變壓器與異步電機的補充內(nèi)容

1、2.9 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行復習變壓器的運行特性復習變壓器的運行特性:電壓調(diào)整率和效率特性電壓調(diào)整率和效率特性.定義定義:兩臺或兩臺以上的變壓器的一次和二次繞組兩臺或兩臺以上的變壓器的一次和二次繞組分別接到一次側(cè)和二次側(cè)的公共母分別接到一次側(cè)和二次側(cè)的公共母 線上運行線上運行.如圖如圖.優(yōu)點優(yōu)點:供電可靠供電可靠,靈活靈活,效率高效率高.%100)sincos(22*XRIu%10022cuFeppPP變壓器的短路阻抗越大變壓器的短路阻抗越大,則負載后電壓變化越大則負載后電壓變化越大;當變壓器的不變損耗與可變損耗相等時當變壓器的不變損耗與可變損耗相等時,變壓器變壓器的效率最高的效率

2、最高.舉例。舉例?！纠磕匙冸娝呢摵梢惶熘畠?nèi)在【例】某變電所的負荷一天之內(nèi)在1600kva和和3200kva之間變化?，F(xiàn)有兩臺之間變化?，F(xiàn)有兩臺2000kva的變壓器，空載時的鐵耗都是的變壓器，空載時的鐵耗都是40kw，滿載時的銅耗都是，滿載時的銅耗都是60kw。問應(yīng)該如。問應(yīng)該如何根據(jù)負載的變化來投入變壓器？何根據(jù)負載的變化來投入變壓器？解：當負荷大于解：當負荷大于2000kva時，應(yīng)該讓兩臺變壓器都投入運行；當負荷小于時，應(yīng)該讓兩臺變壓器都投入運行；當負荷小于2000kva時，應(yīng)該只投入一臺變壓器運行。時，應(yīng)該只投入一臺變壓器運行。比較：比較：負荷為負荷為2000kva:如果只用一臺如果

3、只用一臺,40+60=100 如果用兩臺如果用兩臺,40+40+15+15=110負荷為負荷為1000kva:如果只用一臺如果只用一臺,40+15=55 如果用兩臺如果用兩臺,40+40+60/16+60/16=88【例】【例】Y,yn0, 10kv/0.4kv,1000kva 和和 Y,yn0, 10kv/0.4kv,2000kva 可以并聯(lián)；可以并聯(lián)； Y,d11,35kv/10kv,1000kva 和和 Y,d11,35kv/10kv,2000kva 可以并聯(lián)；可以并聯(lián)； Y,d11,35kv/10kv,1000kva 和和 Y,d5,35kv/10kv,1000kva 不能并聯(lián)。不能并

4、聯(lián)。1.理想并聯(lián)運行的條件理想并聯(lián)運行的條件變壓器理想并聯(lián)運行的條件是變壓器理想并聯(lián)運行的條件是:(1)空載時并聯(lián)的變壓器之間沒有環(huán)流空載時并聯(lián)的變壓器之間沒有環(huán)流;(2)負載時能夠按照各臺變壓器的容量合理地分擔負載負載時能夠按照各臺變壓器的容量合理地分擔負載;(3)負載時各變壓器的電流應(yīng)該同相位負載時各變壓器的電流應(yīng)該同相位.對以上條件的解釋對以上條件的解釋.為達到理想的并聯(lián)運行條件為達到理想的并聯(lián)運行條件,并聯(lián)運行的變壓器應(yīng)該達到以下要求并聯(lián)運行的變壓器應(yīng)該達到以下要求:(1)各變壓器的額定電壓與電壓比相等各變壓器的額定電壓與電壓比相等; (2)各變壓器的聯(lián)結(jié)組號相同各變壓器的聯(lián)結(jié)組號相同

5、;(3)各變壓器的短路阻抗標幺值相等各變壓器的短路阻抗標幺值相等,阻抗角相等阻抗角相等.以上要求中第以上要求中第(2)個要求必須保證個要求必須保證.舉例舉例2-5?？偨Y(jié)總結(jié):聯(lián)結(jié)組號不同的變壓器或變比相差過大的變壓器絕對不能并聯(lián)運行聯(lián)結(jié)組號不同的變壓器或變比相差過大的變壓器絕對不能并聯(lián)運行.2.一般情況下并聯(lián)運行時變壓器的負載分配一般情況下并聯(lián)運行時變壓器的負載分配以兩臺單相變壓器并聯(lián)運行為例以兩臺單相變壓器并聯(lián)運行為例.出發(fā)點出發(fā)點:并聯(lián)運行的變壓器的電壓被強迫相等并聯(lián)運行的變壓器的電壓被強迫相等.(1)兩臺變壓器的聯(lián)結(jié)組號不同兩臺變壓器的聯(lián)結(jié)組號不同 會引起很大的環(huán)流會引起很大的環(huán)流,即使

