三相异步电动机调速控制电路课件.ppt

1、三相异步电动机三相异步电动机调速控制电路调速控制电路三相异步电动机的调速机械调速 齿轮箱三相异步电动机的调速电气调速 要求对双速电动机可以高速运转，也可以低速运转，高低速之间可以直接相互转换。定定子子铁铁心心 定定子子 定定子子绕绕组组 转转子子铁铁心心 转转子子 转转子子绕绕组组：绕绕线线型型绕绕组组、鼠鼠笼笼型型绕绕组组其其它它部部分分：机机座座、端端盖盖、轴轴承承、轴轴承承盖盖、接接线线盒盒、风风扇扇、吊吊环环三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理1.1.旋转磁场旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相旋转磁场由三相电流通过三相对称对称绕组产生。绕组产生。对称：对称：三相对称

2、负载三相对称负载空间对称分布空间对称分布（1 1）旋转磁场的产生）旋转磁场的产生三相异步电动机的基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机座机座转子：在旋转磁场作用转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电下，产生感应电 动势或电流。动势或电流。三相定子绕组：三相定子绕组：产生旋转磁场产生旋转磁场电动机的转动原理电动机的转动原理AXYCBZBlvBliFF异步电动机中，旋转磁场代替异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极了旋转磁极U1V2W1V1W2()电流出电流出()电流入电流入U2U1V1W1sinsin120sin240mmm

3、iItiItiItUiViWimIt三相对称绕组通入三相对称电流就形成三相对称绕组通入三相对称电流就形成-旋转磁场旋转磁场180tU2V1W20nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN0n60A120tU2V2W1V1W20nUiViWitmI 极对数极对数（p）的概念：的概念：旋转磁场转速旋转磁场转速 n0 同步转速同步转速如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转速？以以 Y 型接法为例，当每相型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右图绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为场只有一对磁极，则极对数为 1。即即

4、p=1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2 以以 Y 型接法为例，将型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈每相绕组都改用两个线圈串联组成。串联组成。按下图放入定子按下图放入定子槽内。槽内。形成的磁场则是形成的磁场则是两对磁极。两对磁极。即即 p=2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相绕组三相绕组 四极旋转磁场四极旋转磁场电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈电流每分钟

5、变化电流每分钟变化(5060)周周p=1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(2560)周周p=2 时：时：三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pfn min）r/(p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f=50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速同步转速p 为任意值时：为任意值时：如果如果:0nn%s)91(转子转速亦可由转差

6、率求得转子转速亦可由转差率求得 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1=50 Hz。试求电动机的。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。极对数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min,%10000nnns0)(1nns三相异步电动机的调速调速的方法：由此可见要改变电动机的转速，有三种方法：由此可见要改变电动机的转速，有三种方法：(1)变频调速变频调速(2)变转差率调速变转差率调速(3)变

7、极调速变极调速1.变频调速 近年来，交流变频调速在国内外发展非常迅速。由于晶闸管变流技术的日趋成熟和可靠，变频调速在生产实际中应用非常普遍，它打破了直流拖动在调速领域中的统治地位。交流变频调速需要有一套专门的变频设备，所以价格较高。但由于其调速范围大，平滑性好，适应面广，能做到无级调速，因此它的应用将日益广泛。2.2.变转差率调速变转差率调速 调速过程中保持电动机同步转速不变，改变转差率s来进行调速。其中有降低定子电压、在绕线型异步电动机转子回路中串入电阻或串附加电动势等方法调速。这种调速方法也能平滑地调节电动机的转速，但能耗较大，效率低，目前，主要应用在起重设备中。3.3.变极调速变极调速

8、变极调速只适用于鼠笼式异步电动机，它通过改变定子绕组的接线以改变磁极对数，从而实现调速。由于磁极对数只能成倍变化，所以该方法不能实现无极调速。目前已生产的变极调速电动机有双速、三速等多速电动机。变极调速方式虽然转速的平滑性差，但它经济、简单，且机械特性硬，稳定性好，因而在金属切削机床中经常应用。为了扩大调速范围，常与减速齿轮箱配合调速。1）变极调速原理）变极调速原理 利用这种方法调速时，定子绕组要特殊设计，与普通电动机的绕组不同，要求绕组可用改变外部接线的办法来改变极对数。改变定子绕组极对数的方法是将一相绕组中一半线圈的电流方向反过来。图图.1变极调速原理变极调速原理A1X1A2X2iiP=2

9、A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作多速电机，采用变极调速方法的电动机称作多速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN并联并联2 2）双速电动机的接线）双速电动机的接线 将将1、2、3端接三相电源，而端接三相电源，而4、5、6端悬空时，双速电端悬空时，双速电动机的定子绕组接成三角形（动机的定子绕组接成三角形（形），每相绕组的两个线形），每相绕组的两个线圈串联连接，电流方向相同，形

10、成四极旋转磁场，双速圈串联连接，电流方向相同，形成四极旋转磁场，双速电动机低速运行。电动机低速运行。2 2）双速电动机的接线）双速电动机的接线 当当4 4、5 5、6 6端接三相电源，而端接三相电源，而1 1、2 2、3 3端短接时，双速电动机端短接时，双速电动机的定子绕组接成双星形（的定子绕组接成双星形（YYYY形），每相绕组的两个线圈并联形），每相绕组的两个线圈并联连接，电流方向相反，形成两极旋转磁场，双速电动机高速连接，电流方向相反，形成两极旋转磁场，双速电动机高速运行。运行。三相异步电动机的调速低速低速高速高速图图2.双速电动机高低速控制线路双速电动机高低速控制线路 图为双速电动机高低速控制线路。若KM1接触器通电，则双速电动机接成三角形，低速运转。若KM1断电，KM2、KM3接通，则双速电动机接成双星形，高速运转。需要低速运行时，按下低速起动按钮SB2，KM1通电并自锁，则双速电动机接成三角形低速运转。若需换为高速运转时，可直接按下高速起动按钮SB3使KM1断电，同时KM2、KM3线圈通电自锁，双速电动机接成双星形高速运转。按下SB1，双速电动机停止。注意：变极时，电机旋转磁场的旋转方向会改变，要使电动机仍保持变极前的转向，在变极的同时就要改变电源的相序。