能源管理師培訓(xùn)講稿.

1、 本講共三章本講共三章 1、第四章電機(jī)與拖動(dòng)、第四章電機(jī)與拖動(dòng) 2、第九章電氣測量基礎(chǔ)、第九章電氣測量基礎(chǔ) 3、第十一章電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、第十一章電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù) 第四章電機(jī)與拖動(dòng)第四章電機(jī)與拖動(dòng) 第一節(jié)第一節(jié) 電機(jī)分類電機(jī)分類 一、電機(jī)分類一、電機(jī)分類 在電能的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、使用與控制等方面，在電能的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、使用與控制等方面，必須通過能夠進(jìn)行能量（或信號）傳遞與變換的電磁機(jī)械裝置必須通過能夠進(jìn)行能量（或信號）傳遞與變換的電磁機(jī)械裝置，這些電磁機(jī)械裝置被廣義地稱為電機(jī)。電機(jī)可分為：，這些電磁機(jī)械裝置被廣義地稱為電機(jī)。電機(jī)可分為： （1）發(fā)電機(jī)）發(fā)電機(jī)-把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電

2、能；把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能； （2） 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)-把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能； （3）變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器等，分別用于改變）變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器等，分別用于改變電壓、頻率、電流及相位，把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種類電壓、頻率、電流及相位，把一種類型的電能轉(zhuǎn)變成另一種類型的電能；型的電能； （4）控制電機(jī)）控制電機(jī)-用于各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制元件。用于各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制元件。 從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)看，發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩者是可逆的。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)看，發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩者是可逆的。 靜止的：如變壓器等靜止的：如變壓器等 ； 旋轉(zhuǎn)的：各類發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)的：各類發(fā)電

3、機(jī)與電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)又可分為：直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、交流同步電機(jī)電機(jī)又可分為：直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、交流同步電機(jī)以及各類特殊電機(jī)（控制電機(jī)）等。以及各類特殊電機(jī)（控制電機(jī)）等。 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)稱為電力拖動(dòng)（或稱為電氣拖電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)稱為電力拖動(dòng)（或稱為電氣拖動(dòng)）。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生動(dòng)）。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由控制設(shè)備、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械與電源五部分組成。產(chǎn)機(jī)械與電源五部分組成。 二、同步電動(dòng)機(jī)二、同步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種，旋轉(zhuǎn)電樞同步電動(dòng)機(jī)分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種，旋轉(zhuǎn)電樞式用于小容量電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁極式

4、用于大容量電動(dòng)機(jī)中。式用于小容量電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁極式用于大容量電動(dòng)機(jī)中。 同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)，始終保同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)，始終保持為同步轉(zhuǎn)速，且功率因素可以調(diào)節(jié)。持為同步轉(zhuǎn)速，且功率因素可以調(diào)節(jié)。 同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是磁極，由直流電勵(lì)磁、直流電機(jī)的電刷同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是磁極，由直流電勵(lì)磁、直流電機(jī)的電刷和滑環(huán)流入流入勵(lì)磁繞組。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，和滑環(huán)流入流入勵(lì)磁繞組。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場就緊緊地牽引著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場就緊緊地牽引著轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)速保持相等（同步），這就是同

5、步電動(dòng)機(jī)名稱由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)速保持相等（同步），這就是同步電動(dòng)機(jī)名稱由來。來。 n=60f/p p為極對數(shù)，當(dāng)電源頻率為極對數(shù)，當(dāng)電源頻率 f 一定時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的。一定時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的。 改變同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流時(shí)，就可以就可以改變定子相改變同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流時(shí)，就可以就可以改變定子相電壓和相電流之間的相位差，（改變同步電動(dòng)機(jī)的功率因素）電壓和相電流之間的相位差，（改變同步電動(dòng)機(jī)的功率因素），可以使同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電感性、電阻型和電容性狀態(tài)）。，可以使同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電感性、電阻型和電容性狀態(tài)）。 同步電動(dòng)機(jī)常用于長期連續(xù)工作及保持轉(zhuǎn)速不變的場所，同步電動(dòng)機(jī)常用于長期連續(xù)工作及保

6、持轉(zhuǎn)速不變的場所，如用于驅(qū)動(dòng)水泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。如用于驅(qū)動(dòng)水泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。 二、其他電機(jī)二、其他電機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等都是作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)使用的。異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等都是作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)使用的。 控制電機(jī)的主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換和傳遞控制信號，常用的有伺控制電機(jī)的主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換和傳遞控制信號，常用的有伺服電動(dòng)機(jī)、測速電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。服電動(dòng)機(jī)、測速電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 控制電機(jī)的特點(diǎn)：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、耗控制電機(jī)的特點(diǎn)：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、耗電少、運(yùn)行可靠等。電少、運(yùn)行可靠等。 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器及其應(yīng)用變壓器及其應(yīng)用 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，當(dāng)輸

7、送功率和功率因素一定變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，當(dāng)輸送功率和功率因素一定時(shí)，電壓越高，則線路電流越小。時(shí)，電壓越高，則線路電流越小。 在電子線路中，除了有電源變壓器外，變壓器還用于耦合電在電子線路中，除了有電源變壓器外，變壓器還用于耦合電路，傳遞信號，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。路，傳遞信號，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 此外還有自耦變器、此外還有自耦變器、以及各種專用變壓器。以及各種專用變壓器。 一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理 變壓器由閉合鐵芯和變壓器由閉合鐵芯和高壓、低壓繞組等幾個(gè)主高壓、低壓繞組等幾個(gè)主要部分構(gòu)成。要部分構(gòu)成。 （一）電磁關(guān)系（一）電磁關(guān)系 當(dāng)一次繞組接入交流電壓當(dāng)一次繞組接入交流電壓

