三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速

1、2021年6月27日星期日1 異步電動(dòng)機(jī) 2021年6月27日星期日2 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 0 0 n nn S 由基本公式由基本公式 p f n 60 0 )1 ( 60 S p f n 2021年6月27日星期日3 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： s p f n1 60 1 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 (1)(1)改變供電電源的頻率改變供電電源的頻率f f (2)(2)改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p p （僅適用于籠型）（僅適用于籠型） (3)(3)改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s s：改變外施電壓：改變外施電壓U1U1 在轉(zhuǎn)子外串附加電阻在轉(zhuǎn)子外串附加電阻 在轉(zhuǎn)子外串附加

2、電動(dòng)勢(shì)在轉(zhuǎn)子外串附加電動(dòng)勢(shì) 異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法： 2021年6月27日星期日4 一、變極調(diào)速（籠型）一、變極調(diào)速（籠型） 定子繞組需有特殊的繞法，使繞組的極對(duì)數(shù)能隨外定子繞組需有特殊的繞法，使繞組的極對(duì)數(shù)能隨外 部接線的改變而改變。屬于部接線的改變而改變。屬于有級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速，具有兩種不，具有兩種不 同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)稱為雙速電動(dòng)機(jī)。同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)稱為雙速電動(dòng)機(jī)。 變極調(diào)速一般變極調(diào)速一般適用于籠型適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) （其轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)可自動(dòng)改變）（其轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)可自動(dòng)改變） 變極電機(jī)定子繞組的繞制有兩種方法：變極電機(jī)定子繞組的繞制有兩種方法： 1雙繞組變極雙繞組變極

3、 2單繞組變極單繞組變極 s p f n1 60 1 2021年6月27日星期日5 1雙繞組變極雙繞組變極 定子上有兩套極對(duì)數(shù)不同相互獨(dú)立的繞組，定子上有兩套極對(duì)數(shù)不同相互獨(dú)立的繞組， 每次運(yùn)行只用其中一套每次運(yùn)行只用其中一套 繞組設(shè)計(jì)較方便，但材料利用率較差，很繞組設(shè)計(jì)較方便，但材料利用率較差，很 少使用。少使用。 2021年6月27日星期日6 2單繞組變極單繞組變極 一套定子繞組，通過不同接法構(gòu)成不同極對(duì)數(shù)一套定子繞組，通過不同接法構(gòu)成不同極對(duì)數(shù) 變極電動(dòng)機(jī)為鼠籠式轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)子可以隨著變極電動(dòng)機(jī)為鼠籠式轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)子可以隨著 定子極對(duì)數(shù)的改變而自動(dòng)改變極對(duì)數(shù)。定子極對(duì)數(shù)的改變而自動(dòng)改變極

4、對(duì)數(shù)。 x1 x1 x1 x1 x2x2 x2x2 2021年6月27日星期日7 三相繞組變極的兩種接法三相繞組變極的兩種接法 1 1）低速時(shí)）低速時(shí)，高速時(shí)，高速時(shí)YYYY 2 2）低速時(shí)）低速時(shí)Y Y ，高速時(shí)，高速時(shí)YYYY 為使電機(jī)轉(zhuǎn)向不變，須為使電機(jī)轉(zhuǎn)向不變，須 任意對(duì)調(diào)兩相輸入（繞任意對(duì)調(diào)兩相輸入（繞 組空間電角度變化）組空間電角度變化） 2021年6月27日星期日8 變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速 (1)(1)方法方法: : 改變定子繞組的連接改變定子繞組的連接, , 可以得到兩個(gè)不同的磁極可以得到兩個(gè)不同的磁極 對(duì)數(shù)對(duì)數(shù). . (2)(2)多速電動(dòng)機(jī)多速電動(dòng)機(jī): : 最多在電動(dòng)機(jī)

5、中嵌入最多在電動(dòng)機(jī)中嵌入 兩套繞組兩套繞組, ,使繞組有不同使繞組有不同 的連接的連接, ,可分別得到雙速可分別得到雙速, , 三速三速, ,四速電動(dòng)機(jī)四速電動(dòng)機(jī), ,雙速應(yīng)雙速應(yīng) 用較多用較多. . )1 ( 60 S p f n 2021年6月27日星期日9 變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速 特點(diǎn)特點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, ,效率高效率高, ,特性好特性好; ;體積大體積大, ,價(jià)格高價(jià)格高. .在中小機(jī)床在中小機(jī)床 上應(yīng)用比較多上應(yīng)用比較多. . 雙速電動(dòng)機(jī)的高低速轉(zhuǎn)換雙速電動(dòng)機(jī)的高低速轉(zhuǎn)換, ,一般是先低速一般是先低速, ,再轉(zhuǎn)換為高速再轉(zhuǎn)換為高速. . YY/ 2021年6月27日星期日10 2)

