第28講 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速之一

1、第第28講講 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)速之一之一 1、變極對(duì)數(shù)調(diào)速、變極對(duì)數(shù)調(diào)速 2、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 在寬調(diào)速和快速可逆拖動(dòng)系統(tǒng)中，多采用直流電動(dòng)機(jī)在寬調(diào)速和快速可逆拖動(dòng)系統(tǒng)中，多采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主要是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能。拖動(dòng)，主要是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能。 但是直流電動(dòng)機(jī)存在價(jià)格高、維護(hù)困難、需要專(zhuān)門(mén)的但是直流電動(dòng)機(jī)存在價(jià)格高、維護(hù)困難、需要專(zhuān)門(mén)的直流電源等缺點(diǎn)。直流電源等缺點(diǎn)。 而交流電動(dòng)機(jī)具有價(jià)格低、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一而交流電動(dòng)機(jī)具有價(jià)格低、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。又由于電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，系列優(yōu)點(diǎn)。又由于

2、電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，交流電動(dòng)機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用在上述領(lǐng)域，逐漸取代了直流交流電動(dòng)機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用在上述領(lǐng)域，逐漸取代了直流調(diào)速。調(diào)速。 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速分為異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速和同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速分為異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速和同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，根據(jù)二者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，異步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于調(diào)速，而同根據(jù)二者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，異步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于調(diào)速，而同步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于伺服。步電動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用于伺服。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：由此可知，異步電動(dòng)機(jī)主要有下列三種基本調(diào)速方法：由此可知，異步電動(dòng)機(jī)主要有下列三種基本調(diào)速方法： （1）改變定子極對(duì)數(shù)）改變定子極對(duì)數(shù)p調(diào)速；調(diào)速； （2）

3、改變轉(zhuǎn)差率）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速；調(diào)速； （3）改變電源頻率）改變電源頻率f1調(diào)速。調(diào)速。 其中，其中，改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速調(diào)速包括繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的包括繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速阻調(diào)速和和定子調(diào)壓調(diào)速定子調(diào)壓調(diào)速。另外，還有一種調(diào)速方法叫做。另外，還有一種調(diào)速方法叫做雙饋雙饋調(diào)速調(diào)速（如（如串級(jí)調(diào)速串級(jí)調(diào)速），屬于改變理想空載轉(zhuǎn)速的方法。），屬于改變理想空載轉(zhuǎn)速的方法。116011()()fnnssp 在電源頻率在電源頻率f1不變的條件下，改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)不變的條件下，改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1就會(huì)變化，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。就會(huì)變化，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速

4、的調(diào)節(jié)。變極對(duì)數(shù)調(diào)速的方法有：變極對(duì)數(shù)調(diào)速的方法有：（1）定子鐵心槽內(nèi)嵌放不同極數(shù)的三相繞組；）定子鐵心槽內(nèi)嵌放不同極數(shù)的三相繞組；（2）改變定子繞組的接法來(lái)改變極數(shù)（多速電機(jī)）。）改變定子繞組的接法來(lái)改變極數(shù)（多速電機(jī)）。注意：注意： 由電機(jī)學(xué)原理可知，只有定子和轉(zhuǎn)子具有相同的極由電機(jī)學(xué)原理可知，只有定子和轉(zhuǎn)子具有相同的極數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)才具有恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。由于鼠籠式異步數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)才具有恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子極數(shù)能自動(dòng)地跟隨定子極數(shù)的變化，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子極數(shù)能自動(dòng)地跟隨定子極數(shù)的變化，所以變極對(duì)數(shù)調(diào)速只能用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)。變極對(duì)數(shù)調(diào)速只能用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)。 以以4極變極

