3電機(jī)調(diào)速控制線路3.2三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)◆定子部分1、定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成——導(dǎo)磁部分。2、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)——導(dǎo)電部分?！艮D(zhuǎn)子部分1、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成。2、轉(zhuǎn)子繞組：1)鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插

入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對稱短路繞組。2)繞線式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組，

嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。2/6/20231機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.3三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理3電機(jī)調(diào)速控制線路◆電磁力◆

電生磁◆磁生電3.4三相異步電動機(jī)的兩個(gè)基本概念概念一：極數(shù)三相異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)，稱為極數(shù)。同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率：概念二：轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：3.5三相異步電動機(jī)的接線方法3.6三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速2/6/20232機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所在實(shí)際生產(chǎn)中，為滿足機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中的需要，常要求輸出多種速度。例如：在金屬切削機(jī)床上加工零件時(shí)，為保證零件的加工質(zhì)量，主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)隨著工件和刀具的材料、工件的直徑、加工工藝的要求及走刀量的大小等的不同而不同。調(diào)速通常有機(jī)械調(diào)速和電氣調(diào)速兩種，常用電氣調(diào)速方式，簡單易行，且可大大簡化機(jī)械變速機(jī)構(gòu)。式中：已知三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：3電機(jī)調(diào)速控制線路p——磁極對數(shù)。s——轉(zhuǎn)差率；f——電源頻率；2/6/20233機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路由三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以看出，改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有3種方法，即改變轉(zhuǎn)差率s、電源頻率f、磁極對數(shù)p。變極調(diào)速是改變定子繞組的極對數(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過外部開關(guān)切換來改變電機(jī)繞組的串并聯(lián)關(guān)系，大多運(yùn)用于籠型電動機(jī)。轉(zhuǎn)差率調(diào)速是三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的調(diào)速方法，廣泛應(yīng)用于起重設(shè)備中。調(diào)速方法：2/6/20234機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.7三相異步電動機(jī)的基本調(diào)速控制線路3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路變極調(diào)速有兩種方法：第一種，改變定子繞組的連接方法；第二種，在定子上設(shè)置具有不同極對數(shù)的兩套互相獨(dú)立的繞組。變極調(diào)速一般可得到兩級、三級速度，最多可獲得四級速度，但常見是兩級速度變極調(diào)速，即雙速電動機(jī)的變數(shù)。2/6/20235機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路1）變極調(diào)速的原理◆在利用加工機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐的過程中，為了獲得較寬的調(diào)速范圍，均采用“雙速電機(jī)”或者多速電機(jī)。雙速電機(jī)與多速電機(jī)其基本原理和控制方法基本相同。以雙速電機(jī)為例進(jìn)行分析?！綦p速電機(jī)的變速是通過改變繞組的連接來改變磁極對數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變?！綦p速電機(jī)每相定子繞組由兩個(gè)線圈連接而成，共有三個(gè)抽頭，如(a)圖所示，定子繞組連接方式有兩種，即三角形連接((b)圖)和星形連接((c)圖)。(b)三角形接法(c)星形接法(a)單相繞組結(jié)構(gòu)定子2/6/20236機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路注(1)：Y→YY切換適用于拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)負(fù)載；

△→YY切換適用于拖動恒功率性質(zhì)的負(fù)載。注(2)：變極調(diào)速有“反轉(zhuǎn)向方案”和“同轉(zhuǎn)向方案”兩種方法。若變極后電源相序不變，則電動機(jī)反轉(zhuǎn)高速運(yùn)行；若要保持電動機(jī)變極后轉(zhuǎn)向不變，則需同時(shí)改變電源相序。要實(shí)現(xiàn)雙速電機(jī)的變速，則需將三角形連接或星形連接變成如(d)圖所示的雙星形連接。兩種接線方法變換都能使磁極對數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增加一倍。(b)三角形接法(c)星形接法(d)雙星形接法1）變極調(diào)速的原理2/6/20237機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路1）雙速電機(jī)控制線路——基于按鈕、接觸器控制的雙速電動機(jī)控制線路(a)主電路(b)按鈕、接觸器控制線路2/6/20238機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路1）雙速電機(jī)控制線路——基于按鈕、接觸器控制的雙速電動機(jī)控制線路合上按鈕SB2KM1通電KM1主觸