6、空載時也可能燒毀變壓器即使空載時也可能燒毀變壓器.(2)兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號相同兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號相同,但變比不同但變比不同 會引起一定的環(huán)流會引起一定的環(huán)流,空載時二次側(cè)環(huán)流由以下公式計算空載時二次側(cè)環(huán)流由以下公式計算: 2 1211)11(kkcZZkkUI(3)兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號和變比都相同兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號和變比都相同,但短路阻抗的標幺值不同但短路阻抗的標幺值不同 變壓器中沒有環(huán)流變壓器中沒有環(huán)流,負載時各變壓器的電流分配由以下公式計算負載時各變壓器的電流分配由以下公式計算:12kkIIIZZII或或*1*2*kkIIIZZII根據(jù)兩臺變壓器的簡化等效電路，有根據(jù)兩臺變壓器的簡化等效電路

7、，有如果兩臺變壓器的阻抗角接近如果兩臺變壓器的阻抗角接近(實際情況通常如此實際情況通常如此),則可化復數(shù)運算為實數(shù)運算則可化復數(shù)運算為實數(shù)運算.總結(jié)總結(jié):設(shè)兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號相同設(shè)兩臺變壓器聯(lián)結(jié)組號相同,變比相同變比相同,當它們并聯(lián)運行時當它們并聯(lián)運行時,各自負擔的容各自負擔的容 量的標幺值之比等于各自漏阻抗的標幺值的反比量的標幺值之比等于各自漏阻抗的標幺值的反比.推論推論:兩臺變壓器并聯(lián)運兩臺變壓器并聯(lián)運 行行, 漏阻抗標幺值小的變壓器先達到滿載漏阻抗標幺值小的變壓器先達到滿載.補補 有兩臺變壓器并聯(lián)運行有兩臺變壓器并聯(lián)運行,已知它們的聯(lián)結(jié)組號相同已知它們的聯(lián)結(jié)組號相同,變比相同變比相同.S

8、1n=1000kVA, S2n=1250kVA,短路阻抗標幺分別是短路阻抗標幺分別是:0.06和和0.07. 回答下列問題并說明理回答下列問題并說明理 由：由： （1）哪臺變壓器負擔的容量的絕對數(shù)量大？）哪臺變壓器負擔的容量的絕對數(shù)量大？0.933 （2）不斷增大總的負載，哪臺變壓器先達滿載？）不斷增大總的負載，哪臺變壓器先達滿載？【補】有三臺變壓器并聯(lián)運行，已知【補】有三臺變壓器并聯(lián)運行，已知S1n=10kVA,S2n=20kVA,S3n=30kVA. Zk1=4%,Zk2=5% ,Zk3=5%. 設(shè)總負載為設(shè)總負載為50kVA，問每臺變壓器各負擔多少？，問每臺變壓器各負擔多少？ (c=1/

9、25,10,16,24) 作業(yè)作業(yè): 2-232.10 三繞組變壓器三繞組變壓器復習雙繞組變壓器的原理復習雙繞組變壓器的原理. 1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一個鐵心一個鐵心, 三套繞組三套繞組,連接三個不同電壓連接三個不同電壓等級的電網(wǎng)等級的電網(wǎng),第三套繞組常常接成三角第三套繞組常常接成三角形接法形接法,供電給附近的低壓配電線路供電給附近的低壓配電線路,或或僅僅接同步補償機或電容器僅僅接同步補償機或電容器,以改善電以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)網(wǎng)的功率因數(shù). 標準聯(lián)結(jié)組號標準聯(lián)結(jié)組號:YN,yn0,d11; YN,yn0,y0 例例 110/38/11kV; YN,yn,d11; 10000/10000/10000kV

10、A.采用三繞組變壓器的好處：節(jié)省材料。采用三繞組變壓器的好處：節(jié)省材料。畫接線圖。畫接線圖。2.基本方程基本方程關(guān)于正方向的兩種規(guī)定關(guān)于正方向的兩種規(guī)定: 左圖比較符合實際情況左圖比較符合實際情況,右圖是國內(nèi)教科書的一般規(guī)定右圖是國內(nèi)教科書的一般規(guī)定.按照國內(nèi)教科書的一般規(guī)定按照國內(nèi)教科書的一般規(guī)定,忽略勵磁電流忽略勵磁電流,有磁勢平衡式有磁勢平衡式:0332211INININ電壓方程式略電壓方程式略.3.等效電路等效電路忽略勵磁電流忽略勵磁電流,根據(jù)方程式根據(jù)方程式,再把二次再把二次和三次繞組歸算到一次繞組和三次繞組歸算到一次繞組,得等效電得等效電路如圖路如圖.其中其中,X1為一次繞組等效漏

