交流異步電動機的調(diào)速第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串接不同電阻時的人為特性2第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六轉(zhuǎn)子回路串入電阻越大，電機轉(zhuǎn)差率越大，電機轉(zhuǎn)速越低；低速時人為機械特性軟；損耗大，效率下降，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速有級調(diào)速，設備簡單，只適合有載調(diào)速；在調(diào)速要求不要和拖動容量不大的生產(chǎn)機械上應用十分普遍。轉(zhuǎn)子電路串接不同電阻時的人為特性3第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六在額定電壓時，磁通恒定值，調(diào)速時4第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六當轉(zhuǎn)速降低（s增高）時，效率下降，轉(zhuǎn)子損耗功率增高，故經(jīng)濟性不高。轉(zhuǎn)子損耗功率為輸出功率為調(diào)速時轉(zhuǎn)子電路的效率為5第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)改變定子電壓調(diào)速改變異步電動機定子電壓的人為特性對恒轉(zhuǎn)矩負載，調(diào)速范圍很小，適用價值不高；對于風機類負載，調(diào)速范圍較大，但是低速時功率因數(shù)低，電流大；為了擴大在恒轉(zhuǎn)矩負載時的調(diào)速范圍，需要采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率電動機。一、調(diào)速原理和調(diào)速性能6第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六對于恒轉(zhuǎn)矩負載，擴大了調(diào)速范圍；缺點：機械特性太軟。轉(zhuǎn)子電路電阻較高時改變定子電壓的人為特性7第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速，機械特性較軟，調(diào)速范圍不大；為了克服這個缺點，現(xiàn)代的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)廣泛采用測速反饋的閉環(huán)控制。8第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六二、調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理1.電壓環(huán)2.電流環(huán)9第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六三、調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)控制的靜態(tài)特性閉環(huán)系統(tǒng)的機械特性的硬度比開環(huán)系統(tǒng)大大提高；可將變極調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速相結合，進一步擴大調(diào)速范圍變極調(diào)速：粗調(diào)調(diào)壓調(diào)速：細調(diào)，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速10第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六四、調(diào)壓調(diào)速電動機的容許輸出1.保證電動機轉(zhuǎn)子電流為額定值時，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率S越大，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩越??；2.忽略空載損耗，輸出功率和內(nèi)生機械功率相等，轉(zhuǎn)速越低，電動機容許輸出的功率越小；所以，調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩，又非恒功率調(diào)速；比較適合用于通風機負載，也可用于恒轉(zhuǎn)速負載，不適合恒功率負載。11第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六五、定子調(diào)壓調(diào)速的特點優(yōu)點：調(diào)速平滑，采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時，機械特性很硬，調(diào)速范圍可達到10；缺點：變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，低速時功率損耗大，效率低適用：中小容量的交流電動機。12第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六改變定子極對數(shù)的同時，必須相應改變轉(zhuǎn)子的級數(shù)。繞線式電機要滿足這個要求很困難；而籠形異步電動機轉(zhuǎn)子的極對數(shù)能自動隨定子磁場的極對數(shù)的變化而變化，所以變極調(diào)速適用于籠形異步電動機。單繞組雙速電動機：一套定子繞組，具備兩種極對數(shù)，根據(jù)接法不同，得到兩個不同的同步轉(zhuǎn)速；三速或四速電動機：定子中放兩套獨立的繞組。第三節(jié)改變定子極數(shù)調(diào)速13第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六一、變極方法改變定子磁極對數(shù)，通過改變定子繞組接線來實現(xiàn)；使得定子每相繞組中一半繞組的電流改變方向。14第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六二、三種常用的變極接線方式1、單星形－－－并聯(lián)的雙星形2、單星形－－－反向串聯(lián)的單星形3、三角形－－－雙星形15第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六星形聯(lián)結改變成兩個并聯(lián)的星形聯(lián)結三角形聯(lián)結改變成兩個并聯(lián)的星形聯(lián)結16第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六變極調(diào)速時，電動機的容許輸出功率或轉(zhuǎn)矩在變速前后的關系。