三相异步电机的调速课件.ppt

1、2023-4-262023-4-26概述 106011fnnssp由式知：有三种调速方式变频调速变极调速变转差率调速 2023-4-26一、变频调速一、变频调速11144.4WxxkWfEU1:/xmust Ufc显然，频率可平滑调节,可平滑调节转速。由定子电路的电动势方程式可见，在忽略定子漏阻抗的情况下，得 （11-6）为使在f1变化时 保持不变，则由式（11-6）可见 必1016011when s cfnnssfp2023-4-26 恒转矩恒转矩变频调速时，如果能保持 ，则可保证调速过程中电动机的过载能力基本不变，同时可满足磁通 基本不变的要求。恒功率调速时:若满足 ，调速过程中电动机的过

2、载能力也能保持不变，但此时磁通将发生变化了。若此时按恒转矩调速满足 的条件，则磁通将基本不变，但电动机的过载能力将在调速过程中改变。图10-14上绘出了变频时异步电动机的机械特性，其中f11f12f13f14f15f16。定值1/fUx定值1/fUx定值1/fUx2023-4-26 变频调速的优点：调速范围大，平滑性较高，变频时Ux按不同规律变化可实现转矩或恒功率调速，低速时特性的静差率较高。变频调速的缺点：专用的变频电源；在恒转矩调速时，低速段电动机的过载倍数大为降低，甚至不能带动负载。11f12f13f14f15f16fnT0）图（14102023-4-26二、变极调速 pfn1060 改

3、变定子的极对数，使同步转速改变，电动机转速改变。改变极对数的方法：改变定子绕组联结法的方法。如图111222NNNNSSSS）图（111 2023-4-26三相绕组两种常用联结方法：Y/YY；D/YY转向：P对极时：A、B、C相位为0，120，240度 2P对极时：A、B、C相位为0，240，480（=120）度所以：应改变相序2023-4-26输出功率（或转矩）在变速前后的关系输出功率为式中 电动机效率；电动机定子相电压；电动机定子相电流；定子输入功率；定子功率因数。2111213cos,cos:xxPPU IifccThen PU IxU1I1P1cos2023-4-26忽略定子损耗，PT

4、P1，转矩T为 （11-3）式中p极对数。当YYY时，极对数：2PP，n02 n0 为使调速时电动机得到充分利用，在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流，这样在两种联结法下的转矩之比为 （11-4）pIUnIUnPTxxT10109550122pIUpIUTTNxNxYYY2023-4-26可见这种变极调速方法是近似恒转矩的，图11-3a。nn02n02n0n0nTTTT00NTABC)(a)(b）图（3112023-4-26 DYY：极对数：2PP，n02 n0 图11-2b，两种联结法的功率比为（近似恒功率（差13.4%）改变定子极对数，还可以在定子上装上两组独立的绕组，各联结成不同

5、的极对数。如将两种方法配合，则可得更多的调速级数。866.0232322NxNxYYDIUIUPP2023-4-26 三、改变外加电压调速2023-4-26（一）降压 当Ux时：最大转矩Tm及起动转矩Tst与 成正比下降低；Sm与 的降低无关；由于同步转 ，因此也保持不变。2XU2xUpfn10602023-4-261.降压）图（49sn0n0msmTT0NU5.0NU8.0NUmT25.0mT64.02023-4-26一一.转子电路串联电阻调速转子电路串联电阻调速 如图11-5中，转子电路串联电阻 转子电流I2减小，转矩T减小 电动机减速 转差率增加到s1 I2及T增加到T=TZ 电动机达新

6、平衡状态。M3stR）图（511第五节 绕线转子异步电动机的调速2023-4-26转子电路串联电阻 时的人为机械特性电阻的数值越大，人为机械特性越软。由于 ，在额定电压时，（11-18）（11-21）所以 （11-22）此方法优点：方法简单，初期投资不高。21RR 及22cosICTTJ定值2221222222222XsRREXsREIINN定值NNNXsRsRXsRRsRR22222222212122cos/cos定值NNNNTJTICT22cos2023-4-262改变定子电压调速改变定子电压调速 人为机械特性。人为机械特性。控制电路价格较低。控制电路价格较低。调速范围很小。调速范围很小。

