“起動(dòng)” 、“運(yùn)行”和“可靠性”三

者之間存在難以調(diào)和的矛盾，因此勢(shì)必顧此失彼，不可兼優(yōu)。

三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式

三相交流異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，雖然控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便，但起動(dòng)電

流很大（約為正常工作電流的 4~7 倍），如果電源容量不比電動(dòng)機(jī)容量大許多倍，則起

動(dòng)電流可能會(huì)明顯地影響同一電網(wǎng)中其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 因此，對(duì)于鼠籠型異步

電動(dòng)機(jī)可采用：定子串電阻（電抗）降壓起動(dòng)、定子串自耦變壓器降壓起動(dòng)、星形—三

角形降壓起動(dòng)等方式； 而對(duì)于繞線型異步電動(dòng)機(jī)， 還可采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)或轉(zhuǎn)子串頻

敏變阻器起動(dòng)等方式以限制起動(dòng)電流。

1、直接啟動(dòng)

定義 ：直接啟動(dòng)就是用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器把電機(jī)的定子繞組直接接在交流電源上， 電機(jī)

在額定電壓下直接啟動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn) ：在變壓器容量允許的情況下， 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動(dòng)，

控制線路簡(jiǎn)單，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。

缺點(diǎn)：直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流一般可達(dá)額定電流的 4~7倍，過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)降低電動(dòng)機(jī)

壽命，使變壓器二次電壓大幅度下降，減小電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至?xí)r電動(dòng)機(jī)無(wú)法

啟動(dòng)，過(guò)大的電流還會(huì)引起電源電壓波動(dòng)，影響同一供電網(wǎng)中其他設(shè)備的正常工作。