電機學胡虜生三相異步電機的調(diào)速

1、2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授12022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授2概述 106011fnnssp由式知：有三種調(diào)速方式變頻調(diào)速變極調(diào)速變轉差率調(diào)速 2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授3一、變頻調(diào)速一、變頻調(diào)速11144. 4WxxkWfEU1:/xmust Ufc顯然，頻率可平滑調(diào)節(jié), 可平滑調(diào)節(jié)轉速。 由定子電路的電動勢方程式可見，在忽略定子漏阻抗的情況下，得 （11-6） 為使在f1變化時 保持不變，則由式（11-6）可見 必1016011when s cfnnssfp2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授4 恒轉矩恒轉矩變

2、頻調(diào)速時，如果能保持 ，則可保證調(diào)速過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通 基本不變的要求。 恒功率調(diào)速時:若滿足 ，調(diào)速過程中電動機的過載能力也能保持不變，但此時磁通將發(fā)生變化了。 若此時按恒轉矩調(diào)速滿足 的條件，則磁通將基本不變，但電動機的過載能力將在調(diào)速過程中改變。 圖10-14上繪出了變頻時異步電動機的機械特性，其中f11f12f13f14f15f16。定值1/ fUx定值1/fUx定值1/ fUx2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授5 變頻調(diào)速的優(yōu)點：調(diào)速范圍大，平滑性較高，變頻時Ux按不同規(guī)律變化可實現(xiàn)轉矩或恒功率調(diào)速，低速時特性的靜差率較高。 變頻調(diào)速的缺點

3、：專用的變頻電源；在恒轉矩調(diào)速時，低速段電動機的過載倍數(shù)大為降低，甚至不能帶動負載。11f12f13f14f15f16fnT0）圖（14102022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授6二、變極調(diào)速 pfn1060 改變定子的極對數(shù)，使同步轉速改變，電動機轉速改變。 改變極對數(shù)的方法：改變定子繞組聯(lián)結法的方法。如圖111222NNNNSSSS）圖（111 2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授7三相繞組兩種常用聯(lián)結方法：Y/YY； D/YY轉向：P對極時：A、B、C相位為0，120，240度 2P對極時：A、B、C相位為0，240，480（=120）度所以：應改變相序2022

4、-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授8輸出功率（或轉矩）在變速前后的關系輸出功率為式中 電動機效率； 電動機定子相電壓； 電動機定子相電流； 定子輸入功率； 定子功率因數(shù)。2111213cos,cos:xxPPU IifccThen PU IxU1I1P1cos2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授9忽略定子損耗，PTP1，轉矩T為 （11-3）式中p極對數(shù)。當YYY時，極對數(shù)：2PP，n02 n0 為使調(diào)速時電動機得到充分利用，在高、低速運行時，電動機繞組內(nèi)均流過額定電流，這樣在兩種聯(lián)結法下的轉矩之比為 （11-4）pIUnIUnPTxxT10109550122pIUpIU

5、TTNxNxYYY2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授10可見這種變極調(diào)速方法是近似恒轉矩的，圖11-3a。 nn02n02n0n0nTTTT00NTABC)(a)(b）圖（3112022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授11 DYY：極對數(shù)：2PP，n02 n0 圖11-2b，兩種聯(lián)結法的功率比為（近似恒功率（差13.4%）改變定子極對數(shù)，還可以在定子上裝上兩組獨立的繞組，各聯(lián)結成不同的極對數(shù)。如將兩種方法配合，則可得更多的調(diào)速級數(shù)。866. 0232322NxNxYYDIUIUPP2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授12 三、改變外加電壓調(diào)速2022-6

6、-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授13（一）降壓 當Ux時：最大轉矩Tm及起動轉矩Tst與 成正比下降低；Sm與 的降低無關；由于同步轉 ，因此也保持不變。2XU2xUpfn10602022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授141. 降壓）圖（49sn0n0msmTT0NU5.0NU8.0NUmT25. 0mT64. 02022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授15一一. 轉子電路串聯(lián)電阻調(diào)速轉子電路串聯(lián)電阻調(diào)速 如圖11-5中，轉子電路串聯(lián)電阻 轉子電流I2減小，轉矩T減小 電動機減速 轉差率增加到s1 I2及T增加到T=TZ 電動機達新平衡狀態(tài)。 M3stR）圖（511

