第十二章三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

1、重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)2第十二章第十二章 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)3 主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 變極調(diào)速變極調(diào)速第二節(jié)第二節(jié) 變頻調(diào)速變頻調(diào)速第三節(jié)第三節(jié) 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)416011sfnnssp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1）改變定子繞組的極對數(shù)改變定子繞組的極對數(shù) p變極調(diào)速變極調(diào)速2）改變供電電源的頻率改變供電電源的頻率 f1變頻調(diào)速變頻調(diào)速3）改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 s調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)

2、礎(chǔ)5第一節(jié)第一節(jié) 變極調(diào)速變極調(diào)速l改變極對數(shù)的調(diào)速改變極對數(shù)的調(diào)速方法方法1.含義含義電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)6討論變極調(diào)速的實(shí)現(xiàn)討論變極調(diào)速的實(shí)現(xiàn) 變極調(diào)速變極調(diào)速-必須改變電流的空間分布必須改變電流的空間分布-只有改變繞組的電流流向只有改變繞組的電流流向-改變接線改變接線 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ) 定子繞組產(chǎn)生的磁場是多對極的旋轉(zhuǎn)磁定子繞組產(chǎn)生的磁場是多對極的旋轉(zhuǎn)磁場，那么轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場是幾對極的磁場，那么轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場是幾對極的磁場呢？場呢？ 也應(yīng)該與定子磁場的極對數(shù)相同，為此轉(zhuǎn)也應(yīng)該與定子磁場的極對數(shù)相同，為此轉(zhuǎn)子繞組的電流分布也應(yīng)該變化子繞組的電流分布也應(yīng)該變化

3、-轉(zhuǎn)子繞轉(zhuǎn)子繞組的空間數(shù)量也應(yīng)該足夠組的空間數(shù)量也應(yīng)該足夠-轉(zhuǎn)子應(yīng)該為轉(zhuǎn)子應(yīng)該為鼠籠型轉(zhuǎn)子。鼠籠型轉(zhuǎn)子。7電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)8 8第一節(jié)第一節(jié) 變極調(diào)速變極調(diào)速l改變極對數(shù)改變極對數(shù)-改變磁極的數(shù)量改變磁極的數(shù)量-改變電流的分布改變電流的分布-改改變定子繞組的接法變定子繞組的接法-要求定子繞組必須有多段要求定子繞組必須有多段-通過通過電流的流向?qū)崿F(xiàn)電流的流向?qū)崿F(xiàn)l改變定子繞組聯(lián)結(jié)方法，得到的極對數(shù)成倍地變化，同改變定子繞組聯(lián)結(jié)方法，得到的極對數(shù)成倍地變化，同步轉(zhuǎn)速也成倍地變化，屬于有級調(diào)速步轉(zhuǎn)速也成倍地變化，屬于有級調(diào)速l一般一般用于籠型轉(zhuǎn)子用于籠型轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子極對數(shù)能自動(dòng)與定子極

4、對數(shù)相轉(zhuǎn)子極對數(shù)能自動(dòng)與定子極對數(shù)相對應(yīng)對應(yīng)2. 實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)9電流分布改變的實(shí)現(xiàn)過程電流分布改變的實(shí)現(xiàn)過程電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)10實(shí)際實(shí)際改變定子繞組的聯(lián)結(jié)，極對數(shù)改變定子繞組的聯(lián)結(jié)，極對數(shù)p及及2p下相序相反，下相序相反，須將須將V、W兩相出線端對調(diào)，以保持調(diào)速前后轉(zhuǎn)向相同。兩相出線端對調(diào)，以保持調(diào)速前后轉(zhuǎn)向相同。極對數(shù)改變的同時(shí)，每一相的電流也變化：極對數(shù)減小，電極對數(shù)改變的同時(shí)，每一相的電流也變化：極對數(shù)減小，電流加倍；流加倍；電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)11電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)變極調(diào)速時(shí)電機(jī)狀態(tài)量的變化過程：變極調(diào)速時(shí)電

5、機(jī)狀態(tài)量的變化過程： 極對數(shù)增加極對數(shù)增加-磁場旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速減小磁場旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速減小-切切割速度降低割速度降低-轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電勢減小轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電勢減小-轉(zhuǎn)子電流減小轉(zhuǎn)子電流減小-電磁轉(zhuǎn)矩減小電磁轉(zhuǎn)矩減小-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降轉(zhuǎn)速下降-切割速度提高切割速度提高-轉(zhuǎn)子電勢轉(zhuǎn)子電勢增大增大-轉(zhuǎn)子電流增大轉(zhuǎn)子電流增大-轉(zhuǎn)矩增大一直轉(zhuǎn)矩增大一直到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等。到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等。12電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)變極調(diào)速的機(jī)械特性線：變極調(diào)速的機(jī)械特性線： 理想空載點(diǎn)變化理想空載點(diǎn)變化 最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：與電壓有關(guān)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：與電壓有關(guān) 臨界轉(zhuǎn)差率：與轉(zhuǎn)子頻率有關(guān)臨界轉(zhuǎn)差率：與轉(zhuǎn)子頻率有關(guān) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：與電壓有關(guān)起動(dòng)轉(zhuǎn)