8、u u1 1 時(shí)時(shí), ,一次繞組中便有一次繞組中便有i i1 1 通過。一通過。一次繞組的磁通勢次繞組的磁通勢 N N1 1i i1 1 產(chǎn)生的磁通絕大部分通過鐵芯而閉合，從而產(chǎn)生的磁通絕大部分通過鐵芯而閉合，從而在二次繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢。如果二次繞組中接有負(fù)載，則二次在二次繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢。如果二次繞組中接有負(fù)載，則二次繞組中就有電流繞組中就有電流 I I2 2 通過。二次繞組的磁通勢通過。二次繞組的磁通勢N N 2 2i i2 2 也產(chǎn)生磁通，也產(chǎn)生磁通，其絕大部分也通過鐵芯而閉合，因此鐵芯中的磁通是由一、二次其絕大部分也通過鐵芯而閉合，因此鐵芯中的磁通是由一、二次繞組的磁通勢共同形成的

9、磁通，它稱為主磁通。此外一、二次繞繞組的磁通勢共同形成的磁通，它稱為主磁通。此外一、二次繞組的磁通勢還分別產(chǎn)生漏磁通（僅與本繞組相連），從而在各自組的磁通勢還分別產(chǎn)生漏磁通（僅與本繞組相連），從而在各自的繞組中分別產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。的繞組中分別產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。 （二）電壓關(guān)系（設(shè)加正弦交流電壓）（二）電壓關(guān)系（設(shè)加正弦交流電壓） 1 1、一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢、一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢 一次感應(yīng)電動(dòng)勢一次感應(yīng)電動(dòng)勢: :e e1 1 = = E E1m1m sinsin( (t-90O)- 一次感應(yīng)電動(dòng)勢一次感應(yīng)電動(dòng)勢e e1 1 的有效值的有效值E E1 1 為：為： E E1 1

10、= 4.44= 4.44fNfN1 1 m 同理，二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢同理，二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢e e2 2 為：為： e e2 2 = = E E2m2m sinsin( (t-90O) 二次感應(yīng)電動(dòng)勢二次感應(yīng)電動(dòng)勢e e2 2 的有效值的有效值E E2 2 為：為： E E2 2 = 4.44= 4.44fNfN2 2 m 2、一次、二次側(cè)電壓、一次、二次側(cè)電壓 一次側(cè)電壓：一次側(cè)電壓： 式中：式中： R1 : 一次側(cè)繞組的電阻；一次側(cè)繞組的電阻； ：一次繞組的感抗（漏磁感抗）。：一次繞組的感抗（漏磁感抗）。 由于電阻由于電阻R1 和感抗和感抗X1（或漏磁通（或漏磁通 ）較小，其兩端的電壓

11、也較）較小，其兩端的電壓也較小，與主磁電動(dòng)勢小，與主磁電動(dòng)勢E1比較可以忽略不計(jì)，則比較可以忽略不計(jì)，則 ，得到，得到U1的有效值為：的有效值為： 同理對二次側(cè)電路可列出：同理對二次側(cè)電路可列出： 式中：式中： R2 : 二次繞組二次繞組 的電阻；的電阻； ：二次繞組的感抗；：二次繞組的感抗； ：二次繞組的端電壓。：二次繞組的端電壓。 變壓器空載時(shí)：變壓器空載時(shí)：I2 = 0, U2 =U20 = E2 = 4.44 f mN2 式中式中U20 為變壓器的空載電壓。為變壓器的空載電壓。 一、二次繞組的電壓之比為：一、二次繞組的電壓之比為： 式中式中 K 為變比（匝數(shù)比）為變比（匝數(shù)比） （三）

12、電流變換（一次、二次側(cè)電流關(guān)系）（三）電流變換（一次、二次側(cè)電流關(guān)系） 由由 當(dāng)電源電源電壓當(dāng)電源電源電壓U1和頻率和頻率f不變時(shí)，不變時(shí)，E1和和m也都接近于常也都接近于常數(shù)，因此有：數(shù)，因此有： 變壓器的空載電流變壓器的空載電流i i0 0 是勵(lì)磁用的，而鐵芯的磁導(dǎo)率，因此是勵(lì)磁用的，而鐵芯的磁導(dǎo)率，因此，空載電流很小，常可以忽略，因此可以認(rèn)為：，空載電流很小，常可以忽略，因此可以認(rèn)為： 從上面的關(guān)系可以得出：從上面的關(guān)系可以得出： （四）阻抗變換（四）阻抗變換 變壓器除了能變換電壓和變換電流，還有變換負(fù)載阻抗的功變壓器除了能變換電壓和變換電流，還有變換負(fù)載阻抗的功能。能。 二、變壓器的額

13、定值二、變壓器的額定值 （一（一) )額定電壓額定電壓U U1N 1N 、U U2N2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的變壓器二次側(cè)開路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值。電壓值。 三相額定電壓是一次、二次側(cè)的線電壓。三相額定電壓是一次、二次側(cè)的線電壓。 （二（二) )額定電流額定電流I I1N 1N 、I I2N2N 變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。 三相額定電流是一次、二次側(cè)的線電流。三相額定電流是一次、二次側(cè)的線電流。 （三）額定容量（三）額定容量S SN N 額定容量定義為傳送功率的最大能力。額定

14、容量定義為傳送功率的最大能力。 單相變壓器單相變壓器 S SN N = =U U2N 2N I I2N 2N U U1N 1N I I1N1N 三相變壓器三相變壓器 S SN N = = U U2N 2N I I2N 2N U U1N 1N I I1N1N 三、變壓器的損耗與效率三、變壓器的損耗與效率 變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損耗變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損耗P PFe Fe 和繞組中的銅損和繞組中的銅損耗耗P PCu Cu 兩部分。兩部分。 變壓器的效率常用如下公式表示：變壓器的效率常用如下公式表示： P2 :變壓器的輸出功率；變壓器的輸出功率； P1 :變壓器的輸入功率。變壓器的

15、輸入功率。 四、特殊變壓器四、特殊變壓器 （一）自耦變壓器（一）自耦變壓器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： 二次繞組是一次繞二次繞組是一次繞組的一部分。組的一部分。 （二）電流互感器（二）電流互感器 電流互感器是根據(jù)變壓器的原理制成的。它主要用于擴(kuò)大測電流互感器是根據(jù)變壓器的原理制成的。它主要用于擴(kuò)大測量交流電流的量程，此外使用電流互感器也是為了測量儀表與高量交流電流的量程，此外使用電流互感器也是為了測量儀表與高壓電路隔離。壓電路隔離。 結(jié)構(gòu)：一次繞組匝數(shù)很少（一匝或幾匝），二次繞組的匝數(shù)結(jié)構(gòu)：一次繞組匝數(shù)很少（一匝或幾匝），二次繞組的匝數(shù)較多。較多。 使用應(yīng)注意：二次不能開路；鐵芯、低壓繞組一端接

