電機(jī)分類及原理三相電動機(jī)調(diào)速

三相異步電動機(jī)的調(diào)速概述一、什么是交流調(diào)速①改變轉(zhuǎn)差率；②改變磁極對數(shù)；③改變頻率。對于同步電機(jī)的調(diào)速可以用改變供電頻率的方法實現(xiàn)。由此可見交流調(diào)速有三大方法：異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速為調(diào)速就是在一定的負(fù)載下，根據(jù)生產(chǎn)的需要人為地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速性能的好壞往往影響到生產(chǎn)機(jī)械的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。交流電機(jī)有許多不同的調(diào)速方法及適用的對象，具體分類如下：交流電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變極調(diào)速變頻調(diào)速————變頻調(diào)速

改變轉(zhuǎn)子電阻

改變定子電壓

電磁轉(zhuǎn)差離合器

串級調(diào)速交－直－交變頻他控式自控式交－交變頻.二、交流調(diào)速拖動系統(tǒng)的特點⒈典型直流調(diào)速拖動系統(tǒng)①發(fā)電機(jī)電動機(jī)組③晶閘管電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)②帶有交磁放大機(jī)的發(fā)電機(jī)電動機(jī)組⒉直流調(diào)速拖動系統(tǒng)存在的主要缺點①存在機(jī)械磨損，噪聲大，壽命短，維護(hù)困難；②存在換向火花，運行環(huán)境受到限制，在易燃、易爆等惡劣環(huán)境中不能使用；③結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓的直流電動機(jī)；④造價高。.3.交流調(diào)速拖動系統(tǒng)的特點⑴可以擴(kuò)大交流電機(jī)的容量，提高交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓；⑵交流電機(jī)，特別是鼠籠型電機(jī)，其設(shè)置環(huán)境的適應(yīng)性廣；⑶維護(hù)省力；⑷結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，運行噪聲小，慣性小；⑸由于高性能、高精度的新型調(diào)速系統(tǒng)不斷出現(xiàn)和發(fā)展，完全可以得到同直流調(diào)速系統(tǒng)一樣好的性能指標(biāo)；⑹造價低。.變極原理圖一、變極方法電流反向變極法——繞組改接后，使其中一半繞組中的電流改變了方向，從而改變了極對數(shù)。變極調(diào)速2pp二、三相繞組的換接方法.低速倍極數(shù)D接法，高速少極數(shù)YY接法。2pp注意：換接后相序發(fā)生了變化。為保持高速與低速時電機(jī)的轉(zhuǎn)向不變，應(yīng)將B、C兩相的出線端交換。低速倍極數(shù)Y接法，高速少極數(shù)YY接法

2pp三、容許輸出忽略pCu1

和pFepIUnIUnPTllTl1l19550=轉(zhuǎn)矩為了使調(diào)速時電動機(jī)得到充分利用，在高、低速運行時，電動機(jī)繞組內(nèi)均流過額定電流。()111PppPPFeCuT?+-=電動機(jī)輸出功率1.對于Y→YY，極對數(shù)p減小一倍為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速2.對于→YY，極對數(shù)p減小一倍既不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也不是恒功率調(diào)速，但比較接近于恒功率調(diào)速。四、機(jī)械特性Y-YY變極調(diào)速機(jī)械特性n0TTZABC工作點變動情況：A→B→C1.對于Y→YY，YYY-YY變極調(diào)速機(jī)械特性TZABC2.對于→YY，工作點變動情況：A→B→C五、調(diào)速性能⑴調(diào)速范圍⑶容許輸出⑵平滑性⑷經(jīng)濟(jì)性對于雙速電機(jī)，其調(diào)速范圍為2；對于多速電機(jī)，其調(diào)速范圍為3～4。較差，有級調(diào)速。變級與變壓結(jié)合應(yīng)用可改善。對于不同的變極方法，調(diào)速特性也不同，這樣可以適應(yīng)不同的負(fù)載。.設(shè)備簡單，運行效率和功率因數(shù)高。一、概述異步電動機(jī)采用變頻調(diào)速，可以得到很大的調(diào)速范圍、很好的調(diào)速平滑性和有足夠硬度的機(jī)械特性。根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時，n基本上與f1成正比，如有頻率可平滑調(diào)節(jié)的供電設(shè)備，即可平滑地調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。為保證電機(jī)的穩(wěn)定運行，應(yīng)維持電機(jī)的過載能力不變。額定頻率稱為基頻fN，變頻調(diào)速時，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。§12.3 變頻調(diào)速異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速為2.若f1↑（〉fN