5、變2極為例說(shuō)明定子繞組的變極原理。如圖所示，極為例說(shuō)明定子繞組的變極原理。如圖所示，為為4極電機(jī)極電機(jī)U相繞組的兩個(gè)線圈，每個(gè)線圈代表相繞組的兩個(gè)線圈，每個(gè)線圈代表U相繞組的相繞組的一半，稱(chēng)為半相繞組。一半，稱(chēng)為半相繞組。1、變極原理、變極原理 兩個(gè)半相繞組兩個(gè)半相繞組順向串聯(lián)（頭尾相順向串聯(lián)（頭尾相接）時(shí)，根據(jù)線圈接）時(shí)，根據(jù)線圈中電流方向，定子中電流方向，定子繞組產(chǎn)生繞組產(chǎn)生4極磁場(chǎng)，極磁場(chǎng)，即即2p=4，方向如圖，方向如圖所示。所示。 如果將兩個(gè)半如果將兩個(gè)半相繞組的連接方式相繞組的連接方式改變，使其中的一改變，使其中的一個(gè)半相繞組個(gè)半相繞組U2、U2中電流反向，此時(shí)中電流反向，此時(shí)定子

6、繞組便產(chǎn)生定子繞組便產(chǎn)生2極磁場(chǎng)。由此可見(jiàn)，極磁場(chǎng)。由此可見(jiàn)，使定子每相的一半使定子每相的一半繞組中電流改變方繞組中電流改變方向，就可以改變磁向，就可以改變磁極對(duì)數(shù)。極對(duì)數(shù)。2、三種常用的變極對(duì)數(shù)接線方法、三種常用的變極對(duì)數(shù)接線方法 如圖所示，圖如圖所示，圖(a)表示由單星形聯(lián)結(jié)改接成并聯(lián)的雙星表示由單星形聯(lián)結(jié)改接成并聯(lián)的雙星形聯(lián)結(jié)；圖形聯(lián)結(jié)；圖(b)表示由單星形聯(lián)結(jié)改接成反向串聯(lián)的單星形表示由單星形聯(lián)結(jié)改接成反向串聯(lián)的單星形聯(lián)結(jié)；圖聯(lián)結(jié)；圖(c)表示由三角形聯(lián)結(jié)改接成雙星形聯(lián)結(jié)。由圖可表示由三角形聯(lián)結(jié)改接成雙星形聯(lián)結(jié)。由圖可見(jiàn)，三種方法都是使每相的一半繞組內(nèi)的電流改變了方向，見(jiàn)，三種方法都是

7、使每相的一半繞組內(nèi)的電流改變了方向，因而定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)減少了一半。因而定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)減少了一半。注意：注意：當(dāng)改變定子繞組接線時(shí)，必須同時(shí)改變定子繞組的相序當(dāng)改變定子繞組接線時(shí)，必須同時(shí)改變定子繞組的相序(對(duì)調(diào)對(duì)調(diào)任意兩相繞組出線端任意兩相繞組出線端)，以保證調(diào)速前后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。，以保證調(diào)速前后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。 原因如下：例如，當(dāng)原因如下：例如，當(dāng)p=1時(shí)，時(shí)，U、V、W三相繞組在空間分布的電角三相繞組在空間分布的電角度依次為度依次為00、1200、2400；而當(dāng)變?yōu)?；而?dāng)變?yōu)閜=2時(shí)，三相繞組分別變?yōu)闀r(shí)，三相繞組分別變?yōu)?0、2400、4800(即即1200) ，可見(jiàn)，變極前后相

8、序發(fā)生了變化。，可見(jiàn)，變極前后相序發(fā)生了變化。 變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)，有倍極比（如變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)，有倍極比（如2/4極、極、4/8極等）雙極等）雙速電動(dòng)機(jī)、非倍極比（如速電動(dòng)機(jī)、非倍極比（如4/6極、極、6/8極等）雙速電動(dòng)機(jī)，極等）雙速電動(dòng)機(jī)，還有單繞組三速電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜一還有單繞組三速電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些。些。 變極對(duì)數(shù)調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化，所以調(diào)速變極對(duì)數(shù)調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化，所以調(diào)速的平滑性差。但它在每個(gè)轉(zhuǎn)速等級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，和通常的異的平滑性差。但它在每個(gè)轉(zhuǎn)速等級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，和通常的異步電動(dòng)機(jī)一樣，具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性較好。變步電動(dòng)機(jī)一樣，具有較硬