6、.2).轉(zhuǎn)子電路串電阻轉(zhuǎn)子電路串電阻( (變轉(zhuǎn)差率變轉(zhuǎn)差率) )調(diào)速調(diào)速 (1)(1)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: : 只適用于線繞式異步電動(dòng)機(jī)只適用于線繞式異步電動(dòng)機(jī). . (2)(2)原理電路和機(jī)械特性與串電阻降壓起動(dòng)相同原理電路和機(jī)械特性與串電阻降壓起動(dòng)相同. . 線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻線繞式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻, ,適當(dāng)增大電阻的容適當(dāng)增大電阻的容 量量, ,可作調(diào)速電阻用可作調(diào)速電阻用. . (3)(3)特點(diǎn)特點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, ,動(dòng)作可靠動(dòng)作可靠; ;是有級(jí)調(diào)速是有級(jí)調(diào)速. . (4)(4)應(yīng)用應(yīng)用: : 用于重復(fù)短時(shí)工作制的生產(chǎn)機(jī)械用于重復(fù)短時(shí)工作制的生產(chǎn)機(jī)械, ,如起重機(jī)械

7、如起重機(jī)械. . )1 ( 60 S p f n 2021年6月27日星期日11 2 1 U 2021年6月27日星期日12 2021年6月27日星期日13 2021年6月27日星期日14 2021年6月27日星期日15 21 fsf ad E ad E 2021年6月27日星期日16 3).3).變頻調(diào)速變頻調(diào)速 (1)(1)原理原理: : 由上式可知由上式可知, ,改變交流電源的頻率改變交流電源的頻率, ,就可以平滑地調(diào)就可以平滑地調(diào) 節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速. . (2)(2)一般采用頻率和電壓同時(shí)改變的變頻電源一般采用頻率和電壓同時(shí)改變的變頻電源. . (3)(3)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍

8、: : 用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī). .組成組成SCR-MSCR-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng). . )1 ( 60 S p f n 2021年6月27日星期日17 變頻調(diào)速 改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步 轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時(shí)，可以轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時(shí)，可以 從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是無級(jí)變速，變速范圍大，且具有較硬變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是無級(jí)變速，變速范圍大，且具有較硬 的機(jī)械特性。的機(jī)械特性。 變頻調(diào)

9、速的缺點(diǎn)是有一套專門的變頻電源，調(diào)速系統(tǒng)較變頻調(diào)速的缺點(diǎn)是有一套專門的變頻電源，調(diào)速系統(tǒng)較 為復(fù)雜，設(shè)備投資較高。為復(fù)雜，設(shè)備投資較高。 s)( p f s)(nn1 60 1 1 1 2021年6月27日星期日18 1. 1. 從基頻向下變頻調(diào)速?gòu)幕l向下變頻調(diào)速 我們知道，三相異步電動(dòng)機(jī)每相電壓：我們知道，三相異步電動(dòng)機(jī)每相電壓： 降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)降低電源電壓。降低電源電壓降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)降低電源電壓。降低電源電壓 有兩種控的制方法。有兩種控的制方法。 保持保持 = =常數(shù)常數(shù) ： mN kNfEU 11111 44. 4 1 1 f E s r x s r E f pm

10、n s r Im P T M2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 21 1 2 60 2 2 2 22 2 2 1 11111 2 2 2 2 2 2 1 111 222 r xs s r s r f Epfmpfm x s r s r f Epfm 2021年6月27日星期日19 n上式是保持氣隙每極磁通為常數(shù)變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性方程式。上式是保持氣隙每極磁通為常數(shù)變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性方程式。 下面根據(jù)該方程式，具體分析一下最大轉(zhuǎn)矩下面根據(jù)該方程式，具體分析一下最大轉(zhuǎn)矩T Tm m及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s sm m。 n最大轉(zhuǎn)矩處最大轉(zhuǎn)矩處 ，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為s

11、 sm m，即：，即： 0 ds dT 2 2 x r s m 22 2 1 111 1 2xxf Epfm Tm 常數(shù) 2 2 1 11 2 1 22 1 Lf Epm n最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速降落為：最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速降落為： 常數(shù) pL r p f x r nsn mm 60 2 60 2 21 2 2 1 2021年6月27日星期日20 n當(dāng)改變頻率時(shí)，若保持當(dāng)改變頻率時(shí)，若保持 =常數(shù)，最大轉(zhuǎn)矩常數(shù)，最大轉(zhuǎn)矩 常數(shù)，與頻率常數(shù)，與頻率 無關(guān)，并且最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落相等，也就是不同頻率的各條無關(guān)，并且最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落相等，也就是不同頻率的各條 機(jī)械特性是平行的，硬度相同。根據(jù)上式畫出