6、矩：與電壓有關(guān) 13電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)14n調(diào)速過程中的機(jī)械特性調(diào)速過程中的機(jī)械特性極對數(shù)越多，理想空載點(diǎn)越極對數(shù)越多，理想空載點(diǎn)越低；那么轉(zhuǎn)矩如何變化，臨界轉(zhuǎn)差率如何變化？低；那么轉(zhuǎn)矩如何變化，臨界轉(zhuǎn)差率如何變化？221222112essRUPmsTRRXXs222212112()mRRsXXRXX 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)15變極調(diào)速的性能分析變極調(diào)速的性能分析 極對數(shù)改變了，旋轉(zhuǎn)速度變化極對數(shù)改變了，旋轉(zhuǎn)速度變化-在每一在每一個(gè)繞組電流為額定電流的情況下，轉(zhuǎn)矩的個(gè)繞組電流為額定電流的情況下，轉(zhuǎn)矩的大小是否變化？功率的大小是否變化？大小是否變化？功率的大小是否變化？

7、繞組的接線從串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)繞組的接線從串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)-每一相電每一相電流加大流加大-輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率如何變化？輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率如何變化？分析：星型分析：星型雙星型雙星型(額定電壓和額定電流額定電壓和額定電流) 三角形三角形-雙星型雙星型電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)16變極調(diào)速：變極調(diào)速： 由于定子繞組的接線方式發(fā)生了改變由于定子繞組的接線方式發(fā)生了改變-所以參數(shù)表達(dá)式無法判斷所以參數(shù)表達(dá)式無法判斷-只有用物只有用物理表達(dá)式。理表達(dá)式。 每一個(gè)繞組的電流不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩會(huì)有什每一個(gè)繞組的電流不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩會(huì)有什么樣的結(jié)果？么樣的結(jié)果？電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)17n輸出功率：輸出功率：l假設(shè)

8、在不同極對數(shù)下假設(shè)在不同極對數(shù)下與與 保持不變，則有保持不變，則有n輸出轉(zhuǎn)矩：輸出轉(zhuǎn)矩：l忽略定子損耗，則電磁功率忽略定子損耗，則電磁功率Pe與輸入功率與輸入功率P1相等，轉(zhuǎn)相等，轉(zhuǎn)矩為矩為21113cosPPU I 1cos21PU I2. 容許輸出功率和轉(zhuǎn)矩的變化情況容許輸出功率和轉(zhuǎn)矩的變化情況119550essU IPTU I pnn電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)18n容許輸出轉(zhuǎn)矩關(guān)系容許輸出轉(zhuǎn)矩關(guān)系l定子繞組從一個(gè)星形聯(lián)結(jié)改成兩個(gè)星形聯(lián)結(jié)的并聯(lián)時(shí)，定子繞組從一個(gè)星形聯(lián)結(jié)改成兩個(gè)星形聯(lián)結(jié)的并聯(lián)時(shí)，極對數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑯O對數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，ns增加一倍。為使調(diào)速時(shí)電動(dòng)增加一倍。為使調(diào)速

9、時(shí)電動(dòng)機(jī)得到充分利用，在高、低速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)均機(jī)得到充分利用，在高、低速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)均流過額定電流，兩種聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)矩之比為流過額定電流，兩種聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)矩之比為n容許輸出功率關(guān)系：容許輸出功率關(guān)系：l定子繞組從一個(gè)三角形聯(lián)結(jié)改成兩個(gè)星形聯(lián)結(jié)的并聯(lián)時(shí)，定子繞組從一個(gè)三角形聯(lián)結(jié)改成兩個(gè)星形聯(lián)結(jié)的并聯(lián)時(shí)，極對數(shù)減小一倍，極對數(shù)減小一倍，ns增加一倍。兩種聯(lián)結(jié)的功率比為增加一倍。兩種聯(lián)結(jié)的功率比為NN212YYYU IpTTUIpN22N330.86622YYU IPPUI電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)19電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)20優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速時(shí)低速人為特性較硬，靜差率較高，