9、的機(jī)械特性，穩(wěn)定性較好。變極對(duì)數(shù)調(diào)速既可以用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又可用于恒功率負(fù)極對(duì)數(shù)調(diào)速既可以用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又可用于恒功率負(fù)載，所以對(duì)于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削載，所以對(duì)于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等都可以采用該調(diào)速方法。機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等都可以采用該調(diào)速方法。異步電動(dòng)機(jī)的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括：異步電動(dòng)機(jī)的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括：（1）繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速；）繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速；（2）串級(jí)調(diào)速；）串級(jí)調(diào)速；（3）異步電動(dòng)機(jī)的定子調(diào)壓調(diào)速。）異步電動(dòng)機(jī)的定子調(diào)壓調(diào)速。1、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速

10、轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱(chēng)電阻時(shí)的機(jī)轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱(chēng)電阻時(shí)的機(jī)械特性如圖所示。轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，械特性如圖所示。轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，n1、Tm不變，不變，sm增大，特性斜率增大，特性斜率增大。當(dāng)增大。當(dāng)TL一定時(shí)，工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)一定時(shí)，工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)差率隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而增差率隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而增大，轉(zhuǎn)速減小。大，轉(zhuǎn)速減小。這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：有級(jí)調(diào)速，不平滑，低速時(shí)轉(zhuǎn)差率較大，使得轉(zhuǎn)子銅缺點(diǎn)：有級(jí)調(diào)速，不平滑，低速時(shí)轉(zhuǎn)差率較大，使得轉(zhuǎn)子銅耗較大，運(yùn)行效率降低，機(jī)械特性變軟，負(fù)載波動(dòng)時(shí)會(huì)引起耗較大，運(yùn)行效率降低，機(jī)械特性變軟，負(fù)載波動(dòng)

11、時(shí)會(huì)引起較大的轉(zhuǎn)速變化。一般應(yīng)用在起重機(jī)一類(lèi)對(duì)調(diào)速性能要求不較大的轉(zhuǎn)速變化。一般應(yīng)用在起重機(jī)一類(lèi)對(duì)調(diào)速性能要求不高的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載上。高的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載上。附加電阻的求法：附加電阻的求法：根據(jù)異步電機(jī)的簡(jiǎn)化實(shí)用表達(dá)式：根據(jù)異步電機(jī)的簡(jiǎn)化實(shí)用表達(dá)式：2mmTTss由于轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩由于轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，所以：不變，所以： 設(shè)各參量設(shè)各參量sm、s、T在轉(zhuǎn)子串電阻后的量為在轉(zhuǎn)子串電阻后的量為sm1、s1、T1 ，則則 由于臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比，所以：由于臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子電阻成正比，所以： 則轉(zhuǎn)子串接的附加電阻可求：則轉(zhuǎn)子串接的附加電阻可求： 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，T=T，

12、如圖所示，如圖所示，A、B兩點(diǎn)：兩點(diǎn)： 轉(zhuǎn)矩變化調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)矩變化調(diào)速時(shí)，A、D兩點(diǎn)。兩點(diǎn)。 在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的條件下，異步電動(dòng)機(jī)的電磁功率為常數(shù)，轉(zhuǎn)子的銅在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的條件下，異步電動(dòng)機(jī)的電磁功率為常數(shù)，轉(zhuǎn)子的銅耗與轉(zhuǎn)差率成正比，故銅耗有稱(chēng)作耗與轉(zhuǎn)差率成正比，故銅耗有稱(chēng)作轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)得越低，銅耗越大，輸出功率越小，效率越低，很不經(jīng)濟(jì)。得越低，銅耗越大，輸出功率越小，效率越低，很不經(jīng)濟(jì)。2、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速若轉(zhuǎn)子回路不串接電阻，而是串接一個(gè)若轉(zhuǎn)子回路不串接電阻，而是串接一個(gè)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)Ead(與轉(zhuǎn)子