12、保持恒磁通變頻調(diào)速機(jī)械特性是平行的，硬度相同。根據(jù)上式畫出保持恒磁通變頻調(diào)速 的機(jī)械特性，如圖所示。這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬，在一定的靜的機(jī)械特性，如圖所示。這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬，在一定的靜 差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)， 因此變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速，平滑性好。另外，電動(dòng)機(jī)在正常負(fù)載運(yùn)因此變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速，平滑性好。另外，電動(dòng)機(jī)在正常負(fù)載運(yùn) 行時(shí)，轉(zhuǎn)差率行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s較小，因此轉(zhuǎn)差功率較小，效率較高。較小，因此轉(zhuǎn)差功率較小，效率較高。 n經(jīng)分析，恒磁通變頻調(diào)速是屬于為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。即當(dāng)：經(jīng)分析，恒磁通

13、變頻調(diào)速是屬于為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。即當(dāng)： 時(shí)，時(shí)， 1 1 f E m T 2021年6月27日星期日21 n2. 從基頻向上變頻調(diào)速?gòu)幕l向上變頻調(diào)速 ： n 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時(shí)，只能保升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時(shí)，只能保 持電壓為持電壓為UN不變，頻率越高，磁通不變，頻率越高，磁通m越低，是一種降低磁通升越低，是一種降低磁通升 速的方法，類似他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速情況。速的方法，類似他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速情況。 n保持不變升高頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩保持不變升高頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 n 2 21 2 2 11 22 11 2 xx s r rf

14、s r pUm T 2 21 2 111 1 2 11 2 2 1 xxrrf fpUm Tm 2021年6月27日星期日22 2 1 211 2 11 1 22 1 fxxf pUm 21 2 2 21 2 1 2 xx r xxr r S m 1211 2 1 2fLLf r n因此，頻率越高時(shí)，因此，頻率越高時(shí)， 越小，越小， 也減小，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落也減小，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 為為 m T m S 2021年6月27日星期日23 n根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式畫出升高電源頻率的機(jī)械特性，其運(yùn)行根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式畫出升高電源頻率的機(jī)械特性，其運(yùn)行 段近似平行，如圖所示。段近似平行，如圖所

15、示。 常數(shù) p f LLf r nsn mm 1 212 2 1 60 2 n根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式畫出升高電源頻率的機(jī)械特性，其運(yùn)行段近根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式畫出升高電源頻率的機(jī)械特性，其運(yùn)行段近 似平行，如圖所示。似平行，如圖所示。 2021年6月27日星期日24 機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲線 2 211 2 111 2 1 1 max 2 1 xcxrrc U pm T 2 211 2 1 21 xcxr rc sk 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速 2021年6月27日星期日25 n綜上所述，三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：綜上所述，三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 從基頻

16、向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)速，近從基頻向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)速，近 似為恒功率調(diào)速方式；似為恒功率調(diào)速方式； 調(diào)速范圍大；調(diào)速范圍大； 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好； 運(yùn)行時(shí)小，效率高；運(yùn)行時(shí)小，效率高； 頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速。頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速。 2021年6月27日星期日26 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) Y132M-4型電動(dòng)機(jī)型電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 型號(hào)型號(hào) Y132M-4 功率功率7.5KW 頻率頻率50Hz 電壓電壓380V 電流電流15.4A 接法接法 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1440 r/min

17、絕緣等級(jí)絕緣等級(jí) B 工作方式：連續(xù)工作方式：連續(xù) 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.85 效率效率(%) 87 年年 月月 編號(hào)編號(hào) XX電機(jī)廠電機(jī)廠 2021年6月27日星期日27 1. 型號(hào)型號(hào)：表明不同用途，不同環(huán)境。表明不同用途，不同環(huán)境。 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 機(jī)座中心高機(jī)座中心高機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào) 磁極數(shù)磁極數(shù) Y 132 M-4 磁極數(shù)磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p=2) 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分 分）轉(zhuǎn)/( 60 0 p f n 2021年6月27日星期日28 3. 聯(lián)接方式：聯(lián)接方式：Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法： AB C ZX Y A B C

18、ZX Y A B C X Y Z AZ BY X C ABC XYZ 接線盒：接線盒： 2021年6月27日星期日29 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 0.04 1500 14401500 s 2. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速: 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。 如：如： n =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分 2021年6月27日星期日30 圖圖1 圖圖2 2021年6月27日星期日31 4. 額定電壓：定子繞組在額定電壓：定子繞組在指定接法指定接法下應(yīng)加的下應(yīng)加的線電壓線電壓. 說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額 定值的定值的 5 。 線線 電電 壓壓 AZ B Y X C 相相 電電 壓壓 A B C X Y Z 例：例：380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V時(shí)采用時(shí)采用Y接法；接法； 當(dāng)線電壓為當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用時(shí)采用 接法。接法。 2021年6月27日星期日32 11 IU NfU 111 44.4 電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響