輸出功率為在高、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(zhuǎn)矩之比為1.Y—YY聯(lián)接變極調(diào)速功率增加一倍，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩保持不便；屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速適用于：恒轉(zhuǎn)矩負載，如起重機、運輸帶等17第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六Y—YY聯(lián)接變極調(diào)速的機械特性：18第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六當定子繞組從一個三角形聯(lián)結改成二個星形聯(lián)結的并聯(lián)時，極對數(shù)也減小一倍，也增加一倍。兩種聯(lián)結法的功率比為2.△—YY聯(lián)接變極調(diào)速輸出的功率只增加了近似15%，故可以認為是恒功率調(diào)速；轉(zhuǎn)速增加一倍，功率近似不變，轉(zhuǎn)矩近似下降一半；應用于各種機床切削等恒功率負載。19第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六△—YY聯(lián)接變極調(diào)速的機械特性：20第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六變極調(diào)速的特點：操作簡單，機械特性硬，效率高，可以獲得恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速特性；變極調(diào)速是一個有級調(diào)速，調(diào)速級數(shù)少，不是平滑調(diào)速；一般用于機床設備上作為粗調(diào)。21第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)變頻調(diào)速一、概念1.改變供電電源的頻率可以使旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速隨之變化，電動機的轉(zhuǎn)速也跟著改變，這種調(diào)速稱為變頻調(diào)速；2.以電源頻率＝50Hz為基本頻率。22第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六一般認為，在任何類型負載下變頻調(diào)速時，若能保持電動機的過載能力不變，即過載倍數(shù)等于額定條件下過載倍數(shù)，此時，電動機的運行性能較為理想。當定子頻率較高時（式中為常數(shù)）23第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六24第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六二、恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速變頻后的轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速25第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六當頻率很低時，r1不可忽略，相當于定子電路串入一個降壓電阻，使定子感應電動勢降低，氣隙磁通減小，Tm較小為了使低頻時Tm下降不太大，則要提高定子電壓，來補償r1的壓降，維持氣隙磁通不變。但這樣電動機的勵磁電流就增大，功率因數(shù)下降，所以基頻向下調(diào)是有限度的，頻率不能過小。26第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六從基頻50Hz往上調(diào)速時，如果也按比例升高電壓，則電壓會超過電動機的額定電壓，這是不允許的；因此，保持電壓不變，頻率往上調(diào)，磁通就減小，所以是一種弱磁的調(diào)速方法；對于恒功率負載，變頻時，要求電機的輸出功率保持不變。三、恒功率的變頻調(diào)速27第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六機械特性：與直流電動機類似，在nN轉(zhuǎn)速以上，用弱磁調(diào)速來升速。28第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六變頻調(diào)速的特點：機械特性基本平行，機械特性硬；調(diào)速范圍較大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；運行時轉(zhuǎn)差率小，效率高頻率連續(xù)可調(diào)，是無級調(diào)速變頻時按不同規(guī)律變化可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速，以適應不同負載的要求；是異步電動機調(diào)速最有發(fā)展前途的一種方法。29第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六30第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六四、串級調(diào)速（一）串級調(diào)速的一般原理中等以上功率的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機與其他電動機或電子設備串級聯(lián)接以實現(xiàn)平滑調(diào)速，稱為串級調(diào)速。異步電動機的串級調(diào)速，就是在異步電動機轉(zhuǎn)子電路內(nèi)引入感應電動勢，以調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速。引入電動勢的方向，可與轉(zhuǎn)子電動勢方向相同或相反，其頻率則與轉(zhuǎn)子頻率相同。1．與同相未引入時引入后31第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六

未引入時超前90°32第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六2．與反相顯然，對于右圖所示超前某一角度的一般情況，可將分解為二個分量，即與同相的分量，和超前90°的分量，它們既能使電動機調(diào)速，又能提高定子的功率因數(shù)sE2sE2sE2超前某一角度轉(zhuǎn)子電路電壓相量圖

33第三十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六（二）串級調(diào)速的機械特性根據(jù)相量圖異步電動機的轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)子電流的有功分量34第三十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六1．時轉(zhuǎn)矩為2．時轉(zhuǎn)矩為或35第三十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期六（三）晶閘管串級調(diào)速的基本原理