10、經(jīng)濟(jì)性較好；調(diào)速時(shí)低速人為特性較硬，靜差率較高，經(jīng)濟(jì)性較好；定子繞組的不同聯(lián)結(jié)可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或近似恒功率調(diào)速。定子繞組的不同聯(lián)結(jié)可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或近似恒功率調(diào)速。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：屬于有級調(diào)速，適用于不需平滑調(diào)速的場合屬于有級調(diào)速，適用于不需平滑調(diào)速的場合適用類型：適用類型：籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)21第二節(jié)第二節(jié) 變頻調(diào)速變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 我們知道，對于三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子繞組通入三我們知道，對于三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子繞組通入三相對稱交流電，其產(chǎn)生的基波合成磁場的旋轉(zhuǎn)速度（即相對稱交流電，其產(chǎn)生的基波合成磁場的旋轉(zhuǎn)速度（即同步轉(zhuǎn)速）為同步轉(zhuǎn)速）

11、為 ，式中，式中pn為電機(jī)的極對數(shù)，而轉(zhuǎn)為電機(jī)的極對數(shù)，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為子轉(zhuǎn)速為 。正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)差率。正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)差率s很小，很小，nns，因此若能連續(xù)地改變定子繞組的供電頻率，就可，因此若能連續(xù)地改變定子繞組的供電頻率，就可以平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)速的目的。以平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)速的目的。1(60)(1)nfpsnspfn160snsn)1 ( 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)變頻調(diào)速時(shí)電機(jī)狀態(tài)量的變化：變頻調(diào)速時(shí)電機(jī)狀態(tài)量的變化： 定子電壓頻率降低定子電壓頻率降低-磁場旋轉(zhuǎn)速度降低磁場旋轉(zhuǎn)速度降低-切割速度降低切割速度降低-轉(zhuǎn)子電勢減小轉(zhuǎn)子電勢減小

12、-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流減小子電流減小-電磁轉(zhuǎn)矩減小電磁轉(zhuǎn)矩減小-轉(zhuǎn)速降轉(zhuǎn)速降低低 定子電壓頻率降低定子電壓頻率降低-磁場旋轉(zhuǎn)速度降低磁場旋轉(zhuǎn)速度降低-定子電勢減??？定子電勢減??？22電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)23改變頻率改變頻率-可以改變轉(zhuǎn)速可以改變轉(zhuǎn)速改變頻率改變頻率-定子電勢減小定子電勢減小-而定子電勢而定子電勢取決于輸入的定子電壓取決于輸入的定子電壓-必然使磁通加必然使磁通加大大如何保證磁通不變？如何保證磁通不變？變頻的同時(shí)變壓。變頻的同時(shí)變壓。電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)24n轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，n基本上正比于基本上正比于f1n如果如果f1可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則可以得到很大的

13、調(diào)速范圍、很好可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則可以得到很大的調(diào)速范圍、很好的調(diào)速平滑性和足夠硬度的機(jī)械特性的調(diào)速平滑性和足夠硬度的機(jī)械特性n變頻的同時(shí)需要變壓，才能確保變頻的同時(shí)需要變壓，才能確保不變；不變；n忽略定子漏阻抗，根據(jù)定子電路電動(dòng)勢平衡方程式忽略定子漏阻抗，根據(jù)定子電路電動(dòng)勢平衡方程式n可見，要使可見，要使f1變化時(shí)保持變化時(shí)保持不變，則不變，則U與與f f1 1必須成比例地必須成比例地變化變化1(60)(1)nfps1114.44wUEf N k電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)25變頻調(diào)速的機(jī)械特性線之間有何關(guān)系呢？變頻調(diào)速的機(jī)械特性線之間有何關(guān)系呢？頻率變化頻率變化-理想空載點(diǎn)變化；理想空載點(diǎn)

14、變化；最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩-電壓變化、頻率變化、電抗變電壓變化、頻率變化、電抗變化化-需要研究；需要研究；臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率-頻率變化頻率變化-電抗減小電抗減小-臨界轉(zhuǎn)差率變大臨界轉(zhuǎn)差率變大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩-電壓變化、頻率變化電壓變化、頻率變化-需要需要研究研究電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)261. 變頻調(diào)速的機(jī)械特性變頻調(diào)速的機(jī)械特性1160sfnfp222112()mRsRXX當(dāng)當(dāng)f1較高時(shí)，可忽略較高時(shí)，可忽略R1，21211mRsXXf221222112211222221121122(2)sRUmsTRRXXsUm psf RfsRRsfLL電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)27nS很小

15、時(shí)，可得很小時(shí)，可得n對應(yīng)于某一對應(yīng)于某一T時(shí)的轉(zhuǎn)速降為時(shí)的轉(zhuǎn)速降為211122Um psfTsfR160fnsp 2221160 2()TRnsm pUf 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)2828當(dāng)定子頻率較高時(shí)當(dāng)定子頻率較高時(shí) ，忽略，忽略R121max2211212sUmTRXXR121RXX2max1UTCf最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩12sfp 121122()XXfLLmaxTNTK T221NTUTCK f電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)29n可見，可見， =定值時(shí)，對于同一定值時(shí)，對于同一T，變頻時(shí)轉(zhuǎn)速降，變頻時(shí)轉(zhuǎn)速降 近近似不變，人為機(jī)械特性是一族平行線似不變，人為機(jī)械特性是一族平行線n

