电力拖动基础第四章.ppt

第四章 三相异步电动机的调速 由异步电动机转速的表达式 可知，异步电动电动 机有下列三种基本调调速方法： （1）改变变定子极对对数 调调速 。 （2）改变电变电 源频频率 调调速 。 （3）改变转变转 差率 调调速。 改变定子电压、改变转子电阻、电磁离合器调速、串极调速 4.1转子电路串联电阻调速 转子电路串联电阻的数值愈 大，人为机械特性愈软 。 在额定电压时，磁通定值，调速时 转子电阻的计算： 恒转矩调速 4.2 改变定子电压调速 改变异步电动机定 子电压的人为特性 转子电路电阻较高时改 变定子电压的人为特性 一、调速原理 调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，它最适用于转 矩随转速降低而减小的负载，如风机类负载，也可用于恒转 矩负载，最不适用恒功率负载。 为了改善调速性能一般采用： 1、闭环调速 2、变极变压相结合 二、调速性质 略去励磁 电流 4.3 变极调速 一、变极方法 Y反并YY，2p-pY反串Y，2p-pYY，2p-p 当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序 二、接线方式： 三、调速特性 忽略改变接线时绕组系数的变化 Y反串Y，2p-p 为恒功率调速 YY，2p-p 近似为恒功率调速 Y反并YY ，2p-p 此时同步转速： 为恒转矩调速 Y联结改成YY联结 联结改成YY联结 三、机械特性 4.4 变频调速 对于恒转矩调速，如果变频装置保证 随 成正比地变化，则可 保证在频率变化过程中电动机具有同样的过载能力，在恒转矩调速 下的变频装置一般就是根据这一要求设计的。 当定子频率较高时 （式中 为常数） 可见，恒转矩变频调速时，如能保持 =定值，则可保证调速 过程中电动机的过载能力基本不变，同时可满足磁通 基本不变的 要求。 可见，恒转矩变频调速时，如能保持 =定值，则可保证调速 过程中电动机的过载能力基本不变，同时可满足磁通 基本不变的 要求。 以下： 为不使磁通饱和，必须同时降压 以上：受绝缘绝缘 耐压压限制，电压电压 只能维维持额额定，磁通必 随频频率上升而下降。 1、在额定转速以下保持E1/f1为常数的变频调速 4.4 变频调速 在恒功率调速时 由此可见，在恒功率调速时，如能满足 =定值的条件，调速 过程中电动机的过载能力也能保持不变，但此时磁通将发生变化了 。如果此时按恒转矩调速满足 =定值的条件，则磁通将基 本不变，但电动机的过载能力将在调速过程中改变。 变频调速具有优异的性能，调速范围 较大，平滑性较高，变频时按不同规 律变化可实现恒转矩或恒功率调速， 以适应不同负载的要求，低速时特性 的静差率较高，是异步电动机调速最 有发展前途的一种方法。 4.5、串级调速 （一）串级调速的一般原理 中等以上功率的绕线转子异步电动机与其他电动机或电子设备串级 联接以实现平滑调速，称为串级调速。 异步电动机的串级调速，就是在异步电动机转子电路内引入感应电 动势 ，以调节异步电动机的转速。引入电动势的方向，可与转 子电动势 方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。 1 与 同相 未引入 时 引入 后 未引入 时 超前 90 2 与 反相 显然，对于右图所示 超前 某 一角度的一般情况，可将 分解为 二个分量，即与 同相的分量 ，和超前 90的分量 ， 它们既能使电动机调速，又能提高 定子的功率因数 sE2 sE2 sE2 超前 某一角 度转子电路电压相量图 （二）串级调速的机械特性 根据相量图 异步电动机的转矩为 转子电流的有功分量 1 时转矩为 2 时转矩为 或 （三）晶闸管串级调速的基本原理 晶闸管串级调速具有调速范围宽，效率高（转差功率可反馈电 网），便于向大容量发展等优点，是很有发展前途的绕线转子异步 电动机的调速方法。它的应用范围很广，适用于通风机负载，也可 用于恒转矩负载。其缺点是功率因数较差，现采用电容补偿等措施 ，功率因数可有所提高。总之，晶闸管串级调速向大功率发展，是 很有前途的。 晶闸管串级调速 的原理线路图 4.6、滑差电动机 （一）电磁滑差离合器的调速原理 滑差离合器的示意图 滑差离合器电枢内涡 流的方向与路径 当绕组内有电流通过时， 在电枢与感应子之间便有 磁通相链，如图中虚线所 示。当异步电动机带动电 枢旋转时，电枢便以相应 的转速在感应子所建立的 磁场内旋转，于是电枢的 各点上磁通处在不断重复 的变化之中，根据电磁感 应定律可知，电枢上将出 现感应电动势。当感应子 也旋转时，此感应电动势 为 在此感应电动势的作用下，电枢内将出现涡流，其值为 涡流与感应子磁场相互作用力为 转矩为 如主动与从动部分间没有相对运动，即 ，则 。因此电 枢与感应子间必须存在转速差，这点与异步电动机的工作原理极为 相似。其区别仅在于异步电动机的旋转磁场由三相交流电流产生， 而滑差离合器的旋转磁场则由直流电流产生，由于电枢的转动才起 旋转磁场的作用。 （二）电磁滑差离合器的几种结构类型 1双电枢无集电环滑差离合器 2杯形电枢滑差离合器 3爪式无集电环滑差离合器 （三）电磁滑差离合器的调速性能 滑差离合