7、对于恒转距调速，如能增对于恒转距调速，如能增加转子电阻，则改变定子加转子电阻，则改变定子电压可得较宽电压可得较宽 的调速范的调速范 围，此时特性太软，其静围，此时特性太软，其静差率常不能满足生产机械差率常不能满足生产机械的要求，而且低压时的过的要求，而且低压时的过载能力较低。载能力较低。n0n1n2n3nmn0TNTZT211UUU1U1U2U）图（7112023-4-262改变定子电压调速改变定子电压调速v 如采用图11-9所示的闭环系统：v 负载TZ转矩变化，自动调节电源电压，v 则既能提高低速时的机械特性硬度，又能保证一定的过载能力。n0n1n2n3n1n2n0TNTNT211UUU1U

8、1U2U）图（8111UxU装置调压Mne0ene给定调速发电机TG2023-4-26缺点缺点：调速时的效率较低，功率因数比转子串联电阻时更低。适用于适用于：高转差笼型异步电动机和绕线转子异步电动机。变极变压变极变压相结合的调速方法为了改善改变定子电压调速低速运行时的性能，进一步扩大调速范围，在改变定子电压调速方法的基础上，发展成一种变极变极变压变压相结合的调速方法。应用于：单绕组多速笼型异步电动机，为了使减压降速时电流不至太大，转子采用高电阻的导条。当电动机极数一定时，改变定子电压转速也随之改变。2023-4-26 2023-4-26 三三.串级调速串级调速（一）串极调速的一般原理 中等以上

9、功率的绕线转子异步电动机与其他电动机或电子设备串极联接以实现平滑调速，称为串级调速。2023-4-261.与 同相（相位差 ）当 未引入时，转子电流 为 （11-37）当 引入时，转子电流为 （11-38）2 与 反相（相位差 ）未引入时，变为 （11-39）2222222XsRsEIfEsE200fE2IfE2222222XsREsEIffEsE20180fE2I2222222XsREsEIf2023-4-26 在图11-18a中绘出 没有引入时异步电动机的向量图。在图11-18b中绘出 越前 时异步电动机的向量图。fEfE0290sE1U1U11XI11XI11RI11RI1E1E1I1I

10、11220I0I2I2I2E2EsE/sEf/）图（1811）（a）（b2023-4-26 对于图11-19所示 越前 某一角度 的一般情况，方法是把 分解为两分量。fEsE2fE22IsE2fEcosfEsinfEE）图（19112023-4-26（二）串联调速的机械特性 经推导，异步电动机的机械特性实用表达式为 （11-43）时异步电动机机械特性实用表达式 1 转矩 （11-44）cossin12222sEERXEETTffD09022221fmDmDmDETXTssERss0DfTE2023-4-262 转矩 （11-45）在图11-20中，a与b表示串级调速的两个转矩分量T1与T2的关

11、系曲线。00212221:22fmDmDmDfmDmDmDmDmDmDETTssEssORETTTTssssEssss2023-4-26在图11-20c中，特性与纵轴的交点为理想空载转速 （11-48）所以得 （11-49）当 与 方向相同时，则 当 与 方向反相时，则)1(000snn)1(200EEnnffE2sE0fE00nn fE2sE0fE00nn nnn0n0n0n000TTTTTT1T2T2T0fE0fE0fE0fE)(a)(b)(c）图（20112023-4-26(三)晶闸管串级调速的基本原理 图11-21上绘出晶闸管串级调速的原理线路图。优点：应用范围广泛，适用于通风机负载，也可用于转矩负载。2023-4-26作业：思考题：p190：101、103、104习 题：p190：101、102、104