16、當(dāng)當(dāng)f1較小時(shí)，需要考慮較小時(shí)，需要考慮R1的影響，的影響，Tmax降低降低1Ufn電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)30 低頻電壓補(bǔ)償：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要求在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)過載能力載，要求在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)過載能力不變，因此希望不同頻率下的最大轉(zhuǎn)不變，因此希望不同頻率下的最大轉(zhuǎn)矩保持不變，為此通常需在低頻時(shí)進(jìn)矩保持不變，為此通常需在低頻時(shí)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，即在行電壓補(bǔ)償，即在Us/f1=常數(shù)的基礎(chǔ)常數(shù)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高低頻時(shí)的電壓，以補(bǔ)償上，適當(dāng)提高低頻時(shí)的電壓，以補(bǔ)償定子電阻壓降的影響，典型的電壓定子電阻壓降的影響，典型的電壓-頻率特性如圖所示。頻率特性如圖所示。 基頻以上的電壓-頻率

17、關(guān)系：當(dāng)運(yùn)行頻率達(dá)到基頻（額當(dāng)運(yùn)行頻率達(dá)到基頻（額定頻率）時(shí)，電壓已達(dá)額定值，若頻率超過基頻，電壓不能定頻率）時(shí)，電壓已達(dá)額定值，若頻率超過基頻，電壓不能繼續(xù)增加，通常使之保持額定值不變，這樣氣隙磁通將隨頻繼續(xù)增加，通常使之保持額定值不變，這樣氣隙磁通將隨頻率升高近似成反比變化，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入弱磁調(diào)速階段，最大轉(zhuǎn)率升高近似成反比變化，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入弱磁調(diào)速階段，最大轉(zhuǎn)矩隨頻率升高而降低，具有近似恒功率特性。矩隨頻率升高而降低，具有近似恒功率特性。圖圖 變頻運(yùn)行時(shí)的電壓變頻運(yùn)行時(shí)的電壓-頻率特性曲線頻率特性曲線 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)31當(dāng)定子頻率較高時(shí)當(dāng)定子頻率較高時(shí) ，忽略，忽略R1對于恒

18、轉(zhuǎn)矩調(diào)速，如果變頻裝置保證對于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，如果變頻裝置保證 隨隨 成正比地變成正比地變化，則可保證在頻率變化過程中電動(dòng)機(jī)具有同樣的過載能化，則可保證在頻率變化過程中電動(dòng)機(jī)具有同樣的過載能力，在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速下的變頻裝置一般就是根據(jù)這一要求設(shè)力，在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速下的變頻裝置一般就是根據(jù)這一要求設(shè)計(jì)的。計(jì)的。 1fU21max2211212sUmTRXXR121RXX2max1UTCf2. 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速12sfp 121122()XXfLLmaxTNTK T221NTUTCK f電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)3211UUff定值可見，恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速可見，恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速時(shí)，如能保持時(shí)，如能保持 =

19、定值，則可保定值，則可保證調(diào)速過程中電動(dòng)機(jī)的過載能力基本不變，同時(shí)可滿足磁通證調(diào)速過程中電動(dòng)機(jī)的過載能力基本不變，同時(shí)可滿足磁通 基本不變的要求?；静蛔兊囊蟆?/Uf頻率變?yōu)轭l率變?yōu)?，定子相電壓、額定轉(zhuǎn)矩及過載倍數(shù)相應(yīng)變，定子相電壓、額定轉(zhuǎn)矩及過載倍數(shù)相應(yīng)變?yōu)闉?、 及及 ，則變頻前后額定轉(zhuǎn)矩之比為，則變頻前后額定轉(zhuǎn)矩之比為1f UNTTK2211NTNTUTfKTUfK TTKK 11NNUTfUfTNNTT 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)3311UUff定值3. 恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速TNNNssPTT 定值N1N1TfTfN1N1TfTf11NNUTfUfT11UfUf或或可見可見

20、，在恒功率調(diào)速時(shí)，如能滿足，在恒功率調(diào)速時(shí)，如能滿足 =定值定值的條件，的條件，調(diào)速過程中電動(dòng)機(jī)的過載能力也能保持不變，但此時(shí)磁通調(diào)速過程中電動(dòng)機(jī)的過載能力也能保持不變，但此時(shí)磁通將發(fā)生變化。將發(fā)生變化。如果此時(shí)按恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速滿足如果此時(shí)按恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速滿足 =定值定值的條件，則磁通將的條件，則磁通將基本不變，但電動(dòng)機(jī)的過載能力將在調(diào)速過程中改變?；静蛔?，但電動(dòng)機(jī)的過載能力將在調(diào)速過程中改變。1/Uf1/Uf電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)34n變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)l調(diào)速范圍較大調(diào)速范圍較大l平滑性較高平滑性較高l變頻時(shí)按不同規(guī)律變化可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速，變頻時(shí)按不同規(guī)律變化可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)