點(diǎn)閉合低速運(yùn)行三角形聯(lián)結(jié)合上按鈕SB3高速運(yùn)行KM2、3

主觸點(diǎn)閉合KM2、

KM3通電雙星型聯(lián)結(jié)該控制電路適用于小容量電動機(jī)的控制(b)按鈕、接觸器控制線路2/6/20239機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路1）雙速電機(jī)控制線路——基于接觸器、時(shí)間繼電器自動控制的雙速電動機(jī)控制線路合上低速按鈕SAKM1通電低速運(yùn)行三角形聯(lián)結(jié)通電延時(shí)線圈瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開KM1主

觸點(diǎn)閉合該控制電路適用于大容量電動機(jī)的控制合上高速按鈕SAKM1通電三角形聯(lián)結(jié)低速運(yùn)行KT通電KT1延時(shí)斷開KM1斷電KT2閉合KM2/3通電雙星型聯(lián)結(jié)高速運(yùn)行(a)主電路(b)控制線路2/6/202310機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所時(shí)間繼電器延時(shí)方式：①通電延時(shí)：接受輸入信號后延遲一定的時(shí)間，輸出信號才發(fā)生變化。當(dāng)輸入信號消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。②斷電延時(shí)：接受輸入信號時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號。當(dāng)輸入信號消失后，延遲一定的時(shí)間，輸出才復(fù)原。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉合觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開觸點(diǎn)(f)斷電延時(shí)斷開觸點(diǎn)(g)斷電延時(shí)閉合觸點(diǎn)(h)瞬動觸點(diǎn)符號:知識點(diǎn)回顧2/6/202311機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所變極調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作方便、機(jī)械特性較硬、效率高、既適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，又適用于恒功率調(diào)速；缺點(diǎn):有極調(diào)速，且極數(shù)有限，因而只適用于不需平滑調(diào)速的場合。2/6/202312機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.7三相異步電動機(jī)的基本調(diào)速控制線路3.7.2繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制線路◆繞線式異步電動機(jī)可采用轉(zhuǎn)子回路串電阻的方法來實(shí)現(xiàn)變差(指轉(zhuǎn)差率s的改變)調(diào)速?！綦妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)差率s

隨著轉(zhuǎn)子回路所串電阻的變化而變化，使電動機(jī)工作在不同的人為特性上，以獲得不同轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的?！敉ǔ２捎猛馆喛刂破鱽韺?shí)現(xiàn)繞線式異步電動機(jī)的調(diào)速控制。2/6/202313機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所主令控制器啟動前準(zhǔn)備：合上自動開

關(guān)QF1、QF2主令控制器手

柄置到“0”觸頭S0

接通繼電器KA通電時(shí)間繼電器KT1、KT2得電時(shí)間繼電器KT1、KT2常閉觸點(diǎn)瞬時(shí)打開KA常開觸

點(diǎn)閉合自鎖斷電延時(shí)線圈控制電路做好起動準(zhǔn)備。2/6/202314機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所起動(主令控制器SA直接推向“Ⅲ”擋位)：SA推向“Ⅲ”擋位后，觸頭S1、S2、S3閉合KM1得電，主觸頭閉合電機(jī)在每相串兩電阻情況下啟動KM1常閉觸點(diǎn)斷開KT1斷電斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)KM2得電R1切除電機(jī)得到加速KM2常閉觸點(diǎn)斷開KT2斷電斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)KM3得電R2切除,電機(jī)全速啟動2/6/202315機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所主令控制器SA直接推向“II”擋位：主令控制器的觸頭只有S1、S2接通，接觸器KM2切除一段電阻，電動機(jī)實(shí)現(xiàn)中速運(yùn)行。主令控制器SA直接推向“I”擋位：主令控制器的觸頭只有S1接通，接觸器KM2、KM3均不能得電，電阻R1、R2將接入轉(zhuǎn)子電路中，電動機(jī)實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行。因此，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)三級調(diào)速。2/6/202316機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.7三相異步電動機(jī)的基本調(diào)速控制線路3.7.1三相籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速控制線路3.7.2繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制線路根據(jù):可知:頻率f下調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n降低。而頻率f上調(diào)時(shí)，轉(zhuǎn)速n升高。3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路變頻調(diào)速就是改變電源電壓的頻率，從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。2/6/202317機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.1變頻調(diào)速原理由三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式可知，只要連續(xù)改變f，即可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。在電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常要考慮的一個(gè)重要因素是：希望保持不變。因?yàn)槿绻磐p弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通增強(qiáng)，又會使鐵心飽和，導(dǎo)致勵磁電流過大。由下述電動機(jī)電動勢電壓平衡方程可知：(1)頻率下調(diào)時(shí)，若=常數(shù)，則可保持m

