第五章交流调速系统ppt课件.ppt

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1、第五章交流调速系统一、引言三相交流异步电动机的发明在电力拖动史上有着十分重要的意义。因为它的转子电路不需要和外电路相联接，转子绕组由两侧端部互相短接的铜条或铝条(俗称鼠笼条)构成，可以自成回路，形状象个“鼠笼”，故常称为笼形电动机，如图所示。异步电动机交流电机的结构图8-1三相异步电动机的结构图1-轴承盖；2-端盖；3-接线盒；4-定子铁心；5-定子绕组；6-散热筋；7-转轴；8-转子；9-风扇；10-罩壳；11-轴承；12机座123645789101112在所有电动机中，这种结构在简单、坚固方面是首屈一指的。这带来了使用寿命长、易于维修、以及价格低廉等极为突出的优点，使它在整个电

2、力拖动领域独占鳌头。在20世纪的大部分时间里，约占有整个电力拖动容量的80%的不变速拖动系统都是采用的交流电动机，而只占20%的高控制性能可调速的电力拖动系统采用的是直流电动机。这几乎已经成为一种举世公认的格局。交流调速系统的调速方案虽然早已有多种发明并得到了实际应用，但由于其调速性能始终无法与直流调速系统相匹配，所以一直没有在高控制性能的调速中得以使用。异步电动机的简单工作原理1.旋转磁场定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZAXZBCY三相电流合成磁场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600AXZBCYAXZBCY右手螺旋定则900分析可

3、知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°2.旋转磁场的转速旋转磁场的转速取决于磁场的极对数其中为工频交流电的频率：3.电枢的转动原理：铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子。转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩T转子转速nF4.转差率由前面分析可知，电动机转子转动方向与定子所产生的同步磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流转子与旋转磁场之间就不会再有

4、相对运动，磁通也将不会切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。而异步电动机之所以被冠以“异步”二字，是因为其转子的转速n永远也跟不上旋转磁场的转速n1。两者之差称为转差:异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得：旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。转差率s为：交流调速的基本方案由异步电动机的转差率与转速之间的关系：改变磁极对数原理：变换异步电动机绕组极数从而改变同步转速进行调速，其转速是按阶跃方式变化，而非连续变化。应用：变极调速主要用于笼型异步电动机，变极电动机有转换单绕组接线改变极数的电动机和同一铁芯上设置两个以上极

5、数不同绕组的电动机。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，与所要求要改变异步电动机转子转速的方法:无级调速相去甚远。变极调速改变转差率改变转差率对于绕线式异步电动机，可通过调节串联在转子绕阻中的电阻值、在转子电路值引入附加的转差电压、调整电机定子电压以及采用电磁转差离合器改变气隙磁场等方法均可实现变转差S，从而对电机进行无极调速。变转差率调速尽管效率不高，但在异步电动机调速技术中任占有重要的地位，特别式转差功率得到回收利用的串极调速系统，更是现代大容量风机、水泵等调速节能的重要手段。如下图所示。显然，这是通

6、过改变在外接电阻中消耗能量的多少来调速的，不利于节能。此外，由于增加了滑环与电刷，从而增加了容易发生故障的薄弱环节。改变异步电动机的电枢电压变压调速是异步电机调速方法中比较简便的一种。由电力拖动原理可知，当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。Y型接法型接法目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别

7、串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。交流变压调速系统可控电源M3~~TVC利用晶闸管交流调压器变压调速TVC——双向晶闸管交流调压器图5-1利用晶闸管交流调压器变压调速控制方式TVC的变压控制方式采用晶闸管反并联供电方式，实现异步电动机可逆和制动。图5-2采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路可逆和制动控制电路结构：反向运行方式图5-2所示为采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路，其中，晶闸管1~6控制电动机正转运行，反转时，可由晶