16、。使用應(yīng)注意：二次不能開路；鐵芯、低壓繞組一端接。 電流互感器是一種特殊的變壓器電流互感器是一種特殊的變壓器，其一次側(cè)線圈匝數(shù)很少（低其一次側(cè)線圈匝數(shù)很少（低壓通常只有壓通常只有1匝）匝），而二次側(cè)線圈匝數(shù)很多（比如一個(gè)而二次側(cè)線圈匝數(shù)很多（比如一個(gè)1000/5的互的互感器感器,二次側(cè)線圈是一次側(cè)的二次側(cè)線圈是一次側(cè)的200倍）倍）。在二側(cè)開路時(shí)在二側(cè)開路時(shí)，二次側(cè)電二次側(cè)電壓會(huì)上升到一次側(cè)線圈壓降的很多倍（壓會(huì)上升到一次側(cè)線圈壓降的很多倍（1000/5的互感器的互感器，就是就是200倍）倍），從而影響二次回路的正常運(yùn)行從而影響二次回路的正常運(yùn)行，并危及人身安全并危及人身安全。 （三）電壓互感

17、器（三）電壓互感器 電壓互感器用于用低量程的電壓表測量高電壓。電壓互感器用于用低量程的電壓表測量高電壓。 使用時(shí)應(yīng)注意：二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；鐵芯、低使用時(shí)應(yīng)注意：二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；鐵芯、低壓繞組一端接。壓繞組一端接。 電壓互感器電壓互感器在正常運(yùn)行中，二次負(fù)載阻抗很大，電壓互感器在正常運(yùn)行中，二次負(fù)載阻抗很大，電壓互感器是恒壓源，內(nèi)阻抗很小，容量很小，一次繞組導(dǎo)線很細(xì)，當(dāng)互感是恒壓源，內(nèi)阻抗很小，容量很小，一次繞組導(dǎo)線很細(xì)，當(dāng)互感器二器二次次端端發(fā)生發(fā)生短路時(shí)短路時(shí)，引起引起一次電流一次電流很大，若二很大，若二次次側(cè)側(cè)熔熔絲選擇不絲選擇不當(dāng)，保險(xiǎn)絲不能熔斷時(shí)，電壓互感器極

18、易被燒壞。所以，電壓互當(dāng)，保險(xiǎn)絲不能熔斷時(shí)，電壓互感器極易被燒壞。所以，電壓互感器二次側(cè)是不允許短路感器二次側(cè)是不允許短路。 第三節(jié)第三節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電機(jī)。 按勵(lì)磁方式分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。按勵(lì)磁方式分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。 特點(diǎn)：較好的調(diào)速性能（調(diào)速范圍廣、易于平滑調(diào)速）；特點(diǎn)：較好的調(diào)速性能（調(diào)速范圍廣、易于平滑調(diào)速）；較大的起動(dòng)力矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、易于快速起動(dòng)、停車、易于控較大的起動(dòng)力矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、易于快速起動(dòng)、停車、易于控制）。制）。 一、直流電機(jī)的工作原理一、直流電機(jī)的工作

19、原理 （一）構(gòu)造（一）構(gòu)造 直流電機(jī)由定子（磁極）、轉(zhuǎn)子（電樞）和機(jī)座等部分組直流電機(jī)由定子（磁極）、轉(zhuǎn)子（電樞）和機(jī)座等部分組成。成。 （1）定子（磁極）：在電機(jī)中產(chǎn)生磁場；）定子（磁極）：在電機(jī)中產(chǎn)生磁場； （2）轉(zhuǎn)子（電樞）：由鐵芯、繞組、換向器組成。）轉(zhuǎn)子（電樞）：由鐵芯、繞組、換向器組成。 1、電樞感應(yīng)電動(dòng)勢、電樞感應(yīng)電動(dòng)勢 E = KE n 式中：式中： E ：電動(dòng)勢，單位伏特（：電動(dòng)勢，單位伏特（V）；）； KE ：與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；：與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)； ： 一個(gè)磁極的磁通；一個(gè)磁極的磁通； n ：電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（：電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）

20、。）。 2、電樞回路電壓平衡式、電樞回路電壓平衡式 U =E + IR =KEn + IR 式中：式中： U ：外加電壓；：外加電壓； R ：繞組電阻：繞組電阻 。 3、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩公式：轉(zhuǎn)矩公式：T =Kr + I 式中：式中： T ：電機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為牛：電機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為牛米（米（Nm）；）； Kr ：與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；：與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)； 4、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 T =T2 + T0 式中：式中： T2 ：機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩；：機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩； R ：空載轉(zhuǎn)矩。：空載轉(zhuǎn)矩。 二、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速二、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)。并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞

21、組與電樞并聯(lián)。 （一）并勵(lì)直流電機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)（一）并勵(lì)直流電機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn) 1、調(diào)速均勻平滑，可以無級調(diào)速；、調(diào)速均勻平滑，可以無級調(diào)速； 2、調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)、調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)200以上。以上。 （二）調(diào)速方法（二）調(diào)速方法 1、改變磁通調(diào)速、改變磁通調(diào)速 由于電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，它的磁路已接近飽和，由于電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，它的磁路已接近飽和，所以通常只是減小磁通，將轉(zhuǎn)速往上調(diào)。所以通常只是減小磁通，將轉(zhuǎn)速往上調(diào)。 （1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn) 調(diào)速平滑，可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；調(diào)速平滑，可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速； 調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便； 機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好；機(jī)械特性較硬