不變。因此，屬于一種恒磁通調(diào)速。2/6/202318機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.1變頻調(diào)速原理(2)頻率上調(diào)時(shí)，如果電壓U1也上調(diào)，則電壓將超過額定電壓，這是不允許的，因此在調(diào)速過程中，只能保持U不變，m變小。因此，屬于一種弱磁調(diào)速。3.8.2變頻調(diào)速機(jī)械特性(1)頻率下調(diào)，=常數(shù)的變頻調(diào)速機(jī)械特性由轉(zhuǎn)矩T與磁通m

成正比。頻率下調(diào)時(shí)，因?yàn)閙不變，所以轉(zhuǎn)矩T也不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。2/6/202319機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.2變頻調(diào)速機(jī)械特性(1)頻率下調(diào)，=常數(shù)的變頻調(diào)速機(jī)械特性——恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速右圖為U1/f=常數(shù)時(shí)變頻調(diào)速機(jī)械特性。由圖可以看出，最大轉(zhuǎn)矩將隨f的降低而降低，此時(shí)直線部分斜率仍不變，機(jī)械特性保持較高的硬度。只要f連續(xù)變化，轉(zhuǎn)速n將連續(xù)變化。轉(zhuǎn)矩變化與所引起的轉(zhuǎn)速變化的比值，稱為機(jī)械特性的硬度。3電機(jī)調(diào)速控制線路2/6/202320機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.2變頻調(diào)速機(jī)械特性(2)U=UN的變頻調(diào)速機(jī)械特性由圖可以看出，最大轉(zhuǎn)矩將隨f上升而減小，且機(jī)械特性的硬度略為變軟，同樣，連續(xù)改變f可連續(xù)改變轉(zhuǎn)速n。因f調(diào)高時(shí)，m下降，但若要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都達(dá)到額定電流，因而功率不變，故屬于恒功率調(diào)速方式。2/6/202321機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.3變頻器變頻電源取得方法：(1)變頻機(jī)組：由直流電動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)組成。通過調(diào)節(jié)直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速即能改變交流發(fā)電機(jī)的頻率。(2)變頻器，即變頻裝置。變頻機(jī)組設(shè)備龐大，可靠性差，已被變頻器取代1）變頻器的結(jié)構(gòu)及分類主流變頻器結(jié)構(gòu)：2/6/202322機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所1）變頻器的結(jié)構(gòu)及分類主流變頻器結(jié)構(gòu)：◆整流電路由三相全波整流橋組成，主要作用是對工頻交流電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源?！糁绷髦虚g電路是對整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到較高的直流電源?！裟孀冸娐肥亲冾l器的最主要部分之一。它的主要作用是在控制電路的控制下將中間電路輸出地直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。逆變電路輸出即為變頻器的輸出，它被用來實(shí)現(xiàn)對異步電動機(jī)的調(diào)速控制?！艨刂齐娐钒ㄖ骺刂齐娐贰⑿盘枡z測電路、門極驅(qū)動電路、外部接口電路以及保護(hù)電路等。主要作用是將檢測電路得到的各種信號送至運(yùn)算電路，使運(yùn)算電路能夠根據(jù)要求為變頻器主電路提供必要的門極(基極)驅(qū)動信號，并對變頻器以及異步電動機(jī)提供必要的保護(hù)。2/6/202323機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.3變頻器變頻器類型：◆按其結(jié)構(gòu)型式，可劃分為：交—直—交變頻器和