21、矩或恒功率調(diào)速，以適應(yīng)不同負(fù)載的要求以適應(yīng)不同負(fù)載的要求l低速時(shí)特性的靜差率較高低速時(shí)特性的靜差率較高n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：l必須有專門的變頻電源必須有專門的變頻電源l恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過載倍數(shù)大為降低，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過載倍數(shù)大為降低，甚至不能帶動(dòng)負(fù)載甚至不能帶動(dòng)負(fù)載4. 變頻調(diào)速的特點(diǎn)變頻調(diào)速的特點(diǎn)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)35變頻電機(jī)變頻電機(jī) 對普通異步電動(dòng)機(jī)來說，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)對普通異步電動(dòng)機(jī)來說，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過載能力、啟動(dòng)性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動(dòng)是過載能力、啟動(dòng)性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動(dòng)機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可

22、以在臨界轉(zhuǎn)差機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近率接近1時(shí)直接啟動(dòng)，因此，過載能力和啟動(dòng)性能不再時(shí)直接啟動(dòng)，因此，過載能力和啟動(dòng)性能不再需要過多考慮，而要解決的關(guān)鍵問題是如何改善電動(dòng)機(jī)需要過多考慮，而要解決的關(guān)鍵問題是如何改善電動(dòng)機(jī)對非正弦波電源的適應(yīng)能力。方式一般如下：對非正弦波電源的適應(yīng)能力。方式一般如下： 1） 盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增加起的銅耗增加2）為抑制電流中的高次諧波，）為抑制電流中的高次諧波，需適當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)的需適當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)的

23、電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動(dòng)機(jī)漏抗的大小要兼顧到整個(gè)調(diào)速耗也增大。因此，電動(dòng)機(jī)漏抗的大小要兼顧到整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。3）變頻電動(dòng)機(jī)的主磁路一般設(shè)計(jì)成不飽和狀態(tài)）變頻電動(dòng)機(jī)的主磁路一般設(shè)計(jì)成不飽和狀態(tài)，一，一是考慮高次諧波會(huì)加深磁路飽和，二是考慮在低頻時(shí)，是考慮高次諧波會(huì)加深磁路飽和，二是考慮在低頻時(shí)，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)362、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要也是考慮

24、非正弦電源特性對變頻在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響，電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問題：一般注意以下問題：1）絕緣等級，一般為）絕緣等級，一般為F級或更高級或更高，加強(qiáng)對地絕緣和線，加強(qiáng)對地絕緣和線匝絕緣強(qiáng)度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。匝絕緣強(qiáng)度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。2）對電機(jī)的振動(dòng)、噪聲問題）對電機(jī)的振動(dòng)、噪聲問題，要充分考慮電動(dòng)機(jī)構(gòu)，要充分考慮電動(dòng)機(jī)構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

25、3）冷卻方式）冷卻方式：一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)散：一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。4）防止軸電流措施）防止軸電流措施，對容量超過，對容量超過160KW電動(dòng)機(jī)應(yīng)采電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會(huì)產(chǎn)生用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對稱，也會(huì)產(chǎn)生軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時(shí)，軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時(shí)，軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。取絕緣措施。 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)37第三節(jié)第三節(jié) 調(diào)

26、節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速n轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速的含義轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速的含義 改變運(yùn)行的轉(zhuǎn)差率。改變運(yùn)行的轉(zhuǎn)差率。 如何改變轉(zhuǎn)差率？如何改變轉(zhuǎn)差率？電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ) 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率-改變切割速度改變切割速度-在電磁在電磁轉(zhuǎn)矩不變的前提下，轉(zhuǎn)子電勢的大小與磁轉(zhuǎn)矩不變的前提下，轉(zhuǎn)子電勢的大小與磁場和切割速度有關(guān)場和切割速度有關(guān)-轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電勢轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電勢和轉(zhuǎn)子電阻、電抗有關(guān)和轉(zhuǎn)子電阻、電抗有關(guān) 因此，改變轉(zhuǎn)差率因此，改變轉(zhuǎn)差率-可以改變定子的磁可以改變定子的磁場或轉(zhuǎn)子的參數(shù)。場或轉(zhuǎn)子的參數(shù)。38電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)3939n轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速方法的類型轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速方法

