第三異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及調(diào)壓電路學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第三異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械第三異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性及調(diào)壓電特性及調(diào)壓電路路第一頁(yè)，共43頁(yè)。21.2 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性特性q異步電動(dòng)機(jī)不同的調(diào)速方式異步電動(dòng)機(jī)不同的調(diào)速方式 人為地改人為地改變異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械變異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)(jxi)特性特性 q一、異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械一、異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械(jxi)(jxi)特性特性式中：為定子(dngz)每相電阻和折算到定子(dngz)側(cè)的轉(zhuǎn)子每相電阻；為定子每相漏感和折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相漏感2lrsl212rs1r2spe/3LLsRRsRUnTrs,RRs1L1rL（1-18） 第1頁(yè)/共42頁(yè)

2、第二頁(yè)，共43頁(yè)。3nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性第2頁(yè)/共42頁(yè)第三頁(yè)，共43頁(yè)。42lrsl212rm)(LLRRss2lrl212112pemax)(123LLRRUnTssssnsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性第3頁(yè)/共42頁(yè)第四頁(yè)，共43頁(yè)。5emax21TenemaxMTTM稱(chēng)為(chn wi)過(guò)載倍數(shù)。 nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性第4頁(yè)/共42頁(yè)第五頁(yè)，共43頁(yè)。6m0ss nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動(dòng)機(jī)固有(gyu)

3、機(jī)械特性（3）在機(jī)械特性曲線上，轉(zhuǎn)速為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的起始轉(zhuǎn)矩為T(mén)q，且s=1，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)著電機(jī)剛開(kāi)始啟動(dòng)的狀態(tài)，此時(shí)啟動(dòng)電流很大，可達(dá)電機(jī)額定電流的47倍，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大。 第5頁(yè)/共42頁(yè)第六頁(yè)，共43頁(yè)。71.2 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性特性第6頁(yè)/共42頁(yè)第七頁(yè)，共43頁(yè)。8TeOnn0TemaxsmTL UsN0.7UsNABCFDE0.5UsN風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載(fzi)特性特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(fzi)特性特性Tst 圖圖1-8 異步電動(dòng)機(jī)在異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性不同電壓下的機(jī)械特性特點(diǎn)：(1)n0不變(2)T(包括Tst)正比于u1的平方(3)

4、Sm不變第7頁(yè)/共42頁(yè)第八頁(yè)，共43頁(yè)。9 帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL時(shí)，可得不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如圖2-1中的A，B，C點(diǎn)。由于普通異步電動(dòng)機(jī)工作段轉(zhuǎn)差率S很小，因此對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載來(lái)說(shuō)，調(diào)速范圍很小。但是，對(duì)風(fēng)機(jī)泵類(lèi)機(jī)械，由于其負(fù)載特性為T(mén)L=kna(a1)，采用調(diào)壓調(diào)速則可得到(d do)較大的調(diào)速范圍，如圖2-1中的D，E，F(xiàn)點(diǎn)。1.2 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(jxi)特性特性第8頁(yè)/共42頁(yè)第九頁(yè)，共43頁(yè)。10rrRskI00nnnsrI第9頁(yè)/共42頁(yè)第十頁(yè)，共43頁(yè)。11 為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(fzi)下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，

5、這樣的電機(jī)在變電壓時(shí)的機(jī)械特性繪于圖1-10。第10頁(yè)/共42頁(yè)第十一頁(yè)，共43頁(yè)。12圖1-10 高轉(zhuǎn)子(zhun z)電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性 UsN0.7UsNABCTL0.5UsN恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(fzi)特性n0Te0s,n10第11頁(yè)/共42頁(yè)第十二頁(yè)，共43頁(yè)。13)1(rRssr2202)1()1(rLRssIsknknTT2rprRsT3nfIp交流(jioli)調(diào)壓調(diào)速的基本結(jié)論第12頁(yè)/共42頁(yè)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。14負(fù)載條件下小得多；n當(dāng)s1/3時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子電流將隨速度(sd)的降低而降低。s0Ir1Ir=f(s)圖圖1-11 風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子電