11、抗為一次繞組等效漏抗,X2為二次繞組折算到一次繞組為二次繞組折算到一次繞組的等效漏抗的等效漏抗,X3為三次繞組折算為三次繞組折算到一次繞組的等效漏抗到一次繞組的等效漏抗.可以通過短路實驗來求這些參數(shù)可以通過短路實驗來求這些參數(shù),要做三次短路實驗要做三次短路實驗(見見2-24).說明說明:當電當電源不是加在高壓側(cè)時測得的短路阻抗源不是加在高壓側(cè)時測得的短路阻抗是折算到該側(cè)的短路阻抗是折算到該側(cè)的短路阻抗,需要再折算到需要再折算到高壓側(cè)高壓側(cè).2.11 空載投入電網(wǎng)時變壓器的沖擊電流空載投入電網(wǎng)時變壓器的沖擊電流1.現(xiàn)象現(xiàn)象變壓器穩(wěn)態(tài)時空載電流很小變壓器穩(wěn)態(tài)時空載電流很小,但變壓器但變壓器空載投入

12、電網(wǎng)有時出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象空載投入電網(wǎng)有時出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象.表明出現(xiàn)了沖擊電流（勵磁涌流）表明出現(xiàn)了沖擊電流（勵磁涌流）2.采用物理概念進行原因分析采用物理概念進行原因分析動態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析方法有所不同動態(tài)和穩(wěn)態(tài)的分析方法有所不同.抓住兩個基本點抓住兩個基本點: 鐵磁材料有飽和現(xiàn)象鐵磁材料有飽和現(xiàn)象;變壓器鐵心中的磁通不能突變變壓器鐵心中的磁通不能突變.設(shè)變壓器鐵心中無剩磁設(shè)變壓器鐵心中無剩磁,先考慮兩種極端情況先考慮兩種極端情況.(1)電源電壓過最大值時空載合閘電源電壓過最大值時空載合閘根據(jù)根據(jù)E=U,此時感應(yīng)電動勢必然也過最大值此時感應(yīng)電動勢必然也過最大值,再根據(jù)電磁感應(yīng)定律再根據(jù)電磁感應(yīng)定律:dtd

13、Ne可知此時鐵心中的交變磁通必然過零點可知此時鐵心中的交變磁通必然過零點,電路立刻進入穩(wěn)態(tài)電路立刻進入穩(wěn)態(tài),沒有沖擊電流沒有沖擊電流,如圖如圖.(2)電源電壓過零時空載合閘電源電壓過零時空載合閘根據(jù)根據(jù)E=U,此時感應(yīng)電動勢必然也過零點此時感應(yīng)電動勢必然也過零點,再根據(jù)電磁感應(yīng)定律再根據(jù)電磁感應(yīng)定律,鐵心中的交變磁通鐵心中的交變磁通必然過最大值必然過最大值,這就與鐵心中的磁通不能這就與鐵心中的磁通不能突變發(fā)生了矛盾突變發(fā)生了矛盾.這時變壓器會出現(xiàn)什么這時變壓器會出現(xiàn)什么現(xiàn)象現(xiàn)象?變壓器一次繞組中會出現(xiàn)一個非周期變壓器一次繞組中會出現(xiàn)一個非周期磁通磁通,如圖如圖, 這個非周期磁通與周期磁這個非周

14、期磁通與周期磁通合成后使得通合成后使得t=0時鐵心中的磁通仍然時鐵心中的磁通仍然保持為零保持為零,但半個周期后但半個周期后,鐵心中的總磁鐵心中的總磁通的絕對值達到最大值通的絕對值達到最大值,接近周期磁通接近周期磁通幅值的兩倍幅值的兩倍.這將使鐵心高度飽和這將使鐵心高度飽和,此時此時勵磁電流的幅值遠不止穩(wěn)態(tài)時的兩倍勵磁電流的幅值遠不止穩(wěn)態(tài)時的兩倍,大約為大約為80倍左右倍左右,也就是額定電流的也就是額定電流的4倍左右倍左右.3.限制措施限制措施對于三相變壓器對于三相變壓器,空載合閘時總有一相空載合閘時總有一相電壓接近過零點電壓接近過零點,因此該相繞組常常出因此該相繞組常常出現(xiàn)沖擊電流現(xiàn)沖擊電流,

15、使得保護裝置誤動作使得保護裝置誤動作.可以在一次繞組回路中串一個電阻可以在一次繞組回路中串一個電阻,一一方面可以限制沖擊電流的大小方面可以限制沖擊電流的大小,另一方面另一方面可以減小一次繞組的時間常數(shù)可以減小一次繞組的時間常數(shù),加快沖擊加快沖擊電流的衰減電流的衰減.等到電路進入穩(wěn)態(tài)等到電路進入穩(wěn)態(tài),再將電阻切除再將電阻切除.4.采用數(shù)學方法進行定量分析采用數(shù)學方法進行定量分析空載合閘時，不計繞組電阻，變壓器一次繞組的電壓平衡式為（用瞬時值表示）：空載合閘時，不計繞組電阻，變壓器一次繞組的電壓平衡式為（用瞬時值表示）：)sin(2011tUdtdN00cos)cos(mmt解得：解得：分兩種情況