13、電動(dòng)勢(shì)同頻率與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)同頻率)，通，通過(guò)改變過(guò)改變Ead的幅值大小和相位，同樣可的幅值大小和相位，同樣可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)差功率只有小部分被轉(zhuǎn)子繞組的電阻所低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)差功率只有小部分被轉(zhuǎn)子繞組的電阻所消耗，而其余大部分被附加電動(dòng)勢(shì)所吸收，利用產(chǎn)生該附加電動(dòng)勢(shì)的消耗，而其余大部分被附加電動(dòng)勢(shì)所吸收，利用產(chǎn)生該附加電動(dòng)勢(shì)的裝置可以把這部分轉(zhuǎn)差功率回饋給電網(wǎng)，使其在低速運(yùn)行時(shí)仍具有較裝置可以把這部分轉(zhuǎn)差功率回饋給電網(wǎng)，使其在低速運(yùn)行時(shí)仍具有較高的效率，該方法稱(chēng)為高的效率，該方法稱(chēng)為串級(jí)調(diào)速串級(jí)調(diào)速。 串級(jí)調(diào)速克服了轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的缺點(diǎn)，具有高效率、無(wú)級(jí)平滑

14、串級(jí)調(diào)速克服了轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的缺點(diǎn)，具有高效率、無(wú)級(jí)平滑調(diào)速、機(jī)械特性較硬等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)速、機(jī)械特性較硬等優(yōu)點(diǎn)。串級(jí)調(diào)速的基本原理：串級(jí)調(diào)速的基本原理：未串未串Ead時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為：時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為： 串串Ead時(shí)，由于其與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)時(shí)，由于其與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)反相反相位位，立即引起轉(zhuǎn)子電流，立即引起轉(zhuǎn)子電流I2減小，即：減小，即： 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也隨電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也隨I2減小，于是電動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速，轉(zhuǎn)差率減小，于是電動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速，轉(zhuǎn)差率s增大。增大。而隨而隨s增大，增大， I2開(kāi)始回升，電磁轉(zhuǎn)矩也回升，直到轉(zhuǎn)速降至某個(gè)值，電磁轉(zhuǎn)開(kāi)始回升，電磁轉(zhuǎn)矩也回升，直到轉(zhuǎn)速降至某個(gè)值，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，減速

15、過(guò)程結(jié)束。為矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，減速過(guò)程結(jié)束。為向低于同步速方向的串級(jí)調(diào)速向低于同步速方向的串級(jí)調(diào)速。 當(dāng)轉(zhuǎn)子串入的當(dāng)轉(zhuǎn)子串入的Ead與與Eas同相位同相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將向時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將向高調(diào)節(jié)。這是由于高調(diào)節(jié)。這是由于I2增大了：增大了： 此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也隨此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也隨I2增大，轉(zhuǎn)速開(kāi)始上升，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)速開(kāi)始上升，轉(zhuǎn)差率s減小。隨減小。隨s減減小，小， I2開(kāi)始減小，電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小，直到轉(zhuǎn)速上升至某個(gè)值，電磁轉(zhuǎn)開(kāi)始減小，電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小，直到轉(zhuǎn)速上升至某個(gè)值，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，升速過(guò)程結(jié)束。為矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，升速過(guò)程結(jié)束。為向高于同步速方向的串級(jí)調(diào)速向高

