接三相交流,产生以 n₁ 旋转的磁场——起动过程中唯一主动的磁场源。
极靴上的鼠笼条。起动时切割定子磁场、感应电流,是异步转矩的来源;同步后只在振荡时起作用。
起动时不供直流,必须经放电电阻闭路(约 5~10 倍励磁电阻);既不投励也不许直接短路。
单相绕组通交流:f_A = Fφ₁·cosθ·cosωt,波峰不动、幅值正负交替——这是脉振磁场。可拆成两个幅值减半、转向相反的旋转磁场,对静止转子的转矩互相抵消,所以单相不能自起动。
三相在空间上差 120°、电流在时间上差 120°,反转分量抵消、正转分量叠加:
阻尼条以相对速度 s·n₁ 切割定子磁场,感应出 f₂ = s·f₁ 的电流;这些电流产生的磁场相对转子以 s·n₁ 转,叠加转子转速:
这就是为什么异步转矩是持续的、不是每转一圈抵消一次。
合闸瞬间 s=1、f₂=50 Hz;随着 n 上升 s 减小,阻尼电流和转矩一起减小。到 s < 0.05 时按极性投入励磁,同步转矩把转子拉入,s → 0。
注意:降压时 T ∝ U²,电压降到 0.6 倍,力矩只剩 0.36 倍——这就是降压起动慢的原因。
| 对比项 | 全压 | 降压 | 部分绕组 |
|---|---|---|---|
| 起动电压 | 100% Uₙ | 50~80% Uₙ | < Uₙ |
| 起动时间 | ~30s | 1~2min | 1~2min |
| 起动电流 | 2~4 Iₙ | 小 | 小 |
| 起动力矩 | 大 | 小 | 小 |
| 电网冲击 | 大 | 小 | 小 |
| 阻尼绕组发热 | 严重 | 较轻 | 较轻 |
| 额外设备 | 无 | 电抗器/抽头 | 换相开关 |
| 适用范围 | 中小型 | 各种容量 | 多支绕组 |
定子三相绕组:接三相交流,产生以 n₁ 旋转的磁场——异步起动时唯一主动的磁场源。
阻尼绕组:极靴上的鼠笼条,平时不工作;起动时切割定子磁场,感应电流,产生异步转矩。
励磁绕组:正常运行时通直流建立主磁场;起动时不供直流,必须经放电电阻闭路(不能直接短路,也不能开路)。
单相绕组通交流:f_A = Fφ₁·cosθ·cosωt,是原地脉振的磁场;用积化和差可拆成两个幅值一半、转向相反的旋转磁场——两个对静止转子的转矩互相抵消,所以单相不能自起动。
三相绕组空间互差 120°、电流时间互差 120°,反转分量两两抵消,正转分量同相叠加:f = 1.5Fφ₁·cos(θ−ωt)。幅值不变、波峰以 ω 平移,就是圆形旋转磁场。
阻尼条以相对速度 s·n₁ 切割定子磁场,感应出 f₂=s·f₁ 的电流;这些电流产生的磁场相对转子以 s·n₁ 旋转,叠加转子转速:
n + s·n₁ = n₁
即转子磁场在空间上恰好与定子磁场同速同向,两者相对静止、夹角恒定——所以异步转矩是持续恒定的,不是来回摆动。
s=1 时是起动转矩,s=s_m 时是最大转矩;s < s_m 区间转差越大转矩越大,s > s_m 后反过来。降压时 T ∝ U²:电压降到 0.6 倍,转矩只剩 0.36 倍。
| 对比项 | 异步全压 | 异步降压(电抗器/抽头) | 部分定子绕组 |
|---|---|---|---|
| 接线特点 | QF1 直接并网 | QF1 + 串联电抗器 L,起动后 QF3 旁路 | 只投一半并联支路,起动后 QF4 投入另一半 |
| 端电压 | 100% Uₙ | ≈60% Uₙ | ≈70% Uₙ(等效) |
| 起动电流 | ≈4 Iₙ | ≈2.4 Iₙ | ≈2.8 Iₙ |
| 起动力矩 | ≈1.0 Tₙ | ≈0.36 Tₙ | ≈0.49 Tₙ |
| 起动时间 | ≈30 s | 1~2 min | 1~2 min |
| 适用 | 中、小型 | 各种容量 | 每相多支路 |
| 方式 | 磁场转速 | 转差 | 适用 |
|---|---|---|---|
| 异步起动 | 合闸即 n₁,恒定 | 1 → 0.02 | 中、小型 |
| 背靠背同步 | 两台机磁场互锁,频率 0→50 Hz | ≈0 | 各种容量 |
| 变频(SFC) | 变频器控制,从很低升到 n₁ | 始终很小 | 大型 |
① “抽水工况用负序电流产生反向磁场”——错,异步起动通入的是三相对称正序电流。
② “转差越大转矩越大”——只在 s<s_m 区间成立。
③ “电抗器就是频敏变阻器”——两者是不同设备。
④ “电流越大感抗越大”——线性电抗器 X 基本恒定,铁心饱和后反而下降。
⑤ “部分绕组起动是靠降低端电压”——端电压没变,减少的是投入的并联支路数。