16、討論之。分兩種情況討論之。1）合閘時電源電壓剛好過最大值；）合閘時電源電壓剛好過最大值；2）合閘時電源電壓剛好過零。）合閘時電源電壓剛好過零。，t=0時合閘時合閘補補一臺單相變壓器一臺單相變壓器,鐵心中沒有剩磁鐵心中沒有剩磁.空載合閘時電源電壓恰好過最大值空載合閘時電源電壓恰好過最大值,問一次繞問一次繞 組中是否會產(chǎn)生沖擊電流組中是否會產(chǎn)生沖擊電流,為什么為什么?【補】如果磁路不飽和，變壓器空載合閘的最大電流是多少？【補】如果磁路不飽和，變壓器空載合閘的最大電流是多少？【補】兩臺完全一樣的單相變壓器，一臺鐵心中沒有剩磁，另一臺有剩磁。當它們【補】兩臺完全一樣的單相變壓器，一臺鐵心中沒有剩磁，另

17、一臺有剩磁。當它們分分 別空載合閘時，都產(chǎn)生了沖擊電流。問在最極端的情況下，哪臺變壓器的沖擊別空載合閘時，都產(chǎn)生了沖擊電流。問在最極端的情況下，哪臺變壓器的沖擊 電流的幅值更大些？電流的幅值更大些？補充補充變壓器空載分閘：可能產(chǎn)生過電壓。變壓器的突然短路變壓器空載分閘：可能產(chǎn)生過電壓。變壓器的突然短路:分析方法與空載合閘類似分析方法與空載合閘類似. 漏電保護器漏電保護器:原理類似變壓器原理類似變壓器.交流電焊機交流電焊機:是一臺漏抗很大的變壓器是一臺漏抗很大的變壓器.5.9 感應(yīng)電動機的起動感應(yīng)電動機的起動主要指標主要指標: 起動電流倍數(shù)起動電流倍數(shù), 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù).以簡化等效電路

18、來說明以簡化等效電路來說明.1.籠型感應(yīng)電動機的起動籠型感應(yīng)電動機的起動(1)直接起動直接起動: 起動時定子繞組通過開關(guān)直接接額定電壓的電源起動時定子繞組通過開關(guān)直接接額定電壓的電源. 特點特點: 起動電流大起動電流大,5- 7倍倍; 起動轉(zhuǎn)矩比較大起動轉(zhuǎn)矩比較大,1-2倍倍.適合于功率不大的電機適合于功率不大的電機.(2)降壓起動降壓起動:電源電壓被降低后再與定子繞組相連電源電壓被降低后再與定子繞組相連. 具體方法有具體方法有 :星星-三角起動法三角起動法,自自耦變壓器起動法等耦變壓器起動法等. 原理是利用起動電流與定子電壓成正比來減少起動電流原理是利用起動電流與定子電壓成正比來減少起動電流

19、. 特點特點: 起動電流比較小起動電流比較小, 起動轉(zhuǎn)矩更小起動轉(zhuǎn)矩更小(起動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比起動轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比),適合于對起動轉(zhuǎn)矩適合于對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合要求不高的場合.22122122111)()(cXXsRcRsRUmTe22122122111)()(cXXcRRRUmTst)(2211211maxXXUmT降壓起動方式的之一降壓起動方式的之一 : 星星-三角起三角起動法動法.起動線電流降為原來的三分之一起動線電流降為原來的三分之一,起動轉(zhuǎn)矩也降為原來的三分之一起動轉(zhuǎn)矩也降為原來的三分之一.畫圖說明。畫圖說明。降壓起動的方法之二降壓起動的方法之二 : 自耦變壓器起動自

20、耦變壓器起動法法.設(shè)自耦變壓器的變比為設(shè)自耦變壓器的變比為Ka,則起動時電則起動時電網(wǎng)線電流降為直接起動的網(wǎng)線電流降為直接起動的Ka平方分之平方分之一一, 起動轉(zhuǎn)矩也降為直接起動的起動轉(zhuǎn)矩也降為直接起動的Ka平方平方分之一分之一.(3)特殊電源起動特殊電源起動:如使用異步電機軟起動如使用異步電機軟起動 器器,變頻器等變頻器等.異步電機軟起動器的原理仍然是降壓起動異步電機軟起動器的原理仍然是降壓起動,只不過在起動過程中根據(jù)電流大小可以動只不過在起動過程中根據(jù)電流大小可以動態(tài)實時調(diào)節(jié)電壓的大小態(tài)實時調(diào)節(jié)電壓的大小.變頻器起動的原理是起動過程中定子頻率變頻器起動的原理是起動過程中定子頻率是逐步升高的