27、的類型l轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻調(diào)速用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)l改變定子電壓調(diào)速改變定子電壓調(diào)速常用于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)常用于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)l滑差電動(dòng)機(jī)滑差電動(dòng)機(jī)常用于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)常用于籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)l串級調(diào)速串級調(diào)速用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)n轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速的共同特點(diǎn)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速的共同特點(diǎn)l在調(diào)速過程中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率在調(diào)速過程中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率sPe，且消耗在轉(zhuǎn)，且消耗在轉(zhuǎn)子電路，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較差（子電路，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較差（除串級除串級調(diào)速外調(diào)速外）電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)4040一、轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻調(diào)

28、速一、轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻調(diào)速 n含義：含義：l在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻n過程過程 轉(zhuǎn)子電阻加大轉(zhuǎn)子電阻加大轉(zhuǎn)子電流減小轉(zhuǎn)子電流減小電磁轉(zhuǎn)矩減小電磁轉(zhuǎn)矩減小-轉(zhuǎn)速降低轉(zhuǎn)速降低-切切割速度提高割速度提高電勢提高電勢提高轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子電流提高流提高電磁轉(zhuǎn)矩提高一直到負(fù)電磁轉(zhuǎn)矩提高一直到負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡為止。載轉(zhuǎn)矩平衡為止。電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)電機(jī)的運(yùn)行過程：運(yùn)行過程： 當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率不大于當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率不大于1，則電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于，則電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于第一象限；第一象限； 當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率大于當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率大于1時(shí)

29、時(shí)，電機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行于，電機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行于第四象限。第四象限。41電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)42一、轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻調(diào)速一、轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻調(diào)速 n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l調(diào)速方法簡單調(diào)速方法簡單l設(shè)備簡單，初期投資少設(shè)備簡單，初期投資少n缺點(diǎn)缺點(diǎn)l為有極調(diào)速，為有極調(diào)速，調(diào)速平滑性差調(diào)速平滑性差l隨著轉(zhuǎn)子電阻的增大，機(jī)械特性變軟，隨著轉(zhuǎn)子電阻的增大，機(jī)械特性變軟，不能滿足靜不能滿足靜差率及調(diào)速范圍的要求差率及調(diào)速范圍的要求，尤其空載或輕載調(diào)速時(shí)，尤其空載或輕載調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍更小調(diào)速范圍更小l低速時(shí)轉(zhuǎn)差率大，大量的轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子回路電阻低速時(shí)轉(zhuǎn)差率大，大量的轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子回路電阻上消耗，上消耗，效率

30、低，經(jīng)濟(jì)性差效率低，經(jīng)濟(jì)性差 電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)4343二、改變定子電壓調(diào)速二、改變定子電壓調(diào)速 n改變定子電壓的含義：改變定子電壓的含義：改變定子電壓的大小改變定子電壓的大小n過程：過程：定子電壓減小定子電壓減小定子電流減小定子電流減小磁場減磁場減小小轉(zhuǎn)子電勢減小轉(zhuǎn)子電勢減小轉(zhuǎn)子電流減小轉(zhuǎn)子電流減小電電磁轉(zhuǎn)矩減小磁轉(zhuǎn)矩減小轉(zhuǎn)速減小轉(zhuǎn)速減小n降壓的機(jī)械特性：降壓的機(jī)械特性：理想空載點(diǎn)不變；理想空載點(diǎn)不變； 轉(zhuǎn)矩減??；轉(zhuǎn)矩減小； 理想空載點(diǎn)不變。理想空載點(diǎn)不變。電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)44二、改變定子電壓調(diào)速二、改變定子電壓調(diào)速 n改變定子電壓的機(jī)械特性：改變定子電壓的機(jī)械

31、特性：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速低于nm的機(jī)械特的機(jī)械特性不能穩(wěn)定運(yùn)行，僅性不能穩(wěn)定運(yùn)行，僅nsnm的轉(zhuǎn)速區(qū)段的轉(zhuǎn)速區(qū)段可調(diào)，故可調(diào)，故調(diào)速范圍很小調(diào)速范圍很小對于通風(fēng)機(jī)負(fù)載：對于通風(fēng)機(jī)負(fù)載：轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速低于nm的機(jī)械特的機(jī)械特性也能穩(wěn)定運(yùn)行，性也能穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)速范圍擴(kuò)大了調(diào)速范圍擴(kuò)大了n轉(zhuǎn)子電阻較高時(shí)改變定子電壓的機(jī)械特轉(zhuǎn)子電阻較高時(shí)改變定子電壓的機(jī)械特性：性：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：可得較寬調(diào)速范圍可得較寬調(diào)速范圍但是：但是：特性太軟特性太軟，靜差率常不能滿足要，靜差率常不能滿足要求；求；低壓時(shí)過載能力較低低壓時(shí)過載能力較低，負(fù)載稍波動(dòng)，負(fù)載稍波動(dòng)即可導(dǎo)致停轉(zhuǎn)。即