6、流變化曲線風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子電流變化曲線0121)1 (r2rsssRKdsdI調(diào)（降）壓調(diào)速更適用于風(fēng)調(diào)（降）壓調(diào)速更適用于風(fēng)機(jī)機(jī)(fn j)(fn j)泵類(lèi)負(fù)載。泵類(lèi)負(fù)載。 第13頁(yè)/共42頁(yè)第十四頁(yè)，共43頁(yè)。15 所謂的調(diào)壓調(diào)速，就是通過(guò)改變定子外加電壓(diny)來(lái)改變其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)據(jù)下轉(zhuǎn)速的目的。 那么，怎樣(znyng)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速呢？第14頁(yè)/共42頁(yè)第十五頁(yè)，共43頁(yè)。16轉(zhuǎn)差功率(gngl)消耗型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速第15頁(yè)/共42頁(yè)第十六頁(yè)，共43

7、頁(yè)。170負(fù)載(fzi)abca)uaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RRR第16頁(yè)/共42頁(yè)第十七頁(yè)，共43頁(yè)。18負(fù)載b)abcuaubucia第17頁(yè)/共42頁(yè)第十八頁(yè)，共43頁(yè)。19M3TVC利用(lyng)晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速TVC雙向晶閘管交流調(diào)壓器 利用利用(lyng)晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速 第18頁(yè)/共42頁(yè)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。201 1）相位）相位(xingwi)(xingwi)控制控制ut特點(diǎn)(tdin)：能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)電網(wǎng)有污染，功率因數(shù)低第19頁(yè)/共42頁(yè)第二十頁(yè)，共43頁(yè)。212）周波(zhub)控制（開(kāi)關(guān)控制）

8、 特點(diǎn)(tdin)：無(wú)污染，功率因數(shù)高；不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速TonToff機(jī)械(jxi)時(shí)間常數(shù)Tm1:10 控制方式控制方式第20頁(yè)/共42頁(yè)第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。22如Tm1s,則TonToff=60 (保證每個(gè)時(shí)刻至少有兩個(gè)管子導(dǎo)通。觸發(fā)規(guī)律T1T2T3T4T5T6NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第24頁(yè)/共42頁(yè)第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。26設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)工作，即在VT1的脈沖到來(lái)(doli)之前，VT4,VT5,VT6導(dǎo)通(1)分析0時(shí)Y電路的工作原理(yunl)，此時(shí)N點(diǎn)電位為0，觸發(fā)VT1，則VT1導(dǎo)通。圖 三相(sn xin)全波星形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電

9、路 0時(shí)的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第25頁(yè)/共42頁(yè)第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。27正向晶閘管T1,T3,T5在電源(dinyun)電壓波形正半波的起始點(diǎn)被觸發(fā)導(dǎo)通反向晶閘管T4,T6,T2在電源(dinyun)電壓波形負(fù)半波的起始點(diǎn)被觸發(fā)導(dǎo)通每個(gè)元件導(dǎo)通180,半波過(guò)零點(diǎn)，自行關(guān)斷在每個(gè)60區(qū)間有三個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第26頁(yè)/共42頁(yè)第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。28ACu21AuAuAu(2)分析30時(shí)Y電路(dinl)的工作原理圖3

10、0時(shí)的波形(b xn)ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t20t10t2t3ttt關(guān)注關(guān)注(gunzh)N點(diǎn)電位點(diǎn)電位變化！變化！設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)工作，即在T1的脈沖到來(lái)之前，VT5,VT6已經(jīng)導(dǎo)通（ 而不是VT4 VT5,VT6導(dǎo)通）ABu21第27頁(yè)/共42頁(yè)第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。29 由導(dǎo)通區(qū)間可計(jì)算各相負(fù)載所獲得的調(diào)壓電壓(diny)（一周12個(gè)階段），以A相正半周為例0,30065RAuVTVTt導(dǎo)通，ARAuuVTVTVTt導(dǎo)通，651,6030ABRAuuVTVTt21,906061導(dǎo)通，ARAuuVTVTVTt導(dǎo)通，621,

11、12090ACRAuuVTVTt21,15012021導(dǎo)通，ARAuuVTVTVTt導(dǎo)通，321,1801500N)(21BANuuACBNuuu21)(210N)(21CANuu0N第28頁(yè)/共42頁(yè)第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。30ACu21ABu21 (3) 60情況(qngkung)下的具體分析與30時(shí)分析相似。每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120每個(gè)區(qū)間均有兩個(gè)晶 閘管構(gòu)成(guchng)回路。導(dǎo)通特點(diǎn)(tdin)：60時(shí)A相脈沖分配圖，導(dǎo)通區(qū)間圖和負(fù)載電壓波形的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/3第29頁(yè)/共42頁(yè)第三十頁(yè)，共