16、于同步速方向的串級(jí)調(diào)速。 綜上所述，當(dāng)綜上所述，當(dāng)Ead與與Eas反相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)在同步速以下調(diào)速，稱(chēng)為反相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)在同步速以下調(diào)速，稱(chēng)為低低同步串級(jí)調(diào)速同步串級(jí)調(diào)速，此時(shí)提供，此時(shí)提供Ead的裝置從轉(zhuǎn)子電路中吸收電能并回饋給電網(wǎng)；的裝置從轉(zhuǎn)子電路中吸收電能并回饋給電網(wǎng)；當(dāng)當(dāng)Ead與與Eas同相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)朝著同步速方向加速，當(dāng)幅值足夠大時(shí)，電同相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)朝著同步速方向加速，當(dāng)幅值足夠大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速甚至超過(guò)同步轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速甚至超過(guò)同步轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為超同步串級(jí)調(diào)速超同步串級(jí)調(diào)速，此時(shí)提供，此時(shí)提供Ead的裝的裝置向轉(zhuǎn)子輸入電能，同時(shí)電源也要向定子電路輸入電能，稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的置向轉(zhuǎn)子

17、輸入電能，同時(shí)電源也要向定子電路輸入電能，稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的雙雙饋運(yùn)行饋運(yùn)行。轉(zhuǎn)子外接電壓轉(zhuǎn)子外接電壓 和轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì) 相位差相位差90假設(shè)負(fù)載不變，即假設(shè)負(fù)載不變，即 不變，不變，向量圖如圖（向量圖如圖（a）。）。轉(zhuǎn)子回路合成電動(dòng)勢(shì)為轉(zhuǎn)子回路合成電動(dòng)勢(shì)為與產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流與產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流 同向，同向，有功電流為有功電流為I2a，無(wú)功電流，無(wú)功電流為為I2r，無(wú)功電流和氣隙磁密，無(wú)功電流和氣隙磁密 同向，起了勵(lì)磁電流的作用。同向，起了勵(lì)磁電流的作用。因此因此若忽略定子邊漏抗，如向量圖（若忽略定子邊漏抗，如向量圖（a）所示，可以改善功率因數(shù)。）所示，可以改善功率因數(shù)。當(dāng)落后當(dāng)落后90或某一

18、角度時(shí)，自己分析或某一角度時(shí)，自己分析。2U2sE2sE2EB102()III 2I異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)組成異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)組成雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子回路要求能提可控供幅值、頻率及相位的電源，辦法有兩種：雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子回路要求能提可控供幅值、頻率及相位的電源，辦法有兩種：交交變頻器或交直交變頻器，如下圖。交交變頻器或交直交變頻器，如下圖。M3負(fù)載負(fù)載變壓器變壓器逆變橋逆變橋整流器整流器M3負(fù)載負(fù)載變壓器變壓器交交變頻器交交變頻器 由于轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，因此，由于轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，因此，要求再任何轉(zhuǎn)速下，變頻器輸出的電壓要求再任何轉(zhuǎn)速下，變頻器輸出的電

19、壓 應(yīng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同頻率，實(shí)現(xiàn)方法有同頻率，實(shí)現(xiàn)方法有他控式他控式和和自控式自控式。（1）他控式是指由獨(dú)立的頻率可控正弦波發(fā)生器發(fā)出控制信號(hào)，）他控式是指由獨(dú)立的頻率可控正弦波發(fā)生器發(fā)出控制信號(hào)，去控制交交變頻器，使之產(chǎn)生轉(zhuǎn)差頻率電壓去控制交交變頻器，使之產(chǎn)生轉(zhuǎn)差頻率電壓 。相當(dāng)于轉(zhuǎn)子加。相當(dāng)于轉(zhuǎn)子加交流勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)。在恒轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)存在著最大電磁交流勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)。在恒轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)存在著最大電磁轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)此值時(shí)，電動(dòng)機(jī)將發(fā)生失步現(xiàn)象，同時(shí)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)此值時(shí)，電動(dòng)機(jī)將發(fā)生失步現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子振蕩問(wèn)題。也會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子振蕩問(wèn)題。（2）自控式：在