），則m↓，T↓，電機(jī)得不到充分利用；1.若f1↓（〈fN

），則m↑

，磁路更飽和，pFe↑，cos↓。應(yīng)要求m不能變。二、變頻調(diào)速控制方式改變頻率分頻率減小和頻率增大兩種情況。1、從基頻向下變頻調(diào)速f1<fN從基頻向下變頻調(diào)速機(jī)械特性。屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。而保持不變，基本保持不變，因此保持nTPICTconstfUNmTmμW==\=2211cosjffQ2、從基頻向上變頻調(diào)速f1>fN率調(diào)速。基本保持不變，屬恒功于是成反比，與轉(zhuǎn)速）成反比，因此（或與保持W==\=TPnICTnfUNmTm2211cosjffNUQnP，TTNTPPnN2nNO異步電動機(jī)變頻調(diào)速容許輸出轉(zhuǎn)矩與功率向上變頻調(diào)速向下變頻調(diào)速附：（機(jī)械特性）①從基頻向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)速，近似為恒功率調(diào)速方式；②調(diào)速范圍大；③轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；④初期投資大，需要專用的變頻裝置，但運行費用不大，效率高；⑤頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級調(diào)速。三、變頻調(diào)速性能§12.4能耗轉(zhuǎn)差調(diào)速特點：在調(diào)速過程中產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)差功率ps=SPT，并消耗在 轉(zhuǎn)子回路或轉(zhuǎn)差離合器中。一、繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速⒈調(diào)速原理與機(jī)械特性⑴調(diào)速原理轉(zhuǎn)子串電阻后，I2’↓，T↓，n↓，S↑，SE2↑，I2’↑，T↑，直至平衡點，在新的轉(zhuǎn)差率下穩(wěn)定運行。⑵機(jī)械特性對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載①n1不變②Tm不變③Sm∝（r2+Rs）④外串電阻越大，則機(jī)械特性越軟。.⒉調(diào)速電阻的計算計算依據(jù)：轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時，如果保持電機(jī)轉(zhuǎn)子電流為額定值，必有：對于特定條件T=TN時，由轉(zhuǎn)速nN

（對應(yīng)轉(zhuǎn)差率為SN）調(diào)速到轉(zhuǎn)速n（對應(yīng)轉(zhuǎn)差率為S），則需外串電阻Rs為..注意：此式僅在額定轉(zhuǎn)矩時有效。⒊調(diào)速性能及應(yīng)用⑴調(diào)速范圍上限為nN，下限受靜差率的限制，一般僅為2～3。⑵容許輸出.屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。⑶平滑性⑷經(jīng)濟(jì)性調(diào)速級數(shù)少，平滑性差。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時，轉(zhuǎn)子損耗的功率即為轉(zhuǎn)差功率不計機(jī)械損耗，則輸出功率為調(diào)速時，轉(zhuǎn)子電路的效率為n↓，S↑，↓，經(jīng)濟(jì)性差。.()STSCuRrISPpp+===22223()TPSP-=12()()SSPPSPSpPPTTTS-=+--=+=11122h⒈調(diào)速原理與方法⑴調(diào)速原理與轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速原理相似。⑵調(diào)壓方法①定子串接飽和電抗器；②采用晶閘管調(diào)壓器；③改變定子繞組接線方法。二、改變定子電壓調(diào)速⒉調(diào)速性能⑴調(diào)速范圍