21、是逐步升高的,使電機始終運行在小轉(zhuǎn)差的使電機始終運行在小轉(zhuǎn)差的范圍內(nèi)范圍內(nèi).*（4）并聯(lián)電容器起動）并聯(lián)電容器起動電機起動電流的大部分由電容器提供。電機起動電流的大部分由電容器提供?？偨Y(jié)總結(jié):籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機由于電機結(jié)構(gòu)的限制籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機由于電機結(jié)構(gòu)的限制,一般只能在定子側(cè)想辦法來改善起動一般只能在定子側(cè)想辦法來改善起動 性能性能.2.繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機的起動繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機的起動.繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機可以通過在轉(zhuǎn)子回路中串電阻來改善起動性能繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機可以通過在轉(zhuǎn)子回路中串電阻來改善起動性能, 起動完成后再將起動完成后再將電阻切除電阻切除.串入適當大小的電阻串入適當大小的電阻,不僅

22、可以減少起動電流不僅可以減少起動電流,而且可以增大起動轉(zhuǎn)矩而且可以增大起動轉(zhuǎn)矩.總結(jié)總結(jié):繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機不僅可繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機不僅可 以在定子側(cè)想辦法改善起動以在定子側(cè)想辦法改善起動 性性 能能,而且可以在轉(zhuǎn)子側(cè)想而且可以在轉(zhuǎn)子側(cè)想 辦法改善起動性能辦法改善起動性能.自看例自看例5-6,討論討論5-22.3.深槽和雙籠感應(yīng)電動機深槽和雙籠感應(yīng)電動機(1)趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng)槽形越深槽形越深,趨膚效應(yīng)越明顯趨膚效應(yīng)越明顯;頻率越高頻率越高,趨膚效應(yīng)越明顯趨膚效應(yīng)越明顯.(2)深槽感應(yīng)電動機深槽感應(yīng)電動機(3)雙籠感應(yīng)電動機雙籠感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子有兩套籠性繞組轉(zhuǎn)子有兩套籠性繞組:外籠和內(nèi)籠外籠和內(nèi)籠

23、. 外籠截面積較小外籠截面積較小,內(nèi)籠截面積較大內(nèi)籠截面積較大;外籠采用電阻外籠采用電阻率較大的材料率較大的材料,內(nèi)籠采取電阻率較小的材料內(nèi)籠采取電阻率較小的材料.總結(jié)總結(jié):深槽和雙籠感應(yīng)電動機都是特殊設(shè)計的感應(yīng)電動機深槽和雙籠感應(yīng)電動機都是特殊設(shè)計的感應(yīng)電動機, 利用趨膚效應(yīng)來增大起利用趨膚效應(yīng)來增大起動時的轉(zhuǎn)子電阻動時的轉(zhuǎn)子電阻,從而改善起動性能從而改善起動性能.【補】感應(yīng)電動機在起動時，由于趨膚效應(yīng)，轉(zhuǎn)子電阻會【補】感應(yīng)電動機在起動時，由于趨膚效應(yīng)，轉(zhuǎn)子電阻會。5.10感應(yīng)電動機的調(diào)速感應(yīng)電動機的調(diào)速根據(jù)公式根據(jù)公式可以從三個方面來調(diào)節(jié)可以從三個方面來調(diào)節(jié)感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速

24、:)1 (60)1 (1spfsnns(1)改變定子和轉(zhuǎn)子繞組的極對數(shù)改變定子和轉(zhuǎn)子繞組的極對數(shù)p ; (2)改變電源頻率改變電源頻率f1 ; (3)改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s .1.變極調(diào)速變極調(diào)速以單繞組雙速電機為例以單繞組雙速電機為例:定子上有一套繞組定子上有一套繞組,通過改變接法可以得到兩極或四極繞組通過改變接法可以得到兩極或四極繞組.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子為籠型繞組子為籠型繞組(籠型繞組的極數(shù)可以隨定子繞組極數(shù)的改變而自動改變籠型繞組的極數(shù)可以隨定子繞組極數(shù)的改變而自動改變).總結(jié)：變極調(diào)速的特點總結(jié)：變極調(diào)速的特點:有級調(diào)速有級調(diào)速,比較簡單，電梯曾用（雙繞組雙極）比較簡單，電梯曾用（雙繞組雙極）.2