12、43頁(yè)。31ACu21ABu21(4) 90情況(qngkung)90情況(qngkung)圖2-9ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/26第30頁(yè)/共42頁(yè)第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。32 由此負(fù)載電壓URA可以(ky)求出(正、負(fù)半周反向?qū)ΨQ(chēng))，波形如圖所示。ACRAuuVTVTt21,30054導(dǎo)通，0,903065RAuVTVTt導(dǎo)通，ABRAuuVTVTt21,1509061導(dǎo)通，ACRAuuVTVTt21,18015021導(dǎo)通，NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第31頁(yè)/

13、共42頁(yè)第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。33小 結(jié)電路移相范圍(fnwi)為150，為設(shè)計(jì)觸發(fā)電路參考。電阻性負(fù)載：如電爐子電解(dinji)過(guò)程白熾燈6090150120180圖2-12 移相角(xin jio)與控制角之間的關(guān)系第32頁(yè)/共42頁(yè)第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。34 當(dāng)交流調(diào)壓電路(dinl)的負(fù)載為交流電動(dòng)機(jī)、變壓器等電感性負(fù)載時(shí)，晶間管的工作情況與電阻性負(fù)載時(shí)就不相同. 因?yàn)樵陔娮?電感性負(fù)載時(shí)，電路中電流的波形與電壓的波形不同相。當(dāng)電源電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，由于電路自感電勢(shì)的作用(zuyng)使電流要滯后一個(gè)角度(時(shí)間)才能為零而去關(guān)斷晶閘管，因此，晶閘管的導(dǎo)通角會(huì)增大，并由于晶間管是在電壓過(guò)零

14、后經(jīng)過(guò)一個(gè)延遲才關(guān)斷，所以它是在承受反壓情況下被關(guān)斷的。顯然此時(shí)晶閘管的工作不只與控制角有關(guān)。還與負(fù)載電路的參數(shù)阻抗角有關(guān)。第33頁(yè)/共42頁(yè)第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。35以單相(dn xin)為例(a)單相交流(jioli)調(diào)壓電路單相交流(jioli)調(diào)壓電路，以阻抗角來(lái)表征電阻電感負(fù)載的參數(shù)情況。分析一下電路的工作原理，畫(huà)出相應(yīng)的波形RLarctanVT2R u1iLuLVT1L第34頁(yè)/共42頁(yè)第三十五頁(yè)，共43頁(yè)。36b)輸入U(xiǎn)1電壓(diny)波形c)觸發(fā)(chf)脈沖d)為晶閘管的導(dǎo)通區(qū)間(q jin)e)為負(fù)載電流波形f)為負(fù)載電壓波形圖2-14utg0u12tttVT1VT212

15、iLuLb)c)d)e)f)第35頁(yè)/共42頁(yè)第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。37當(dāng)很小或者(huzh)負(fù)載電感量很大時(shí)；UL=Ui-失控需要(xyo)研究f(,L,R)=f(, )之間的關(guān)系，這是一個(gè)超越方程，它表示了f(, )的關(guān)系。利用它可以按負(fù)載阻抗角 求得不同時(shí)的導(dǎo)電角。但是這組曲線只適用(shyng)于 的情況。(2-2)tan)sin()sin(e第36頁(yè)/共42頁(yè)第三十七頁(yè)，共43頁(yè)。38020406080 100 120 140 160 180)()(20406080100120140160180圖2-15曲線時(shí)的),(f電路在0901530456075第37頁(yè)/共42頁(yè)第三十八頁(yè)，共43頁(yè)。39討 論0180180180當(dāng) 時(shí)，為純電阻(dinz)性負(fù)載，有當(dāng)時(shí)，導(dǎo)通角也是斷續(xù)(dun x)的時(shí)，為臨界狀態(tài)(ln ji zhun ti)，電流剛好導(dǎo)通晶閘管全導(dǎo)通工作，負(fù)載上得到的是電源電壓，實(shí)際上失去了調(diào)壓作用。，此時(shí)電流波形，這相當(dāng)于當(dāng)且0 第38頁(yè)/共42頁(yè)第三十九頁(yè)，共43頁(yè)。40180180