22、，穩(wěn)定性較好； 對專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)，調(diào)速幅度可達(dá)對專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)，調(diào)速幅度可達(dá)34。 （2）應(yīng)注意）應(yīng)注意 若調(diào)速后若調(diào)速后I 保持不變，電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變，電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小。必須減小。 該調(diào)速方法只適用于恒功率調(diào)速。該調(diào)速方法只適用于恒功率調(diào)速。 2、改變電壓調(diào)速、改變電壓調(diào)速 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) （1）機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較）機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好；好； （2）調(diào)速幅度較大，可達(dá)）調(diào)速幅度較大，可達(dá)6 10； （3）可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，得到平滑的無級調(diào)速。）可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，得到平滑的無級調(diào)速。 改變

23、電壓調(diào)速需要用專用設(shè)備，投資費(fèi)用較高，近年來，改變電壓調(diào)速需要用專用設(shè)備，投資費(fèi)用較高，近年來，普遍采用晶閘管整流電源進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)磁。普遍采用晶閘管整流電源進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)磁。 3、電樞回路串電阻調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速 電樞回路串接電阻，由于電阻增大則轉(zhuǎn)速下降。電樞回路串接電阻，由于電阻增大則轉(zhuǎn)速下降。 特點(diǎn)特點(diǎn) （1）設(shè)備簡單，操作方便）設(shè)備簡單，操作方便 ； （2）機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差；）機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差； （3）能量損耗大，只適用于小型直流電機(jī)。）能量損耗大，只適用于小型直流電機(jī)。 第四節(jié)第四節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)是指電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)子的速度與定子旋轉(zhuǎn)的磁場異步電動(dòng)機(jī)是指電機(jī)

24、工作時(shí)轉(zhuǎn)子的速度與定子旋轉(zhuǎn)的磁場速度不一致的電機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是，籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡速度不一致的電機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是，籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、牢固，特別適合用于高圓周速度電機(jī)；無集電環(huán)和碳刷，單、牢固，特別適合用于高圓周速度電機(jī)；無集電環(huán)和碳刷，可靠性高，不受使用場所限制；設(shè)備簡單負(fù)荷控制方便。可靠性高，不受使用場所限制；設(shè)備簡單負(fù)荷控制方便。 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 （一）構(gòu)造（一）構(gòu)造 三相異步電動(dòng)機(jī)分三相異步電動(dòng)機(jī)分成兩個(gè)基本部分。成兩個(gè)基本部分。 定子（固定部分）定子（固定部分） 轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分） 1、定子、定子 定子由機(jī)座和裝在機(jī)座

25、內(nèi)的圓筒形鐵芯以及其中的三相定定子由機(jī)座和裝在機(jī)座內(nèi)的圓筒形鐵芯以及其中的三相定子繞組組成。子繞組組成。 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子 分為兩種：籠型和繞線型。分為兩種：籠型和繞線型。 籠型：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠，不能人為改變電籠型：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠，不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性； 繞線型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大，轉(zhuǎn)子外加繞線型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大，轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 （二）工作原理（二）工作原理 1、旋轉(zhuǎn)磁場、旋轉(zhuǎn)磁場 三相繞組接成星形，繞組中就通入三相對稱電流。三相繞組接成星形，繞組中就通入

26、三相對稱電流。 瞬時(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式 波形圖、旋轉(zhuǎn)磁場波形圖、旋轉(zhuǎn)磁場 2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向 旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流的相序決定的，若想改旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流的相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組電流的相序，將三根變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組電流的相序，將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。電源線中的任意兩根對調(diào)即可。 3、旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)、旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)p 三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)。每相繞組只有一個(gè)線圈，繞組的始端數(shù)和

27、三相繞組的安排有關(guān)。每相繞組只有一個(gè)線圈，繞組的始端之間相差之間相差120，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，p=1（p是磁極對是磁極對數(shù)）。數(shù)）。 若每相繞組有兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組之間互差若每相繞組有兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組之間互差60，將形成兩對，將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。 同理，如要產(chǎn)生三對極，則每相繞組必須有均勻安排在空間同理，如要產(chǎn)生三對極，則每相繞組必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的三個(gè)線圈，繞組的始端之間相差的串聯(lián)的三個(gè)線圈，繞組的始端之間相差40空間角?？臻g角。 4、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而旋轉(zhuǎn)磁場三相

28、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于電源頻率和磁場的極對數(shù)。在一對極的情況下，旋的轉(zhuǎn)速取決于電源頻率和磁場的極對數(shù)。在一對極的情況下，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n0 = 60f1，f1是電源頻率，轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每分是電源頻率，轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每分（r/min）。在兩對極的情況下，）。在兩對極的情況下，n0 = 60f1 / 2。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有p對對極時(shí)，磁場的轉(zhuǎn)速為：極時(shí)，磁場的轉(zhuǎn)速為： n0 = 60f1 / p 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0 常稱為同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)電源頻率和磁場極對常稱為同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)電源頻率和磁場極對數(shù)確定后，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速數(shù)

29、確定后，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0 也就確定了。也就確定了。 5 5、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針旋轉(zhuǎn)式，其磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針旋轉(zhuǎn)式，其磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢。方向由右手定則確定。感應(yīng)出電動(dòng)勢。方向由右手定則確定。 在電動(dòng)勢作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁在電動(dòng)勢作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，從而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力的作用。由電磁力產(chǎn)生場相互作用，從而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力的作用。由電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)方

30、向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。相同。 6 6、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)差率 雖然電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，但轉(zhuǎn)雖然電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速子的轉(zhuǎn)速 n n 不可能達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n n0 0 ，即，即n n 70%時(shí)，可以不更換電機(jī)；時(shí)，可以不更換電機(jī)； 若若Kfd 40%時(shí)，不需要經(jīng)濟(jì)比較就可以更換電機(jī)；時(shí)，不需要經(jīng)濟(jì)比較就可以更換電機(jī)； 若若40% Kfd 70%時(shí)，則需經(jīng)過技術(shù)比較后再?zèng)Q定是否更換時(shí)，則需經(jīng)過技術(shù)比較后再?zèng)Q定是否更換電機(jī)。電機(jī)。 二、電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)節(jié)能技術(shù)二、電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)節(jié)能技術(shù) 三相異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下直接啟

