控制三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)行

1、任務(wù)三任務(wù)三 控制三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)控制三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)行速并穩(wěn)定運(yùn)行一、保持電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行（一）三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（一）三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1AB 區(qū)域運(yùn)行情況2BC 區(qū)域運(yùn)行情況綜上所述，三相交流異步電動(dòng)機(jī)有如下綜上所述，三相交流異步電動(dòng)機(jī)有如下主要特點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)有較硬的機(jī)械特主要特點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)有較硬的機(jī)械特性，即性，即隨著隨著負(fù)載的變化而轉(zhuǎn)速變化較小；負(fù)載的變化而轉(zhuǎn)速變化較??；異步電動(dòng)機(jī)有較大的過載能力和起動(dòng)能異步電動(dòng)機(jī)有較大的過載能力和起動(dòng)能力；電源電壓的力；電源電壓的波動(dòng)對(duì)波動(dòng)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的工異步電動(dòng)機(jī)的工作影響較大。作影響較大。特性硬的電動(dòng)機(jī)，負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速

2、變特性硬的電動(dòng)機(jī)，負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行穩(wěn)定特性好，適用于金屬化不大，運(yùn)行穩(wěn)定特性好，適用于金屬切削工作切削工作；特性；特性較軟的電動(dòng)機(jī)，負(fù)載增較軟的電動(dòng)機(jī)，負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好，適用于重載起動(dòng)。特性好，適用于重載起動(dòng)。（二）三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性（二）三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性二、有效調(diào)整電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度從上式可見，改變供電頻率f1、電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p 及轉(zhuǎn)差率s 均可起到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，無非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。（一）變極調(diào)速（一）變極調(diào)速 不同的磁極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。改變

3、電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù)就能改變同步轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著改變。例如一電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)P=1，同步轉(zhuǎn)速3000r/min，額定轉(zhuǎn)速2940r/min。若將磁極對(duì)數(shù)改為P=2，相應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定轉(zhuǎn)速就改變?yōu)?460r/min。變極調(diào)速需要改變定子繞組的接線方式變極調(diào)速需要改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子磁極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子磁極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的速目的。這種。這種調(diào)速方法具有較硬的機(jī)械調(diào)速方法具有較硬的機(jī)械特性、穩(wěn)定性良好、無轉(zhuǎn)差損耗，效率特性、穩(wěn)定性良好、無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；由于磁極對(duì)數(shù)高；由于磁極對(duì)數(shù)只能成只能成對(duì)的改變，所對(duì)的改變，所以這種調(diào)速方

4、法是有級(jí)的，并且這種定以這種調(diào)速方法是有級(jí)的，并且這種定子繞組的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因此，子繞組的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因此，一般變一般變極的調(diào)速電動(dòng)機(jī)最多不超過三速。本方極的調(diào)速電動(dòng)機(jī)最多不超過三速。本方法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬如金屬切削機(jī)床切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備等。、升降機(jī)、起重設(shè)備等。（二）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（二）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，改變轉(zhuǎn)子電阻r2，依靠增加轉(zhuǎn)差功率的辦法來降低轉(zhuǎn)子速度，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。改變轉(zhuǎn)子電阻，轉(zhuǎn)差率S 及臨界轉(zhuǎn)差率Sm 均有改變，而最大

5、轉(zhuǎn)矩不變。 此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上，能量損耗較大，電動(dòng)機(jī)的效率很低，機(jī)械特性較軟，低速運(yùn)行時(shí)負(fù)載稍有變化轉(zhuǎn)速就波動(dòng)很大，調(diào)速精度很差，一般多用在起重機(jī)等場合。對(duì)于大中容量的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，若要求長期在低速下運(yùn)行，是不宜采用此種調(diào)速方法的。（三）定子調(diào)壓調(diào)速（三）定子調(diào)壓調(diào)速 保持電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不變的前提下，電壓的改變將會(huì)改變電動(dòng)機(jī)行動(dòng)中的轉(zhuǎn)差率改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。如圖所示，當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變情況下，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電

6、源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓(通常叫通常叫調(diào)壓模塊調(diào)壓模塊)等幾種，晶閘管調(diào)壓方式為最佳。等幾種，晶閘管調(diào)壓方式為最佳。（1）手動(dòng)控制方式（2）外部信號(hào)控制方式（四）（四）變頻調(diào)速變頻調(diào)速 通過改變交流電頻率來改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就必須在電源與電動(dòng)機(jī)之間加一變換裝置變頻器，將50Hz 的交流電變?yōu)轭l率連續(xù)可調(diào)的交流電。變頻器是可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種，是應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)改變交流電動(dòng)機(jī)工作電壓的頻率和幅度，來平滑控制交流電動(dòng)機(jī)速度及轉(zhuǎn)矩，也稱為變頻驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)控制器。 變頻器先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC），然后再把直流電（DC）變換為頻率可調(diào)的三相或單相交流電（AC）。變頻器同時(shí)改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行曲線平行下移，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)調(diào)整。 變頻器具