32、可導(dǎo)致停轉(zhuǎn)。電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)4545二、改變定子電壓調(diào)速二、改變定子電壓調(diào)速 n改變定子電壓的特點(diǎn)：改變定子電壓的特點(diǎn)：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于最大對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于最大電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行；電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行； 對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于最大對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于最大電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)直接停止。電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)直接停止。電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)46目前，都采用目前，都采用晶閘管交流調(diào)壓閉環(huán)系統(tǒng)晶閘管交流調(diào)壓閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速進(jìn)行調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，得到低速硬特性和較大的調(diào)速范圍；可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，得到低速硬

33、特性和較大的調(diào)速范圍；結(jié)構(gòu)簡單，成本較低結(jié)構(gòu)簡單，成本較低缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：調(diào)速效率較低，功率因數(shù)比轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)更低調(diào)速效率較低，功率因數(shù)比轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)更低適用類型：適用類型：一般用于高轉(zhuǎn)差率籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)一般用于高轉(zhuǎn)差率籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)也可用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)也可用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)47三、滑差電動(dòng)機(jī)三、滑差電動(dòng)機(jī)（一）電磁滑差離合器的調(diào)速原理（一）電磁滑差離合器的調(diào)速原理n滑差電動(dòng)機(jī)由滑差電動(dòng)機(jī)由籠型異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī)、滑差滑差離合器離合器和和控制裝置控制裝置構(gòu)成構(gòu)成n滑差離合器由滑差離合器由電樞（主動(dòng)部分）電樞（主動(dòng)部分）、磁、磁極和繞組（從動(dòng)部

34、分，合稱感應(yīng)子）極和繞組（從動(dòng)部分，合稱感應(yīng)子）n繞組通電，磁通交鏈電樞與感應(yīng)子繞組通電，磁通交鏈電樞與感應(yīng)子n電樞以一定的轉(zhuǎn)速在感應(yīng)子所建立的電樞以一定的轉(zhuǎn)速在感應(yīng)子所建立的磁場內(nèi)旋轉(zhuǎn)，電樞各點(diǎn)磁通處在不斷磁場內(nèi)旋轉(zhuǎn)，電樞各點(diǎn)磁通處在不斷重復(fù)的變化之中，電樞上出現(xiàn)感應(yīng)電重復(fù)的變化之中，電樞上出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢。動(dòng)勢。n當(dāng)感應(yīng)子也旋轉(zhuǎn)時(shí)，此感應(yīng)電動(dòng)勢為當(dāng)感應(yīng)子也旋轉(zhuǎn)時(shí)，此感應(yīng)電動(dòng)勢為21 BlRE電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)48n在此感應(yīng)電動(dòng)勢的作用下，電樞內(nèi)將出現(xiàn)渦流，其值為在此感應(yīng)電動(dòng)勢的作用下，電樞內(nèi)將出現(xiàn)渦流，其值為l 為一個(gè)極下的等效電阻為一個(gè)極下的等效電阻n渦流與感應(yīng)子磁場相互作用

35、力為渦流與感應(yīng)子磁場相互作用力為 ，轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)矩為n轉(zhuǎn)矩使感應(yīng)子帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械沿電樞的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩使感應(yīng)子帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械沿電樞的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)n平滑地調(diào)節(jié)滑差離合器的勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)子無極調(diào)速平滑地調(diào)節(jié)滑差離合器的勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)子無極調(diào)速pZ21ppZBlRZEIBlIF 212222pZRlBpFRT電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)49（二）電磁滑差離合器的調(diào)速性能（二）電磁滑差離合器的調(diào)速性能 1. 機(jī)械特性機(jī)械特性n勵(lì)磁電流越小，特性越軟勵(lì)磁電流越小，特性越軟2. 效率效率n輸入功率輸入功率n輸出功率輸出功率n轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率n如如T1=T2，則滑差離合器的效率為，則滑差離合器的效率為21P

36、PP11 1(9550)PTn222(9550)PT nsnsnnnPP111112122電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)50n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，加工結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，加工容易，能平滑調(diào)速，用閉環(huán)系統(tǒng)可擴(kuò)大其調(diào)速容易，能平滑調(diào)速，用閉環(huán)系統(tǒng)可擴(kuò)大其調(diào)速范圍范圍n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：須增加滑差離合器設(shè)備；調(diào)速效率低；須增加滑差離合器設(shè)備；調(diào)速效率低；在負(fù)載轉(zhuǎn)矩在負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz10%TN時(shí)，可能失控（即存在不時(shí)，可能失控（即存在不可控區(qū)）可控區(qū)）n適用類型：適用類型：籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)51四、串級調(diào)速四、串級調(diào)速（一）串級

