第10章三相交流電動機的調(diào)速緒論：隨著電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，交流調(diào)速日趨完善，大有取代直流調(diào)速的趨勢。主要體現(xiàn)在：1、凡是能用直流調(diào)速的場合，都能改用交流調(diào)速；2、直流調(diào)速達(dá)不到的，如大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓及環(huán)境惡劣場合，能用交流調(diào)速；3、原來不調(diào)速的，如風(fēng)機、泵類負(fù)載，采用交流調(diào)速后，可大幅度節(jié)能。交流電機分同步電機和異步電機。同步電機其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相同，靠改變電源頻率調(diào)速。（由同步電機、變頻器、磁極位置檢測器組成的自控式同步電機，改變定子電壓即可調(diào)速，類似直流電機調(diào)速）異步電動機的調(diào)速方法異步電動機的轉(zhuǎn)速1、改變旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：電源的頻率f、電機的極對數(shù)p；2、改變轉(zhuǎn)差率s：改變電壓U；在轉(zhuǎn)子外加電阻。3、雙饋調(diào)速、串級調(diào)速--改變理想空載轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法；4、利用轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速還有齒輪減速等復(fù)習(xí):三相異步電動機的機械特性轉(zhuǎn)矩的三種表達(dá)式：改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速基本原理改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速具體方法10.1籠型異步電機的降壓調(diào)速負(fù)載轉(zhuǎn)矩T保持不變：當(dāng)外施電壓U1下降為額定值的x倍時，s增加原有值的1/x2倍。如：當(dāng)U1從UN降低至0.8UN時，轉(zhuǎn)差率便由原來的s1=ab，增加至s2＝ac，s2應(yīng)為s1的1/0.82＝1.56倍。負(fù)載性質(zhì)為變轉(zhuǎn)矩時：異步電動機轉(zhuǎn)子電阻大，有較軟機械特性，穩(wěn)定運行區(qū)域較寬。如果帶風(fēng)機、泵類機械，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，即T＝kn2，采用調(diào)壓調(diào)速可以獲得較大的調(diào)速范圍，取得明顯的節(jié)能效果。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，調(diào)速范圍很小。不適宜采用調(diào)壓調(diào)速方法。降壓調(diào)速特點：,電壓降低，最大轉(zhuǎn)矩下降較多；臨界轉(zhuǎn)差率和電壓無關(guān)；方法簡單；不屬于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)調(diào)速；低速下效率低應(yīng)用范圍：長期高速，短時低速。在轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器調(diào)速：線繞轉(zhuǎn)子異步電機轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器可以改變異步電動機的機械特性。串級調(diào)速：線繞轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路中接入附加電勢實現(xiàn)調(diào)速。10.2繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速1.在轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器調(diào)速機械特性變軟部分功率消耗在轉(zhuǎn)子串聯(lián)的電阻上，效率降低。設(shè)帶動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，且等于額定負(fù)載。即為使容量得到充分利用，保持I2不變故又串電阻調(diào)速的特點：由物理轉(zhuǎn)矩特性分析，它是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。損耗大，效率低。機械特性變軟,穩(wěn)定性變差.例10-12.串級調(diào)速（串電阻的改進(jìn)方法）當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串入與轉(zhuǎn)子電勢sE2頻率相同而相位相同或相反的附加電勢Ef后，轉(zhuǎn)子電流I2.異步電動機雙饋調(diào)速系統(tǒng)的組成10.3鼠籠式電機變極調(diào)速定子繞組需有特殊的繞法，使繞組的極對數(shù)能隨外部接線的改變而改變。屬于分級調(diào)速，具有兩種不同轉(zhuǎn)速的電動機稱為雙速電動機。（轉(zhuǎn)子為鼠籠式）變極電機定子繞組的繞制有兩種方法：①雙繞組變極：定子上有兩套極對數(shù)不同相互獨立的繞組，每次運行只用其中一套。繞組設(shè)計較方便，但材料利用率較差，很少使用。②單繞組變極：一套定子繞組，通過不同接法構(gòu)成不同極對數(shù)。變極電動機為鼠籠式轉(zhuǎn)子，它可以隨著定子極對數(shù)的改變而自動改變極對數(shù)。1.變極調(diào)速原理半相繞組電流改向極對數(shù)減小一半轉(zhuǎn)速提高一倍2.極對數(shù)減半，同步轉(zhuǎn)速加倍，轉(zhuǎn)速也接近加倍變極前后的氣隙磁密、轉(zhuǎn)矩和功率關(guān)系2.變極調(diào)速接線方式（1）Y-YY變換（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）略略（2）△-YY變換（恒功率調(diào)速）略略10.4變頻調(diào)速改變供電電源的頻率，可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，為無級調(diào)速變頻調(diào)速時，通常希望電動機的主磁通m保持不變，因為增大m將引起磁路過分飽和，激磁電流大大增加，功率因數(shù)降低。如m太小，則電機容量得不到充分利用。在改變頻率的同時，必須調(diào)節(jié)電壓，可根據(jù)不同負(fù)載要求，配以不同的U1/f1協(xié)調(diào)控制方式。額定頻率稱為基頻。最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，與頻率無關(guān)，并且最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降相等，也就是不同頻率的各條機械特性是近似平行的，硬度相同。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。實用時，保持U1/f1=常數(shù)，當(dāng)減小f1時，(x1+x2’)隨之減小，最大轉(zhuǎn)矩減小。在f1接近fN時，r1<<(x1+x2’)，隨著f1的減小，Tm減小得不多但當(dāng)f1較低時，(x1+x2’)比較小，r1相對變大了，Tm就減小得多，在低頻低速的機械特性變壞了。須加以補償才能獲得恒最大轉(zhuǎn)矩的特性。保持U1/f1=常數(shù)，降低頻率調(diào)速近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。1、理論中，調(diào)頻前后，若保持功率不變，則屬于恒功率調(diào)速形式2、實際中，升高頻率向上調(diào)速時，升高電源電壓不允許的，只能保持電壓不變。頻率越高，磁通越低，因此是一種弱磁升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁調(diào)速。最大轉(zhuǎn)矩正常運行時，若保持I1額定不變，s變化就很小，可近似認(rèn)為PM是不變的。仍可屬于恒功率調(diào)速形式。保持UN不變升頻調(diào)速的機械特性綜上所述，三相異步電動機變頻調(diào)速具有以下幾個特點： ⑴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； ⑵調(diào)速范圍大； ⑶機械特性較硬，靜差率小，相對穩(wěn)定性好； ⑷運行時S較小，效率高； ⑸頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級調(diào)速。例10-210.5電磁轉(zhuǎn)差離合器電樞可以是鼠籠式，也可以是整塊鑄鋼（可看作鼠籠）勵磁繞組通過直流電，當(dāng)If=0時，負(fù)載“松開