12电机第十三章.ppt

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1、第十二章三相异步电动机的调速要求电动机具有几种转速在一定范围内可以连续调速异步电动机在变频调速大量应用之前调速性能较差，要求调速性能较高的生产机械不得不采用直流电动机拖动。直流电动机有换向器的存在，使得它的应用也存在一些缺陷。异步电动机没有换向器，所以不存在直流电动机的缺点，只是因为调速性能不理想而不得不采用直流电动机，因此如何提高异步电动机的调速性能，就是我们追求的理想目标。三相异步电动机的调速方法概述异步电动机转速的表达式（1）改变定子绕组的极对数p；（2）改变电源的频率f1,以改变ns进行调速，称为变频调速；（3）改变电动机的转差率；改变定子绕组的端电压；改变定子绕组的外加电阻或电抗；

2、转子回路加电阻或电抗；转子回路引进f＝sf的外加电势。异步电动机调速的方法改变同步转速第一节变极调速由于一般异步电动机正常运行时的转差率很小，电动机的转速n=ns(1-s)主要取决于同步转速。从ns=60f1/p可知，在电源频率保持不变的情况下，改变定子绕组的极对数p，即可改变电动机的同步转速ns，从而使电动机的转速n也随之改变，这就是变极调速的基本原理。1、变极原理10/4/202142、三相绕组的联结方式10/4/2021510/4/202163、变极前后转矩和功率的关系变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的关系。输出功率为在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流，这样在

3、两种联结法下的转矩之比为当定子绕组从一个三角形联结改成二个星形联结的并联时，极对数也减小一倍，也增加一倍。两种联结法的功率比为10/4/20217采用△/YY改接方法，电动机的输出功率在改接前后基本保持不变，属于恒功率性质。根据转矩关系式可知，采用△/YY改接方法，当转速增加一倍时，转矩则近似减小一半。其机械特性如图所示。Y/YY变极调速属于恒转矩性质，其机械特性如图所示。这种变极调速方法适用于恒转矩负载的拖动系统，如起重机、传输带等机械。10/4/20218从以上分析可以看出，异步电动机的变极调速简单可靠、成本低、效率高、机械特性硬，且既可适用于恒转矩调速也可适用于恒功率调速，属于转差功率

4、不变型调速方法，但变极调速是有级调速，不能实现均匀平滑的无级调速，且能实现的速度档也不可能太多。此外，多速电动机的尺寸一般比同容量的普通电动机稍大，运行性能也稍差一些，且接线头较多，并需要专门的换接开关，但总体上，变极调速还是一种比较经济的调速方法。4、变极调速的优缺点10/4/20219第二节变频调速当极对数一定时，三相异步电动机的同步转速与定子电源的频率f1成正比，改变f1就可以改变同步转速，进而达到调速的目的。如果电源频率可以连续调节，则电动机的转速就可以连续、平滑调节。通常把异步电动机定子的额定频率称为基频。变频调速时，可以从基频向下调节，也可以向基频以上调节。10/4/202110

5、一、基频以下调节的变频调速三相异步电动机定子每相电压UΦ≈EΦ，气隙磁通为：10/4/2021111、保持EΦ/f1=C保持EΦ/f1=C变频调速时的机械特性方程式为：10/4/202112机械特性分析当电动机拖动恒转矩负载时：同时由于：可见∆n仅由TL决定，与f1无关，因此保持EΦ/f1=C变频调速时，f1为不同值时各机械特性曲线是相互平行的。临界转差率和最大转矩：10/4/202113机械特性曲线变频调速具有优异的性能，它与他励直流电动机降压调速相似。1）具有机械特性较硬，调速范围较大，平滑性较高，低速时稳定好等优点。2）同时由于频率可连续调节，所以变频调速为无级调速，调速的平滑性好，3

6、）此外，电动机拖动负载在不同转速下运行时，转差率较小，因此转子铜耗小效率高。所以变频调速是异步电动机调速最有发展前途的一种方法。10/4/202114调速方式基频以下调速时的转子电流：负载转矩不变时：所以保持EΦ/f1=C时属于恒转矩调速方式10/4/2021152、保持UΦ/f1=C忽略保持UΦ/f1=C变频调速时的机械特性方程式为：10/4/20211610/4/202117二、基频以上调节的变频调速当f1>fN时，要保持φm=C，定子电压需要高于额定值，这是不允许的。因此保持U1=UN，这样f1↑，φm↓，相当于弱磁调速。10/4/202118调速方式由于f1升高后φm减小，因此保持定

7、转子电流额定值不变，电磁转矩将低于额定值。这时电动机的电磁功率为：运行时若U1=UN不变，同时不同频率下s变化不大，因此PM≈常数，所以可近似认为属于恒功率调速方式。10/4/202119三、变频调速特点10/4/202120四、变频调速的实现—变频器10/4/20212110/4/202122第三节能耗转差调速一、转子电路串联电阻调速转子电路串联电阻的数值愈大，人为机械特性愈软。10/4/202123当转速