25、.變頻調(diào)速變頻調(diào)速(1)基本要求基本要求:在額定頻率在額定頻率(或基頻或基頻)以下調(diào)速以下調(diào)速,希望保持鐵心中的磁通基本不變希望保持鐵心中的磁通基本不變.在額定頻在額定頻 率以上調(diào)速，希望保持額定功率不變。率以上調(diào)速，希望保持額定功率不變。為什么在額定頻率以下調(diào)速要保持磁通基本不變?yōu)槭裁丛陬~定頻率以下調(diào)速要保持磁通基本不變? 舉例說明。舉例說明。1111144. 4WmkNfEU例】一例】一 臺感應(yīng)電動機，臺感應(yīng)電動機，380V，60HZ，用變頻器供電。，用變頻器供電。（1）當頻率調(diào)為）當頻率調(diào)為30HZ時，電壓大約應(yīng)該調(diào)為多少？如果電壓仍然保持在時，電壓大約應(yīng)該調(diào)為多少？如果電壓仍然保持在3

26、80V，電機會發(fā)生什么情況？電機會發(fā)生什么情況？（2）當頻率調(diào)為）當頻率調(diào)為120HZ時，電壓大約應(yīng)該調(diào)為多少時，電壓大約應(yīng)該調(diào)為多少?(537V)解解：（：（1）為做到這一點為做到這一點,在額定頻率以下調(diào)速時在額定頻率以下調(diào)速時,當頻率改變時當頻率改變時,電壓同時改變電壓同時改變,即保持即保持U1/f1為為常數(shù)常數(shù).可以證明可以證明,這時電機的最大轉(zhuǎn)矩在調(diào)速前后保持不變這時電機的最大轉(zhuǎn)矩在調(diào)速前后保持不變.因此因此,在額定頻率以下的在額定頻率以下的調(diào)速又稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速或恒磁通調(diào)速調(diào)速又稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速或恒磁通調(diào)速.在額定頻率以上調(diào)速時在額定頻率以上調(diào)速時,一般隨著一般隨著電機轉(zhuǎn)速的上升電機轉(zhuǎn)速

27、的上升,使鐵心中的磁通使鐵心中的磁通不斷下降不斷下降.為做到這一點為做到這一點,使使11fU保持為常數(shù)保持為常數(shù),這時電機這時電機的最大功率在調(diào)速前的最大功率在調(diào)速前后保持不變后保持不變,因此因此,在額定頻率以在額定頻率以上的調(diào)速又稱為恒功率調(diào)速或上的調(diào)速又稱為恒功率調(diào)速或弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速.為什么在額定頻率以上調(diào)速要為什么在額定頻率以上調(diào)速要采用恒功率調(diào)速采用恒功率調(diào)速? 舉例說明。舉例說明。(2)變頻器變頻器基本要求基本要求:電壓和頻率都要可控電壓和頻率都要可控.基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu):交交-直直-交變頻器交變頻器,如圖如圖.傳統(tǒng)的控制方式是傳統(tǒng)的控制方式是: 整流器調(diào)壓整流器調(diào)壓,逆變器調(diào)頻逆變

28、器調(diào)頻.現(xiàn)在流行的一種變頻器現(xiàn)在流行的一種變頻器:PWM變頻器變頻器,控制方式為整流器不控制控制方式為整流器不控制,逆變器既調(diào)頻逆變器既調(diào)頻,也調(diào)也調(diào)壓壓,如圖如圖. 整流和逆變的原理。整流和逆變的原理。整流器各二極管導通順序為：整流器各二極管導通順序為：1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，1 1，2 PWM：脈寬調(diào)制。原理：用一系列等高不等寬的電壓或電流脈沖代替正弦波電壓：脈寬調(diào)制。原理：用一系列等高不等寬的電壓或電流脈沖代替正弦波電壓 或電流?；螂娏?。逆變器開關(guān)管的控制信號為逆變器開關(guān)管的控制信號為PWM脈沖脈沖,其產(chǎn)生原理如圖其產(chǎn)生原理如圖.開關(guān)管脈沖波形和輸出的相開關(guān)管脈沖波形

29、和輸出的相電壓波形電壓波形(A相繞組相對于相繞組相對于N點的電壓波形點的電壓波形)變頻調(diào)速的特點變頻調(diào)速的特點:能在大范能在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速圍內(nèi)平滑地調(diào)速,效率較高效率較高,需要變頻器需要變頻器.應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。變頻調(diào)速的應(yīng)用變頻調(diào)速的應(yīng)用.變頻器對變頻器對電機的負面影響電機的負面影響:1)加速絕緣老化加速絕緣老化,匝間絕緣匝間絕緣易擊穿易擊穿.2)溫升高于普通電機溫升高于普通電機.3)噪聲問題噪聲問題總結(jié)：變頻調(diào)速的基本要求；總結(jié)：變頻調(diào)速的基本要求；PWM變頻器的原理。變頻器的原理。3.改變轉(zhuǎn)差率來調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率來調(diào)速(1)轉(zhuǎn)子繞組串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子繞組串電阻調(diào)速:只適用于繞線只適用于繞