31、動(dòng)（硬啟動(dòng)）會(huì)帶來三相異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下直接啟動(dòng)（硬啟動(dòng)）會(huì)帶來許多問題：許多問題： （1）啟動(dòng)電流很大，一般電機(jī)在空載啟動(dòng)時(shí)可以達(dá)到額定）啟動(dòng)電流很大，一般電機(jī)在空載啟動(dòng)時(shí)可以達(dá)到額定電流的電流的4 7倍，若帶載啟動(dòng)時(shí)可以達(dá)到額定電流的倍，若帶載啟動(dòng)時(shí)可以達(dá)到額定電流的 810倍，倍，直接對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。直接對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。 （2）造成電機(jī)損耗增加，使電機(jī)繞組發(fā)熱，加速絕緣老化）造成電機(jī)損耗增加，使電機(jī)繞組發(fā)熱，加速絕緣老化，影響電機(jī)使用壽命；機(jī)械沖擊過大，造成電動(dòng)機(jī)鼠條、端環(huán)，影響電機(jī)使用壽命；機(jī)械沖擊過大，造成電動(dòng)機(jī)鼠條、端環(huán)斷裂、轉(zhuǎn)軸扭曲、傳動(dòng)齒輪損傷和皮帶斷裂等問題。斷裂、轉(zhuǎn)軸扭

32、曲、傳動(dòng)齒輪損傷和皮帶斷裂等問題。 （3）對被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)造成沖擊，如風(fēng)機(jī)、水泵的壓力）對被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)造成沖擊，如風(fēng)機(jī)、水泵的壓力突變，往往會(huì)造成風(fēng)機(jī)、泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷降低使用壽突變，往往會(huì)造成風(fēng)機(jī)、泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷降低使用壽命，或影響機(jī)械精度。命，或影響機(jī)械精度。 采用電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，開發(fā)以單片微機(jī)為控制采用電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，開發(fā)以單片微機(jī)為控制核心的電子軟啟動(dòng)器。電子軟啟動(dòng)器較傳統(tǒng)的自耦降壓和核心的電子軟啟動(dòng)器。電子軟啟動(dòng)器較傳統(tǒng)的自耦降壓和Y/降降壓啟動(dòng)設(shè)備具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：壓啟動(dòng)設(shè)備具有明顯的優(yōu)點(diǎn)： （1）無沖擊電流，使電機(jī)啟動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值

33、。）無沖擊電流，使電機(jī)啟動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。 （2）恒流啟動(dòng)，確保點(diǎn)擊的平穩(wěn)啟動(dòng)。）恒流啟動(dòng)，確保點(diǎn)擊的平穩(wěn)啟動(dòng)。 （3）可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)節(jié)啟動(dòng)過程中的各種參數(shù)，保證電機(jī)）可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)節(jié)啟動(dòng)過程中的各種參數(shù)，保證電機(jī)處于最佳啟動(dòng)狀態(tài)。處于最佳啟動(dòng)狀態(tài)。 （4）降低了電動(dòng)機(jī)在空載和輕載時(shí)的輸入功率，減小了電動(dòng)）降低了電動(dòng)機(jī)在空載和輕載時(shí)的輸入功率，減小了電動(dòng)機(jī)的有功及無功損耗。，提高了功率因素。機(jī)的有功及無功損耗。，提高了功率因素。 （5）具有齊全的保護(hù)功能，具有過載、過流、缺相、過熱等）具有齊全的保護(hù)功能，具有過載、過流、缺相、過熱等保護(hù)功能。保護(hù)功能。 軟啟動(dòng)器有如下幾種啟動(dòng)方式

34、：軟啟動(dòng)器有如下幾種啟動(dòng)方式： （1）斜坡升壓軟啟動(dòng)，最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，其缺）斜坡升壓軟啟動(dòng)，最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，其缺點(diǎn)是有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大沖擊電流而損壞晶閘管，實(shí)際應(yīng)用較少。點(diǎn)是有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大沖擊電流而損壞晶閘管，實(shí)際應(yīng)用較少。 （2）斜坡恒流軟啟動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的初始階段啟動(dòng)啟動(dòng)）斜坡恒流軟啟動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的初始階段啟動(dòng)啟動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定值后保持恒定，直至啟動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定值后保持恒定，直至啟動(dòng)完畢，該啟動(dòng)方式是應(yīng)用最多的啟動(dòng)方式。完畢，該啟動(dòng)方式是應(yīng)用最多的啟動(dòng)方式。 （3）階躍啟動(dòng)，開機(jī)時(shí)以最短時(shí)間使啟動(dòng)電流達(dá)到設(shè)定值）階躍啟動(dòng)，開機(jī)

35、時(shí)以最短時(shí)間使啟動(dòng)電流達(dá)到設(shè)定值，可以達(dá)到快速啟動(dòng)的效果。，可以達(dá)到快速啟動(dòng)的效果。 （4）脈沖沖擊啟動(dòng)，在啟動(dòng)開始階段以較大電流導(dǎo)通一段）脈沖沖擊啟動(dòng)，在啟動(dòng)開始階段以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，進(jìn)入恒流啟動(dòng)，該啟動(dòng)時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，進(jìn)入恒流啟動(dòng)，該啟動(dòng)方式適用于重載并需克服較大靜摩擦力的啟動(dòng)場合。方式適用于重載并需克服較大靜摩擦力的啟動(dòng)場合。 第五節(jié)第五節(jié) 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù) 近年來，低壓交流變頻調(diào)速技術(shù)獲得了迅速發(fā)展和廣泛的近年來，低壓交流變頻調(diào)速技術(shù)獲得了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。隨著高壓變頻技術(shù)的日臻成熟，應(yīng)用。隨著高壓變頻技術(shù)的日臻成

36、熟，3000V、3300V、6000V、10000V等電壓等級大功率變頻器，也被廣泛應(yīng)用于高壓機(jī)械等電壓等級大功率變頻器，也被廣泛應(yīng)用于高壓機(jī)械設(shè)備的控制和節(jié)能領(lǐng)域，并獲得了更為顯著的節(jié)能效果。設(shè)備的控制和節(jié)能領(lǐng)域，并獲得了更為顯著的節(jié)能效果。 一、變頻調(diào)速原理及控制方式一、變頻調(diào)速原理及控制方式 （一）變頻器調(diào)速的工作原理（一）變頻器調(diào)速的工作原理 交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為：交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為：n0= 60f/p ，在在p固定的情況下，電固定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于電源的頻率動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于電源的頻率f 。因此可以通過改變電源頻率實(shí)因此可以通過改變電源頻率實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速