20、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝轉(zhuǎn)子頻率檢測(cè)器。用）自控式：在異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝轉(zhuǎn)子頻率檢測(cè)器。用此信號(hào)控制變頻器輸出電壓此信號(hào)控制變頻器輸出電壓 的頻率，就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子頻率自的頻率，就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子頻率自控。從而避免失步問(wèn)題。控。從而避免失步問(wèn)題。2U2U2U繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)框圖繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)框圖負(fù)載負(fù)載變壓器變壓器交交交交變頻器變頻器M3R控制控制裝置裝置n*n速度檢測(cè)速度檢測(cè)轉(zhuǎn)子頻轉(zhuǎn)子頻率檢測(cè)率檢測(cè)實(shí)例：晶閘管異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)例：晶閘管異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速 如果把如果把異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)，同時(shí)把外

21、加電壓也變?yōu)橹绷髁浚材軡M(mǎn)足同頻率的要求。同時(shí)把外加電壓也變?yōu)橹绷髁浚材軡M(mǎn)足同頻率的要求。MsP 如圖所示，整流橋把異如圖所示，整流橋把異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差電動(dòng)勢(shì)、電步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差電動(dòng)勢(shì)、電流變成直流；逆變器的作用流變成直流；逆變器的作用是給電機(jī)轉(zhuǎn)子回路提供直流是給電機(jī)轉(zhuǎn)子回路提供直流的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)給轉(zhuǎn)子電流的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)給轉(zhuǎn)子電流提供通路，并把轉(zhuǎn)差功率提供通路，并把轉(zhuǎn)差功率 大部分反饋回電網(wǎng)。大部分反饋回電網(wǎng)。 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ，經(jīng)三相整流器，經(jīng)三相整流器后變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)為：后變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)為： 逆變器直流側(cè)直流電動(dòng)勢(shì)為：逆變器直流側(cè)直流電動(dòng)勢(shì)為： 直流回路電

22、流：直流回路電流： 因因R較小，可忽略，得：較小，可忽略，得： 當(dāng)整流器和逆變器都為三相時(shí)，當(dāng)整流器和逆變器都為三相時(shí)，k1=k2，有：，有： 這種調(diào)速方法適合于高電壓、大容量繞線式異步電動(dòng)機(jī)這種調(diào)速方法適合于高電壓、大容量繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載。拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載。1222dcosEEk sEk U11d2s2Ek Ek sE22cosEk UddddEEIEEI RR22cosUsE22sEsE 異步電動(dòng)機(jī)電磁功率為：異步電動(dòng)機(jī)電磁功率為： 機(jī)械功率機(jī)械功率 轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率回饋電源功率：回饋電源功率：電動(dòng)機(jī)輸出的功率：電動(dòng)機(jī)輸出的功率：效率為：效率為： 11mMMCu1Fes

23、M()Ps PPPppPsPBsCu2BPPpp變壓器、逆變器、電變壓器、逆變器、電抗器及變壓器的損耗抗器及變壓器的損耗2mmsPPpp 2100%PP 如圖所示，為串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械如圖所示，為串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性。當(dāng)特性。當(dāng)Ead與與Eas同相位時(shí)，機(jī)械特性同相位時(shí)，機(jī)械特性基本上時(shí)向右上方移動(dòng)；當(dāng)基本上時(shí)向右上方移動(dòng)；當(dāng)Ead與與Eas反反相位時(shí)，機(jī)械特性基本上時(shí)向左下方移相位時(shí)，機(jī)械特性基本上時(shí)向左下方移動(dòng)。動(dòng)。理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，而硬度基發(fā)生改變，而硬度基本不變，低速時(shí)最大轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力降本不變，低速時(shí)最大轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力降低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小。低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小。 串級(jí)調(diào)速的調(diào)速性能比較好，但獲得附加電動(dòng)勢(shì)的裝串級(jí)調(diào)速的調(diào)速性能比較好，但獲得附加電動(dòng)勢(shì)的裝置比較復(fù)雜，成本較高，且在低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較置比較復(fù)雜，成本較高，且在低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較低，因此串級(jí)調(diào)速最適用于調(diào)速范圍不太大（一般為低，因此串級(jí)調(diào)速最適用于調(diào)速范圍不太大（一般為2-4）的場(chǎng)合，如通