7、第五節(jié) 繞線轉子異步電動機的調(diào)速2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授16轉子電路串聯(lián)電阻 時的人為機械特性電阻的數(shù)值越大，人為機械特性越軟。由于 ，在額定電壓時， （11-18） （11-21） 所以 （11-22） 此方法優(yōu)點：方法簡單，初期投資不高。21RR 及22cosICTTJ定值2221222222222XsRREXsREIINN定值NNNXsRsRXsRRsRR22222222212122cos/cos定值NNNNTJTICT22cos2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授17改變定子電壓調(diào)速改變定子電壓調(diào)速 人為機械特性。人為機械特性。 控制電路價格較低

8、?？刂齐娐穬r格較低。 調(diào)速范圍很小。調(diào)速范圍很小。 對于恒轉距調(diào)速，如能增對于恒轉距調(diào)速，如能增加轉子電阻，則改變定子加轉子電阻，則改變定子電壓可得較寬電壓可得較寬 的調(diào)速范的調(diào)速范 圍，此時特性太軟，其靜圍，此時特性太軟，其靜差率常不能滿足生產(chǎn)機械差率常不能滿足生產(chǎn)機械的要求，而且低壓時的過的要求，而且低壓時的過載能力較低。載能力較低。 n0n1n2n3nmn0TNTZT211UUU1U1U2U）圖（7112022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授18改變定子電壓調(diào)速改變定子電壓調(diào)速v 如采用圖11-9所示的閉環(huán)系統(tǒng)：v 負載TZ轉矩變化，自動調(diào)節(jié)電源電壓，v 則既能提高低速時的機械

9、特性硬度，又能保證一定的過載能力。 n0n1n2n3n1n2n0TNTNT211UUU1U1U2U）圖（8111UxU裝置調(diào)壓Mne0ene給定調(diào)速發(fā)電機TG2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授19缺點缺點：調(diào)速時的效率較低，功率因數(shù)比轉子串聯(lián)電阻時更低。適用于適用于：高轉差籠型異步電動機和繞線轉子異步電動機。變極變壓變極變壓相結合的調(diào)速方法為了改善改變定子電壓調(diào)速低速運行時的性能，進一步擴大調(diào)速范圍，在改變定子電壓調(diào)速方法的基礎上，發(fā)展成一種變極變極變壓變壓相結合的調(diào)速方法。應用于：單繞組多速籠型異步電動機，為了使減壓降速時電流不至太大，轉子采用高電阻的導條。當電動機極數(shù)一定時

10、，改變定子電壓轉速也隨之改變。2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授20 2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授21 三三. 串級調(diào)速串級調(diào)速（一）串極調(diào)速的一般原理 中等以上功率的繞線轉子異步電動機與其他電動機或電子設備串極聯(lián)接以實現(xiàn)平滑調(diào)速，稱為串級調(diào)速。2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授22 與 同相（相位差 ）當 未引入時，轉子電流 為 （11-37）當 引入時，轉子電流為 （11-38） 2 與 反相（相位差 ） 未引入時， 變?yōu)?（11-39） 2222222XsRsEIfEsE200fE2IfE2222222XsREsEIffEsE2018

11、0fE2I2222222XsREsEIf2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授23 在圖11-18a中繪出 沒有引入時異步電動機的向量圖。在圖11-18b中繪出 越前 時異步電動機的向量圖。 fEfE0290sE1U1U11XI11XI11RI11RI1E1E1I1I11220I0I2I2I2E2EsE/sEf/）圖（1811）（a）（b2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授24 對于圖11-19所示 越前 某一角度 的一般情況，方法是把 分解為兩分量。 fEsE2fE22IsE2fEcosfEsinfEE）圖（19112022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授

12、25（二）串聯(lián)調(diào)速的機械特性 經(jīng)推導，異步電動機的機械特性實用表達式為 （11-43） 時異步電動機機械特性實用表達式 1 轉矩 （11-44） cossin12222sEERXEETTffD09022221fmDmDmDETXTssERss0DfTE2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授262 轉矩 （11-45）在圖11-20中，a與b表示串級調(diào)速的兩個轉矩分量T1與T2的關系曲線。 00212221:22fmDmDmDfmDmDmDmDmDmDETTssEssORETTTTssssEssss2022-6-13揚州大學 能動學院 葛強 副教授27在圖11-20c中，特性與縱軸的交點為理想空載轉速 （11-48）所以得 （11-49） 當 與 方向相同時， ，則 當 與 方向反相時， ，則 )1 (000snn)1 (200EEnnffE2sE0fE00nn fE2sE0fE00nn nnn0n0n0n000TTTTTT1T2T2T0fE