37、的調(diào)節(jié)。 （二）調(diào)速控制方式（二）調(diào)速控制方式 1、頻率在工頻頻率以下范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、頻率在工頻頻率以下范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 我國的工頻頻率為我國的工頻頻率為50Hz，定子繞組每相電路的電勢平衡方程為定子繞組每相電路的電勢平衡方程為： . . . U1= E1 + I1Z1 式中：式中：Z1為定子繞組每相的阻抗；為定子繞組每相的阻抗；I1為定子繞組的相電流。為定子繞組的相電流。 如果忽略定子壓降如果忽略定子壓降I1Z1 ，則，則: UE1 = 4.44f1 W kw1 1 ；（W為繞組匝數(shù)、為繞組匝數(shù)、 kw1繞組系數(shù)）繞組系數(shù)） 上式可以變換為：上式可以變換為：1 =U1/k f1 由于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩正

38、比于由于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩正比于1 2，所以若保持，所以若保持U1 /f1 為常數(shù)為常數(shù)，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變，這種控制方式稱為恒磁通調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變，這種控制方式稱為恒磁通調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速，也稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速也稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 . 2、頻率在高于工頻頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、頻率在高于工頻頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 變頻電源的輸出電壓一般不能高于其額定電壓，如果保持變頻電源的輸出電壓一般不能高于其額定電壓，如果保持U1不變，當(dāng)增加其電源頻率不變，當(dāng)增加其電源頻率f1時(shí)，則時(shí)，則U1 /f1 變小，定子的磁通變小，定子的磁通1 ，電磁轉(zhuǎn)矩也減小；但電源頻率增加將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，由，電磁轉(zhuǎn)矩也減??；但電源頻率增加

39、將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，由于電動(dòng)機(jī)的的功率是電磁轉(zhuǎn)矩與其角速度的乘積，所以在調(diào)節(jié)過于電動(dòng)機(jī)的的功率是電磁轉(zhuǎn)矩與其角速度的乘積，所以在調(diào)節(jié)過程中，若頻率的增加與轉(zhuǎn)矩的變化成一定的比例關(guān)系，即可保持程中，若頻率的增加與轉(zhuǎn)矩的變化成一定的比例關(guān)系，即可保持電機(jī)的輸出功率為一恒定值，即輸出功率保持不變，這種升頻定電機(jī)的輸出功率為一恒定值，即輸出功率保持不變，這種升頻定壓調(diào)速方式稱為恒功率調(diào)速。壓調(diào)速方式稱為恒功率調(diào)速。 3、轉(zhuǎn)差頻率控制、轉(zhuǎn)差頻率控制 三相異步電機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為三相異步電機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為n0，電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速為為n，（，（n0 - n）是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相

40、對切割速度。若對頻是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對切割速度。若對頻率、電壓作適當(dāng)調(diào)節(jié)，可使率、電壓作適當(dāng)調(diào)節(jié)，可使U1 /f1不變，此時(shí)磁通不變，此時(shí)磁通1不變，電磁轉(zhuǎn)不變，電磁轉(zhuǎn)矩與矩與(n0 n)2成正比；而對頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，即改變了成正比；而對頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，即改變了（n0 - n）。）。所所以在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。以在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。 二、變頻調(diào)速節(jié)能分析二、變頻調(diào)速節(jié)能分析 （一）風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速節(jié)能原理一）風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速節(jié)能原理 風(fēng)機(jī)對電動(dòng)機(jī)是一種風(fēng)機(jī)對電動(dòng)機(jī)是一種“負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系”，即：，即： M = kn2 其中其中k是

41、比例系數(shù)。是比例系數(shù)。 電機(jī)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)，軸功率與轉(zhuǎn)速的電機(jī)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比，即：次方成正比，即： P = cn3 其中其中c是比例系數(shù)。風(fēng)機(jī)低效率運(yùn)行的原因是：是比例系數(shù)。風(fēng)機(jī)低效率運(yùn)行的原因是： 1、風(fēng)機(jī)的定速運(yùn)行與風(fēng)量需求不適應(yīng)。、風(fēng)機(jī)的定速運(yùn)行與風(fēng)量需求不適應(yīng)。 2、風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)一般不在高效區(qū)、風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)一般不在高效區(qū) 有關(guān)資料抽樣表明：風(fēng)機(jī)負(fù)荷率在有關(guān)資料抽樣表明：風(fēng)機(jī)負(fù)荷率在76%以上僅占以上僅占15%左右左右，低于，低于60%的占的占65%左右。左右。 為了克服風(fēng)機(jī)低效率運(yùn)行，必須根據(jù)生產(chǎn)工藝過程中對風(fēng)為了克服風(fēng)機(jī)低效率運(yùn)行，必須根據(jù)生產(chǎn)工藝過程中對風(fēng)量需求

42、的不同，對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)的控制調(diào)節(jié)。量需求的不同，對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)的控制調(diào)節(jié)。 （二）風(fēng)量的調(diào)節(jié)與控制（二）風(fēng)量的調(diào)節(jié)與控制 生產(chǎn)實(shí)際中，要對流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)方法有兩種：生產(chǎn)實(shí)際中，要對流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)方法有兩種： 1、改變管網(wǎng)特性曲線，也就是節(jié)流調(diào)節(jié)。這種方法效率低、改變管網(wǎng)特性曲線，也就是節(jié)流調(diào)節(jié)。這種方法效率低，節(jié)能不明顯。，節(jié)能不明顯。 2、改變風(fēng)機(jī)的性能曲線，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，流量將發(fā)生、改變風(fēng)機(jī)的性能曲線，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，流量將發(fā)生變化，這樣可以實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的目的。此時(shí)管網(wǎng)壓力也將發(fā)生變化，這樣可以實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的目的。此時(shí)管網(wǎng)壓力也將發(fā)生變化，壓力