30、線轉(zhuǎn)子異步電機轉(zhuǎn)子異步電機,見圖見圖.設(shè)負載轉(zhuǎn)矩與空載轉(zhuǎn)矩之和保持不變設(shè)負載轉(zhuǎn)矩與空載轉(zhuǎn)矩之和保持不變,即即T2+T0保持不變保持不變,則有公式則有公式2212sRRsR特點：方法簡單特點：方法簡單,調(diào)速范圍較大調(diào)速范圍較大;當轉(zhuǎn)當轉(zhuǎn)速調(diào)得很低時速調(diào)得很低時,外加電阻消耗功率很外加電阻消耗功率很大大,電機效率很低電機效率很低.討論討論5-27，習題，習題5-28(2)串級調(diào)速串級調(diào)速:只適用于繞線轉(zhuǎn)子只適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電機異步電機.如圖如圖.其原理是利用外接其原理是利用外接功率變換裝置來限制轉(zhuǎn)子電流功率變換裝置來限制轉(zhuǎn)子電流,使使轉(zhuǎn)速下調(diào)轉(zhuǎn)速下調(diào).特點特點:與轉(zhuǎn)子繞組串電阻調(diào)速相比與轉(zhuǎn)子繞組

31、串電阻調(diào)速相比,效率較高效率較高;需要外接功率變換裝置需要外接功率變換裝置.(3)雙饋電機雙饋電機:也是一種繞線轉(zhuǎn)子異也是一種繞線轉(zhuǎn)子異步電機步電機,如圖如圖.其原理與串級調(diào)速差其原理與串級調(diào)速差不多不多,只是轉(zhuǎn)速不僅可以調(diào)低只是轉(zhuǎn)速不僅可以調(diào)低,也可也可以調(diào)高以調(diào)高(可以超出同步轉(zhuǎn)速可以超出同步轉(zhuǎn)速,仍然仍然是電動機是電動機)特點特點:與串級調(diào)速相比與串級調(diào)速相比,調(diào)速范圍調(diào)速范圍更大更大.（1）（）（2）（）（3）綜合。）綜合。(4)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速:通過改變電壓來通過改變電壓來改變電機的運行點來調(diào)速改變電機的運行點來調(diào)速.如圖如圖.舉例舉例:電扇調(diào)速器等電扇調(diào)速器等.另外，另外，臺燈的調(diào)

32、壓調(diào)光。臺燈的調(diào)壓調(diào)光。特點特點:當轉(zhuǎn)子電阻小時，調(diào)速當轉(zhuǎn)子電阻小時，調(diào)速范圍小范圍小.電梯上曾用。電梯上曾用?？偨Y(jié)：改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的幾種總結(jié)：改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的幾種方法。方法?！狙a】一臺雙饋異步電機，如何讓它在低于同步轉(zhuǎn)速時進入發(fā)電機狀態(tài)？【補】一臺雙饋異步電機，如何讓它在低于同步轉(zhuǎn)速時進入發(fā)電機狀態(tài)？5.12感應(yīng)發(fā)電機和直線電機感應(yīng)發(fā)電機和直線電機以籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機為例，畫圖說明異步電機從電動機向發(fā)電機的轉(zhuǎn)變以籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機為例，畫圖說明異步電機從電動機向發(fā)電機的轉(zhuǎn)變.1.并聯(lián)在大電網(wǎng)上發(fā)電并聯(lián)在大電網(wǎng)上發(fā)電一般情況下一般情況下,電機的轉(zhuǎn)速必須要超出由電網(wǎng)頻率決定的同步轉(zhuǎn)速電機的轉(zhuǎn)速必須要

33、超出由電網(wǎng)頻率決定的同步轉(zhuǎn)速:特點特點:發(fā)出的電的電壓和頻率等于電網(wǎng)的電壓和頻率發(fā)出的電的電壓和頻率等于電網(wǎng)的電壓和頻率;需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功電流需要從電網(wǎng)吸收滯后的無功電流勵磁勵磁.轉(zhuǎn)差大轉(zhuǎn)差大,發(fā)出的有功功率也大發(fā)出的有功功率也大.在早先的風力發(fā)電中的應(yīng)用。在早先的風力發(fā)電中的應(yīng)用。pfn1060總結(jié)總結(jié):普通的感應(yīng)電機并聯(lián)在大電網(wǎng)上普通的感應(yīng)電機并聯(lián)在大電網(wǎng)上運行運行,只要電機轉(zhuǎn)速超過由電網(wǎng)頻率決只要電機轉(zhuǎn)速超過由電網(wǎng)頻率決定的同步轉(zhuǎn)速定的同步轉(zhuǎn)速,電機自動進入發(fā)電機狀電機自動進入發(fā)電機狀態(tài)態(tài).2.單機運行發(fā)電單機運行發(fā)電空載建立電壓空載建立電壓,需要兩個條件需要兩個條件:轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)