37、調(diào)速的一般原理（一）串級調(diào)速的一般原理串級調(diào)速串級調(diào)速中等以上功率的中等以上功率的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與其與其他電動(dòng)機(jī)或電子設(shè)備串級聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。他電動(dòng)機(jī)或電子設(shè)備串級聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)的串級調(diào)速，就是在異異步電動(dòng)機(jī)的串級調(diào)速，就是在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)引入感應(yīng)電動(dòng)引入感應(yīng)電動(dòng)勢勢 ，以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。，以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。引入電動(dòng)勢的方向，可與轉(zhuǎn)子電動(dòng)引入電動(dòng)勢的方向，可與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢勢 方向相同或相反，其方向相同或相反，其頻率則頻率則與轉(zhuǎn)子頻率相同與轉(zhuǎn)子頻率相同。fEsE2fE電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)52n調(diào)速過程調(diào)速過程

38、l未引入未引入Ef時(shí)時(shí)l引入引入Ef時(shí)時(shí)lI2TnsI2TT=Tz，調(diào)速結(jié)束，調(diào)速結(jié)束lI2TnsI2TT=Tz，調(diào)速結(jié)束，調(diào)速結(jié)束 1 與與 同相同相 fE2E s2222222XsRsEI2222222XsREsEIf 2 與與 反相反相 fE2E s電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)53 3 超前超前 某一角度某一角度fE2E sn將將Ef分解為兩個(gè)分量，一分解為兩個(gè)分量，一個(gè)與個(gè)與E2s同相，一個(gè)超前同相，一個(gè)超前E2s90on同相可以調(diào)速同相可以調(diào)速n超前超前90o可以提高定子功可以提高定子功率因數(shù)率因數(shù)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)54（二）串級調(diào)速的機(jī)械特性（二）串級調(diào)速的機(jī)械特

39、性21212222TTEEsssTssssTTmDmDmDmDmDmDnT1Ef=0時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩nT2旋轉(zhuǎn)磁場與旋轉(zhuǎn)磁場與Ef引起的電流分量相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩引起的電流分量相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量分量 利用利用Ef大小和方向的改變，既可在同步轉(zhuǎn)速以上，又可在大小和方向的改變，既可在同步轉(zhuǎn)速以上，又可在同步轉(zhuǎn)速以下調(diào)速同步轉(zhuǎn)速以下調(diào)速電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)55（三）晶閘管串級調(diào)速的基本原理（三）晶閘管串級調(diào)速的基本原理l轉(zhuǎn)子電壓轉(zhuǎn)子電壓E2s=sE2lE2s經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢Ud=k1E2s=k1sE2l逆變器直流側(cè)電壓逆變器直流側(cè)電壓U

40、=k2U2cosl直流回路電流直流回路電流Id=（Ud-U）/Rl忽略電阻忽略電阻R上的壓降，則有上的壓降，則有Ud=U=k1sE2 =k2U2cosl當(dāng)整流器和逆變器都為三相橋式電路時(shí)，當(dāng)整流器和逆變器都為三相橋式電路時(shí)，k1=k2，轉(zhuǎn)差率為，轉(zhuǎn)差率為s= U2cos/E2l可見，可見，U視為加到轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢視為加到轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢Ef，控制逆變角，控制逆變角，可，可改變改變U（即（即Ef），從而實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)串級調(diào)速），從而實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)串級調(diào)速電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)56優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：晶閘管串級調(diào)速具有調(diào)速范圍寬，效率高（轉(zhuǎn)差功率可晶閘管串級調(diào)速具有調(diào)速范圍寬，效率高（轉(zhuǎn)差功率

41、可反饋電網(wǎng)），便于向大容量發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)；反饋電網(wǎng)），便于向大容量發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)；應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用范圍廣，適用于通風(fēng)機(jī)負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載適用于通風(fēng)機(jī)負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：功率因數(shù)較差功率因數(shù)較差適用類型：適用類型：繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)電電機(jī)機(jī)學(xué)學(xué)及及拖拖動(dòng)動(dòng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)57n變極調(diào)速：掌握變極調(diào)速：掌握其方法和特點(diǎn)其方法和特點(diǎn)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子n變頻調(diào)速：掌握變頻調(diào)速：掌握其方法和特點(diǎn)其方法和特點(diǎn)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子n調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差能耗調(diào)速：n了解了解轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的方法和特點(diǎn)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的方法和特點(diǎn)繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子n了解了解變定子電壓調(diào)速的方法和特點(diǎn)變定子電壓調(diào)速的方法和特點(diǎn)籠型或繞線轉(zhuǎn)籠型或繞線轉(zhuǎn)子子n了解了解滑差離合器調(diào)速的方法和特點(diǎn)滑差離合器調(diào)速的方法和特點(diǎn)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子n掌握掌握串級調(diào)速的方法和特點(diǎn)串級調(diào)速的方法和特點(diǎn)繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子n總之：總之：l對于對于繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子