三相異步電機的調(diào)速課件

第四節(jié)籠型異步電機的調(diào)速一變頻調(diào)速二變極調(diào)速三能耗轉差調(diào)速7/3/2023概述

由式知：有三種調(diào)速方式變頻調(diào)速變極調(diào)速變轉差率調(diào)速

7/3/2023一、變頻調(diào)速顯然，頻率可平滑調(diào)節(jié),可平滑調(diào)節(jié)轉速。由定子電路的電動勢方程式可見，在忽略定子漏阻抗的情況下，得（11-6）為使在f1變化時保持不變，則由式（11-6）可見必7/3/2023恒轉矩變頻調(diào)速時，如果能保持，則可保證調(diào)速過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通基本不變的要求。

恒功率調(diào)速時:若滿足，調(diào)速過程中電動機的過載能力也能保持不變，但此時磁通將發(fā)生變化了。若此時按恒轉矩調(diào)速滿足的條件，則磁通將基本不變，但電動機的過載能力將在調(diào)速過程中改變。圖10-14上繪出了變頻時異步電動機的機械特性，其中f11>f12>f13>f14>f15>f16。7/3/2023

變頻調(diào)速的優(yōu)點：調(diào)速范圍大，平滑性較高，變頻時Ux按不同規(guī)律變化可實現(xiàn)轉矩或恒功率調(diào)速，低速時特性的靜差率較高。變頻調(diào)速的缺點：專用的變頻電源；在恒轉矩調(diào)速時，低速段電動機的過載倍數(shù)大為降低，甚至不能帶動負載。7/3/2023二、變極調(diào)速改變定子的極對數(shù)，使同步轉速改變，電動機轉速改變。

改變極對數(shù)的方法：改變定子繞組聯(lián)結法的方法。如圖7/3/2023三相繞組兩種常用聯(lián)結方法：Y/YY；D/YY轉向：P對極時：A、B、C相位為0，120，240度

2P對極時：A、B、C相位為0，240，480（=120）度所以：應改變相序7/3/2023輸出功率（或轉矩）在變速前后的關系輸出功率為式中——電動機效率；

——電動機定子相電壓；

——電動機定子相電流；

——定子輸入功率；

——定子功率因數(shù)。7/3/2023忽略定子損耗，PT≈P1，轉矩T為（11-3）式中p——極對數(shù)。當Y→YY時，極對數(shù)：2P→P，n0→2n0為使調(diào)速時電動機得到充分利用，在高、低速運行時，電動機繞組內(nèi)均流過額定電流，這樣在兩種聯(lián)結法下的轉矩之比為（11-4）7/3/2023可見這種變極調(diào)速方法是近似恒轉矩的，圖11-3a。7/3/2023

D→YY：極對數(shù)：2P→P，n0→2n0圖11-2b，兩種聯(lián)結法的功率比為（近似恒功率（差13.4%））改變定子極對數(shù)，還可以在定子上裝上兩組獨立的繞組，各聯(lián)結成不同的極對數(shù)。如將兩種方法配合，則可得更多的調(diào)速級數(shù)。7/3/2023

三、改變外加電壓調(diào)速7/3/2023（一）降壓當Ux↓時：最大轉矩Tm及起動轉矩Tst與成正比下降低；Sm與的降低無關；由于同步轉，因此也保持不變。7/3/20231.降壓7/3/2023一.轉子電路串聯(lián)電阻調(diào)速

如圖11-5中，轉子電路串聯(lián)電阻轉子電流I2’減小，轉矩T減小電動機減速轉差率增加到s1I2及T增加到T=TZ電動機達新平衡狀態(tài)。

第五節(jié)繞線轉子異步電動機的調(diào)速7/3/2023轉子電路串聯(lián)電阻時的人為機械特性電阻的數(shù)值越大，人為機械特性越軟。由于，在額定電壓時，（11-18）（11-21）所以（11-22）此方法優(yōu)點：方法簡單，初期投資不高。7/3/2023改變定子電壓調(diào)速

人為機械特性?？刂齐娐穬r格較低。調(diào)速范圍很小。對于恒轉距調(diào)速，如能增加轉子電阻，則改變定子電壓可得較寬的調(diào)速范圍，此時特性太軟，其靜差率常不能滿足生產(chǎn)機械的要求，而且低壓時的過載能力較低。

7/3/2023改變定子電壓調(diào)速

如采用圖11-9所示的閉環(huán)系統(tǒng)：負載TZ轉矩變化，自動調(diào)節(jié)電源電壓，則既能提高低速時的機械特性硬度，又能保證一定的過載能力。

7/3/2023缺點：調(diào)速時的效率較低，功率因數(shù)比轉子串聯(lián)電阻時更低。適用于：高轉差籠型異步電動機和繞線轉子異步電動機。變極變壓相結合的調(diào)速方法為了改善改變定子電壓調(diào)速低速運行時的性能，進一步擴大調(diào)速范圍，在改變定子電壓調(diào)速方法的基礎上，發(fā)展成一種變極變壓相結合的調(diào)速方法。應用于：單繞組多速籠型異步電動機，為了使減壓降速時電流不至太大，轉子采用高電阻的導條。當電動機極數(shù)一定時，改變定子電壓轉速也隨之改變。7/3/2023

7/3/2023

三.串級調(diào)速（一）串極調(diào)速的一般原理中等以上功率的繞線轉子異步電動機與其他電動機或電子設備串極聯(lián)接以實現(xiàn)平滑調(diào)速，稱為串級調(diào)速。7/3/2023與同相（相位差）當未引入時，轉子電流為（11-37）當引入時，轉子電流為（11-38）

2．與反相（相位差）未引入時，變?yōu)椋?1-39）

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在圖11-18a中繪出沒有引入時異步電動機的向量圖。在圖11-18b中繪出越前時異步電動機的向量圖。

7/3/2023對于圖11-19所示越前某一角度的一般情況，方法是把分解為兩分量。

7/3/2023（二）串聯(lián)調(diào)速的機械特性

經(jīng)推導，異步電動機的機械特性實用表達式為（11-43）

時異步電動機機械特性實用表達式

1．轉矩

（11-44）

7/3/20232．轉矩

（11-45）在圖11-20中，a與b表示串級調(diào)速的兩個轉矩分量T1與T2的關系曲線。

7/3/2023在圖11-20c中，特性與縱軸的交點為理想空載轉速（11-48）所以得

（11-49）

當與方向相同時，，則