43、變化將導(dǎo)致其輸入功率發(fā)生變化，這樣就可以實(shí)現(xiàn)變化，壓力變化將導(dǎo)致其輸入功率發(fā)生變化，這樣就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。節(jié)能的目的。 （三）水泵的變頻調(diào)速節(jié)能原理（三）水泵的變頻調(diào)速節(jié)能原理 水泵的種類一般分為離心式、渦流式和軸流式。水泵所作水泵的種類一般分為離心式、渦流式和軸流式。水泵所作的功可以用流量的功可以用流量Q和揚(yáng)程和揚(yáng)程H的大小反映。水泵的流量調(diào)節(jié)可以用的大小反映。水泵的流量調(diào)節(jié)可以用兩種方式實(shí)現(xiàn)。兩種方式實(shí)現(xiàn)。 1、調(diào)節(jié)安裝在水泵口管路上閥門的大小，這種方法輸入功、調(diào)節(jié)安裝在水泵口管路上閥門的大小，這種方法輸入功率減少不多，節(jié)能效果差。率減少不多，節(jié)能效果差。 2、變速調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)的本質(zhì)

44、是使系統(tǒng)的性能曲線下移，、變速調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)的本質(zhì)是使系統(tǒng)的性能曲線下移，從而改變系統(tǒng)的工作點(diǎn)，達(dá)到改變流量的目的。從而改變系統(tǒng)的工作點(diǎn)，達(dá)到改變流量的目的。 在實(shí)際情況中，平方轉(zhuǎn)矩關(guān)系、線性流量轉(zhuǎn)速關(guān)系、軸功在實(shí)際情況中，平方轉(zhuǎn)矩關(guān)系、線性流量轉(zhuǎn)速關(guān)系、軸功率立方轉(zhuǎn)速關(guān)系不一定完全成立，一般的規(guī)律是泵工作的實(shí)際率立方轉(zhuǎn)速關(guān)系不一定完全成立，一般的規(guī)律是泵工作的實(shí)際揚(yáng)程越小，軸功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系越接近立方關(guān)系，采用轉(zhuǎn)揚(yáng)程越小，軸功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系越接近立方關(guān)系，采用轉(zhuǎn)速控制所產(chǎn)生的節(jié)能效果越好。對于高揚(yáng)程的水泵，采用變頻速控制所產(chǎn)生的節(jié)能效果越好。對于高揚(yáng)程的水泵，采用變頻調(diào)速控制其節(jié)能效

45、果將不顯著。調(diào)速控制其節(jié)能效果將不顯著。 三、變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)例三、變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)例 （略）（略） 第六節(jié)第六節(jié) 空氣壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)空氣壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù) 空氣壓縮機(jī)可分為速度式和容積式。空氣壓縮機(jī)可分為速度式和容積式。 速度式空壓機(jī)：軸流式、離心式和混流式；速度式空壓機(jī)：軸流式、離心式和混流式； 容積式空壓機(jī)：回轉(zhuǎn)式、往復(fù)式；容積式空壓機(jī)：回轉(zhuǎn)式、往復(fù)式； 回轉(zhuǎn)式：滑片式、螺桿式；回轉(zhuǎn)式：滑片式、螺桿式； 往復(fù)式：轉(zhuǎn)子式、膜式、活塞式。往復(fù)式：轉(zhuǎn)子式、膜式、活塞式。 其中活塞式空氣壓縮機(jī)應(yīng)用最為廣泛。其中活塞式空氣壓縮機(jī)應(yīng)用最為廣泛。 一、選用節(jié)能型電機(jī)一、選用節(jié)能型電機(jī) 電動(dòng)機(jī)負(fù)載率始終保持在電

46、動(dòng)機(jī)負(fù)載率始終保持在80%以上，要選擇以上，要選擇YX系列異步電系列異步電動(dòng)機(jī)，在滿足負(fù)載的情況下，優(yōu)先選用鼠籠型電機(jī)、高速電機(jī)動(dòng)機(jī)，在滿足負(fù)載的情況下，優(yōu)先選用鼠籠型電機(jī)、高速電機(jī)和高壓電機(jī)。和高壓電機(jī)。 二、提高傳動(dòng)效率二、提高傳動(dòng)效率 在選用空壓機(jī)的電機(jī)與壓縮機(jī)之間的在選用空壓機(jī)的電機(jī)與壓縮機(jī)之間的V帶帶（三角膠帶）時(shí)，三角膠帶）時(shí)，應(yīng)選擇加工精度高，質(zhì)量好的帶輪和膠帶，更換時(shí)要一次性全應(yīng)選擇加工精度高，質(zhì)量好的帶輪和膠帶，更換時(shí)要一次性全部更換，提高安裝水平，保證部更換，提高安裝水平，保證V帶傳動(dòng)所必須的包角和張緊力。帶傳動(dòng)所必須的包角和張緊力。如能采用轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)同軸式結(jié)構(gòu)，則傳動(dòng)效

47、率更高。如能采用轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)同軸式結(jié)構(gòu)，則傳動(dòng)效率更高。 三、降低摩擦損耗三、降低摩擦損耗 空壓機(jī)內(nèi)部的活塞與汽缸套之間間隙配合，只有在合適的空壓機(jī)內(nèi)部的活塞與汽缸套之間間隙配合，只有在合適的間隙條件下，才能形成有效的油膜，保持良好的潤滑，從而減間隙條件下，才能形成有效的油膜，保持良好的潤滑，從而減少摩擦損耗。常見的措施：嚴(yán)格控制活塞與缸套之間的間隙，少摩擦損耗。常見的措施：嚴(yán)格控制活塞與缸套之間的間隙，及時(shí)更換磨損的活塞環(huán)，確保油液清潔，黏度適中，保證油液及時(shí)更換磨損的活塞環(huán)，確保油液清潔，黏度適中，保證油液循環(huán)迅速，油池容積能夠滿足散熱的需要，盡量采用低黏度潤循環(huán)迅速，油池容積能夠滿足散熱

