交直流调速系统 教学课件 作者 陈相志 《交直流调速系统》第六章.ppt

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1、交流电动机调速系统第六章交流电动机调速及变频原理7/25/2021交流电动机调速系统6.1交流异步电动机调速的基本类型三相异步电动机的变频调速原理6.2通用变频器的基本结构与控制方式6.3教学内容7/25/2021交流电动机调速系统学习目标了解交流电动机调速的3种基本方法。理解通用变频器的各种分类方法和控制方式。掌握通用变频器的基本结构及变频原理。7/25/2021交流电动机调速系统由异步电动机的转速公式：可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：（1）改变定子极对数调速。（2）改变电源频率调速。（3）改变转差率调速。6.1交流异步电动机调速的基本类型7/25/2021

2、交流电动机调速系统变频(他控式、自控式）变极调压串电阻串级电磁转差离合器耗能型有级调速设备费用高异步电动机的调速方式：7/25/2021交流电动机调速系统科学分类方法（根据对转差功率的处理方法）分为三类：（1）转差功率消耗型调速系统：转差功率全部转化成热能而被消耗掉。特点：系统的效率低，结构简单。调压调速、绕线式异步电动机转子串电阻调速、电磁转差离合器调速系统属于此类。（2）转差功率回馈型调速系统——转差功率的少部分被消耗掉，大部分通过变流装置回馈给电网或者转化为机械能予以利用。特点：效率高。串级调速属该类系统。（3）转差功率不变型调速系统——调速过程中，转差功率基本

3、不变。特点：效率最高。变极调速、变频调速系统属于此类。7/25/2021交流电动机调速系统6.1.1变极调速磁极对数p的改变，取决于电动机定子绕组的结构和接线。通过改变定子绕组的接线，就可以改变电动机的磁极对数。磁极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速n0电动机的同步转速取决于磁场的极对数07/25/2021交流电动机调速系统U相两个线圈，顺向串联，定子绕组产生4极磁场。反向串联和反向并联，定子绕组产生2极磁场。以4极变2极为例：7/25/2021交流电动机调速系统目前，我国多极电动机定子绕组联绕方式常用的有两种：一种是从星形改成双星形，写作Y/YY，如图6-3

4、所示；Y-YY后,电动机极数减少一半,转速增大一倍,即，容许输出功率增大一倍，而容许输出转矩保持不变，所以这种变极调速属于恒转矩调速，它适用于恒转矩负载。变极时，调换相序，以保证变极调速以后，电动机转动方向不变。7/25/2021交流电动机调速系统另一种是从三角形改成双星形，写作△/YY，如图6-4所示，这两种接法可使电动机极对数减少一半。∆-YY后,极数减少一半,转速增大一倍,即，容许输出功率近似不变，所以这种变极调速属于恒功率调速，它适用于恒功率负载。变极时，调换相序，以保证变极调速以后，电动机转动方向不变。7/25/2021交流电动机调速系统变极调速只用于笼型电

5、动机。这种方法的缺点是十分明显的:一台电动机最多只能安置两套绕组，每套绕组最多只能有两种接法。所以最多只能得到4种转速，与所要求的无级调速相去甚远。7/25/2021交流电动机调速系统6.1.2变转差率调速1.改变定子电压调速异步电动机的机械特性方程式:其中：p为电机极对数；U1为相电压有效值R1为定子每相绕组的内阻Ll1为每相漏感R2′为折算到定子侧的每相电阻Ll2′为折算到定子侧的漏感电机参数一定，当S，f1不变时，T仅与U1有关。7/25/2021交流电动机调速系统四个关键点D:理想空载点（同步点）C:额定运行点B:最大转矩点(拐点）A:起动点理想空载点N=N0

6、，S=0，T=0额定运行点N=NN，S=SN，T=TNN0NNTN最大转矩点临界转差率最大转矩TmSm起动点起动转矩7/25/2021交流电动机调速系统调压调速的机械特性123cban0（1）异步电动机调压调速时存在的问题1）改变定子调压时调速范围不大（恒转矩负载）。如图1、2、3点。2）低速时运行稳定性不好（如c点），转子电流相应增大。为了既低速运行稳定又不致过热，要求电动机转子绕组有较高的电阻。0.7UN0.5UN0当s一定时，T∝U2，改变U1得到一组不同的人为特性。在带恒转矩负载TZ时，可得到不同的稳定转速，如下图中的1、2、3点。同步转速n0不变，临界转差率

7、Sm不变7/25/2021交流电动机调速系统（2）解决问题的措施使用高转子电阻的电机。高转子电阻电机的机械特性如图所示。高转子电阻异步电动机在不同电压下的机械特性可见：恒转矩负载下，调速范围变大，转子电流减小。7/25/2021交流电动机调速系统如下左图所示。单相调压电路如右图所示。晶闸管单相调压电路晶闸管相位控制下的负载电压波形通过改变晶闸管的导通角来改变输出交流电压的大小。获取交流电源的方法知识拓展晶闸管交流调压装置7/25/2021交流电动机调速系统晶闸管三相交流调压电路如图所示。这种电路接法的特点是负载输出谐波分量低，适用于低电压大电流的场合