34、子鐵心中有剩磁中有剩磁;定子側(cè)并聯(lián)電容器提供勵磁定子側(cè)并聯(lián)電容器提供勵磁電流電流.空載電壓的大小取決于電容線與空載特空載電壓的大小取決于電容線與空載特性的交點性的交點.增大電容量增大電容量,空載電壓升高空載電壓升高.負載運行時負載運行時,為保持電壓和頻率的穩(wěn)定為保持電壓和頻率的穩(wěn)定,必須隨負載的變化調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速和電必須隨負載的變化調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速和電容器的大小容器的大小.例如例如: 假定電壓和頻率保持假定電壓和頻率保持不變不變,當負載增大當負載增大(意味著電機輸出電流意味著電機輸出電流增大增大)時時,電機轉(zhuǎn)速必須適當增大電機轉(zhuǎn)速必須適當增大,同時并同時并聯(lián)的電容器也必須適當增大聯(lián)的電容器也必須

35、適當增大.見下表見下表:380V 50Hz 負載負載 (kW) 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(r/min) 電容電容(uF) 1 1510 120 2 1520 140 3 1530 160 總結(jié)總結(jié):單機運行發(fā)電單機運行發(fā)電,必須在定子側(cè)并聯(lián)電容器必須在定子側(cè)并聯(lián)電容器,并且隨負載的變化不斷調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電并且隨負載的變化不斷調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電容量容量,以維持電壓和頻率的穩(wěn)定以維持電壓和頻率的穩(wěn)定. 直線感應(yīng)電動機直線感應(yīng)電動機1.基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)直線電機可以看成是由旋轉(zhuǎn)電機展開得到：初級，次級；定子，動子。畫圖。直線電機可以看成是由旋轉(zhuǎn)電機展開得到：初級，次級；定子，動子。畫圖。以直線電機驅(qū)動的輕軌列車為例說明。以直線

36、電機驅(qū)動的輕軌列車為例說明。2.基本原理基本原理初級通電后產(chǎn)生平移行波磁場，次級感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁力。轉(zhuǎn)差率初級通電后產(chǎn)生平移行波磁場，次級感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁力。轉(zhuǎn)差率S=(Vs-V)/Vs討論討論5-33附錄附錄A 諧波磁場對感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)矩諧波磁場對感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)矩- 轉(zhuǎn)差率曲線的影響轉(zhuǎn)差率曲線的影響感應(yīng)電機氣隙中的諧波磁場有兩個來源感應(yīng)電機氣隙中的諧波磁場有兩個來源:一是繞組磁勢非正弦分布引起的一是繞組磁勢非正弦分布引起的;二是由于齒二是由于齒槽所引起的槽所引起的.諧波磁場會產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩諧波磁場會產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩, 對電機的轉(zhuǎn)矩對電機的轉(zhuǎn)矩- 轉(zhuǎn)差率曲線會帶來一定的影響轉(zhuǎn)差率曲線會帶來一定的影響

37、,特別對于籠型轉(zhuǎn)子異步電機特別對于籠型轉(zhuǎn)子異步電機,這種影響更是明顯這種影響更是明顯.畫圖說明。畫圖說明。A.1 異步寄生轉(zhuǎn)矩異步寄生轉(zhuǎn)矩主要由繞組非正弦分布引起的主要由繞組非正弦分布引起的諧波磁場產(chǎn)生諧波磁場產(chǎn)生.就三相電機而言就三相電機而言,氣隙合成磁場中除了基波外氣隙合成磁場中除了基波外,還還有有5,7,11,13等次數(shù)的諧波等次數(shù)的諧波,其中其中以以5次和次和7次諧波為大次諧波為大.7,50705nnnn這些旋轉(zhuǎn)的諧波磁場分別在轉(zhuǎn)這些旋轉(zhuǎn)的諧波磁場分別在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)相應(yīng)的電流子繞組中感應(yīng)相應(yīng)的電流,磁場磁場和電流相互作用能夠產(chǎn)生恒定和電流相互作用能夠產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩,稱為異步寄生轉(zhuǎn)矩稱為異步寄生轉(zhuǎn)矩.其原理與基波磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的其原理與基波磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的原理一樣原理一樣.如圖如圖.由圖中可見由圖中可見,由于由于5次和次和7次諧波磁場產(chǎn)生的異步寄生轉(zhuǎn)矩的共同影響次諧波磁場產(chǎn)生的異步寄生轉(zhuǎn)矩的共同影響,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲轉(zhuǎn)差率曲線線在接近在接近0.857處即略大于處即略大于n0/7處下凹處下凹,影響電機起動影響電機起動.A.2同