48、的需要，盡量采用低黏度潤滑性能好的潤滑油，并隨季節(jié)變化更換合適的潤滑油?；阅芎玫臐櫥?，并隨季節(jié)變化更換合適的潤滑油。 四、減少壓力損耗和泄漏四、減少壓力損耗和泄漏 空壓機(jī)的氣路系統(tǒng)存在漏氣時(shí)，可直接減少了空壓機(jī)的排氣空壓機(jī)的氣路系統(tǒng)存在漏氣時(shí)，可直接減少了空壓機(jī)的排氣量，使其效率降低。減少其損失的主要措施是：在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)量，使其效率降低。減少其損失的主要措施是：在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，盡可能減少氣路的流動(dòng)阻力，以減少管路及附件的壓強(qiáng)損失。，盡可能減少氣路的流動(dòng)阻力，以減少管路及附件的壓強(qiáng)損失。采用大管徑，低流速的送氣方式。選用安全高效的氣動(dòng)元件。選采用大管徑，低流速的送氣方式。選用安全高效的氣動(dòng)

49、元件。選用新型空氣過濾器以減少壓力損失。定期檢查管路漏氣情況。用新型空氣過濾器以減少壓力損失。定期檢查管路漏氣情況。 五、提高冷卻器的交換熱性能五、提高冷卻器的交換熱性能 空壓機(jī)的冷卻水系統(tǒng)中，一般設(shè)有中間冷卻器和后冷卻器，空壓機(jī)的冷卻水系統(tǒng)中，一般設(shè)有中間冷卻器和后冷卻器，以保證各級壓縮空氣的吸入溫度基本一致。提高中間冷卻器的，以保證各級壓縮空氣的吸入溫度基本一致。提高中間冷卻器的換熱性能，降低各級汽缸的溫度，使每級壓縮過程接近于等溫壓換熱性能，降低各級汽缸的溫度，使每級壓縮過程接近于等溫壓縮，是空壓機(jī)的節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵，提高中間冷卻器的交換熱性能縮，是空壓機(jī)的節(jié)能運(yùn)行的關(guān)鍵，提高中間冷卻器的

50、交換熱性能措施是：降低冷卻水入口溫度；提高冷卻水流量；清除冷卻器管措施是：降低冷卻水入口溫度；提高冷卻水流量；清除冷卻器管束沉積物；保證氣體與管束接觸均勻；采用水處理藥劑軟化冷束沉積物；保證氣體與管束接觸均勻；采用水處理藥劑軟化冷卻原水，提高水質(zhì)。卻原水，提高水質(zhì)。 六、合理設(shè)定工作壓力六、合理設(shè)定工作壓力 空壓機(jī)的耗電與排氣壓力的高低成正比，降低排氣壓力可以空壓機(jī)的耗電與排氣壓力的高低成正比，降低排氣壓力可以節(jié)約電能。節(jié)約電能。 七、變頻調(diào)速節(jié)能控制七、變頻調(diào)速節(jié)能控制 變頻調(diào)速主要是改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制空壓機(jī)單位時(shí)間的出變頻調(diào)速主要是改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制空壓機(jī)單位時(shí)間的出風(fēng)量，從而達(dá)到控制

51、管路的壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)的風(fēng)量，使風(fēng)量，從而達(dá)到控制管路的壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)的風(fēng)量，使空壓機(jī)的排風(fēng)量與實(shí)際用風(fēng)量相匹配，具有明顯節(jié)能效果?？諌簷C(jī)的排風(fēng)量與實(shí)際用風(fēng)量相匹配，具有明顯節(jié)能效果。 采用變頻調(diào)速控制的主要優(yōu)點(diǎn)是：電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，輸采用變頻調(diào)速控制的主要優(yōu)點(diǎn)是：電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，輸氣壓力穩(wěn)定，對比檢測一般可節(jié)能氣壓力穩(wěn)定，對比檢測一般可節(jié)能30%左右。左右。 第七節(jié)第七節(jié) 制冷壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)制冷壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù) 壓縮機(jī)是整個(gè)制冷系統(tǒng)的動(dòng)力來源，壓縮機(jī)主要類型有：壓縮機(jī)是整個(gè)制冷系統(tǒng)的動(dòng)力來源，壓縮機(jī)主要類型有：活塞式（往復(fù)式）、離心式（渦流式）和回轉(zhuǎn)式（螺桿式和刮活塞式（往復(fù)式

52、）、離心式（渦流式）和回轉(zhuǎn)式（螺桿式和刮板式）。離心式和回轉(zhuǎn)式的單機(jī)制冷量較大，僅用于大型冷凍板式）。離心式和回轉(zhuǎn)式的單機(jī)制冷量較大，僅用于大型冷凍或空調(diào)系統(tǒng)中，目前我國小型制冷設(shè)備如電冰箱、冷藏柜和空或空調(diào)系統(tǒng)中，目前我國小型制冷設(shè)備如電冰箱、冷藏柜和空調(diào)器中大都采用活塞式壓縮機(jī)。調(diào)器中大都采用活塞式壓縮機(jī)。 一、制冷類型的選擇一、制冷類型的選擇 （一）常用制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用（一）常用制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 活塞式壓縮機(jī)是使用歷史最長的壓縮機(jī)，價(jià)格低廉，應(yīng)用普活塞式壓縮機(jī)是使用歷史最長的壓縮機(jī)，價(jià)格低廉，應(yīng)用普遍，其缺點(diǎn)是效率相對較低。遍，其缺點(diǎn)是效率相對較低。 螺桿式壓縮機(jī)具有易損件少，體積小，重量輕，單機(jī)壓縮螺桿式壓縮機(jī)具有易損件少，體積小，重量輕，單機(jī)壓縮比大，振動(dòng)小，效率高等優(yōu)點(diǎn)。且制冷量可在比大，振動(dòng)小，效率高等優(yōu)點(diǎn)。且制冷量可在10% 100%的范的范圍內(nèi)無極調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是噪音大，耗油量大，價(jià)格相對較高。圍內(nèi)無極調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是噪音大，耗油量大，價(jià)格相對較高。 離心式壓縮機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、制冷量大、易損件少、維護(hù)簡單離心式壓縮機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、制冷量大、易損件少、維護(hù)簡單、連續(xù)工作時(shí)間長、振動(dòng)小。制冷量可在、連續(xù)工作時(shí)間長、振動(dòng)小。制冷量可在30% 100%的