降壓調(diào)速范圍小，只能往下調(diào)。SSrImPTT1122211μW￠￠=W=⑵容許輸出既非恒轉(zhuǎn)矩，又非恒功率調(diào)速。⑶平滑性⑷經(jīng)濟(jì)性因為S↑，pcu2↑，所以經(jīng)濟(jì)性差。平滑地改變定子電壓，則能平滑地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。.機(jī)械特性轉(zhuǎn)速低于nm的機(jī)械特性部分，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能穩(wěn)定運行，因此不能用于調(diào)速，調(diào)速范圍很小。若為通風(fēng)機(jī)負(fù)載，轉(zhuǎn)速低于nm時可以穩(wěn)定運行，調(diào)速范圍擴(kuò)大了。通風(fēng)機(jī)負(fù)載TZ⒈概述它由三相鼠籠型異步電動機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和控制系統(tǒng)三部分組成。⒉電磁轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理⑴結(jié)構(gòu)①電樞②磁極⑵工作原理.當(dāng)勵磁線圈有電流時，通過磁極產(chǎn)生作用力。勵磁電流不同，作用力的大小也不同，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。三、電磁調(diào)速異步電動機(jī)———滑差電機(jī)⑶機(jī)械特性若磁極對數(shù)為p，則總電磁轉(zhuǎn)矩T為轉(zhuǎn)矩T使感應(yīng)子帶動生產(chǎn)機(jī)械沿電樞的方向旋轉(zhuǎn)，平滑地調(diào)節(jié)滑差離合器的勵磁電流，即可實現(xiàn)無級調(diào)速。轉(zhuǎn)差離合器從動軸轉(zhuǎn)速()()ASpASnnKRznnRlBppFRT-￠=′-′==6022222pTKnnAS￠-=\1異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速在實際工作中，使用電磁轉(zhuǎn)差離合器機(jī)械特性的近似經(jīng)驗公式為42BASITKnn-=nTIB1IB2IB3IB4IB5IB1>IB1>IB3>IB14>IB5不同勵磁電流IB下的機(jī)械特性由機(jī)械特性可以看出：※機(jī)械特性的硬度?。弧D(zhuǎn)矩T隨勵磁電流ILB的減小而降低。當(dāng)轉(zhuǎn)矩為常數(shù)時，IB↑，nAS↑實現(xiàn)調(diào)速。⒊電磁調(diào)速異步電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)用以提高機(jī)械特性的硬度，擴(kuò)大調(diào)速范圍。⒋調(diào)速性能⑴調(diào)速范圍一般可達(dá)10：1...⑶容許輸出以保持轉(zhuǎn)差功率不超過額定值為條件，調(diào)速方式既非恒轉(zhuǎn)矩，又非恒功率。⒌優(yōu)缺點優(yōu)點：簡單、可靠、維護(hù)方便，能平滑調(diào)速，機(jī)械特性較硬。缺點：低速時效率低，能耗大?；铍姍C(jī)廣泛應(yīng)用于印染、紡織、造紙和電纜等行業(yè)。..⑵經(jīng)濟(jì)性提高滑差電機(jī)效率的方法：采用變極電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)，高速時采用4極方式，低速時采用6極方式，以獲得較高的效率?；铍姍C(jī)的效率隨著輸出軸轉(zhuǎn)速的減小而下降。⒈概述轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速要消耗電能，不經(jīng)濟(jì)。在繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中外加一個附加電勢Ef

，用以控制轉(zhuǎn)差功率來實現(xiàn)調(diào)速，這種調(diào)速方法稱為串級調(diào)速。⒉串級調(diào)速基本工作原理設(shè)電動機(jī)原來無外加電勢，且在固有特性上穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)差率為S，轉(zhuǎn)子電流I2

為.四、串級調(diào)速等值電路等值電路為～1)現(xiàn)在引入外加電勢，要求與相位相同。由于加入了相位相同的附加電勢Ef，使I2C>I2，T↑

，n↑

，S↓

，又使E2↓

，I2↓

，T↓

，達(dá)到新的平衡，電動機(jī)在較小的轉(zhuǎn)差率SC(SC<S)下運行。等值電路為～2)現(xiàn)在引入外加電勢，要求與相位相反。.由于加入了相位相反的附加電勢Ef，使I2C<I2，T↓，n↓，S↑，又使E2↑，I2↑，T↑，達(dá)到新的平衡，電動機(jī)在較大的轉(zhuǎn)差率SC(SC>S)下運行。如能用某一裝置使附加電勢Ef，的數(shù)值平滑改變，則異步電動機(jī)將實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。⒊晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng).異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)晶匝管整流電路變?yōu)橹绷麟妷篍d，再由晶匝管逆變器將Eβ逆變?yōu)榻涣?，功率?jīng)變壓器反饋