三相异步电动机调速控制电路.ppt

三相异步电动机 调速控制电路,三相异步电动机的调速,机械调速 齿轮箱,三相异步电动机的调速,电气调速 要求对双速电动机可以高速运转，也可以低速运转，高低速之间可以直接相互转换。,三相异步电动机的基本工作原理,1. 旋转磁场,旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。,对称：,三相对称负载,空间对称分布,（1）旋转磁场的产生,三相异步电动机的基本工作原理,转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电 动势或电流。,三相定子绕组： 产生旋转磁场,电动机的转动原理,A,X,Y,C,B,Z,定子三相绕组通入三相交流电,感应电动势 E20,电磁力F,异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极,U1,V2,W1,V1,W2,()电流出,()电流入,U2,三相对称绕组通入三相对称电流就形成 -旋转磁场, 极对数（p）的概念：,旋转磁场转速 n0 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？,以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p = 1,以 Y 型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。,按下图放入定子 槽内。 形成的磁场则是两对磁极。 即 p = 2,三相绕组,四极旋转磁场,三相异步电动机的同步转速,f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下:,同步转速,p 为任意值时：,转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,如果:,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,异步电动机运行中:,转子转速亦可由转差率求得,转差率s,例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即,p=3,额定转差率为,三相异步电动机的调速,调速的方法：,由此可见要改变电动机的转速，有三种方法： (1)变频调速 (2)变转差率调速 (3)变极调速,1.变频调速,近年来，交流变频调速在国内外发展非常迅速。由于晶闸管变流技术的日趋成熟和可靠，变频调速在生产实际中应用非常普遍，它打破了直流拖动在调速领域中的统治地位。 交流变频调速需要有一套专门的变频设备，所以价格较高。但由于其调速范围大，平滑性好，适应面广，能做到无级调速，因此它的应用将日益广泛。,2.变转差率调速,调速过程中保持电动机同步转速不变，改变转差率s来进行调速。其中有降低定子电压、在绕线型异步电动机转子回路中串入电阻或串附加电动势等方法调速。这种调速方法也能平滑地调节电动机的转速，但能耗较大，效率低，目前，主要应用在起重设备中。,3.变极调速,变极调速只适用于鼠笼式异步电动机，它通过改变定子绕组的接线以改变磁极对数，从而实现调速。由于磁极对数只能成倍变化，所以该方法不能实现无极调速。目前已生产的变极调速电动机有双速、三速等多速电动机。变极调速方式虽然转速的平滑性差，但它经济、简单，且机械特性硬，稳定性好，因而在金属切削机床中经常应用。为了扩大调速范围，常与减速齿轮箱配合调速。,1）变极调速原理,利用这种方法调速时，定子绕组要特殊设计，与普通电动机的绕组不同，要求绕组可用改变外部接线的办法来改变极对数。改变定子绕组极对数的方法是将一相绕组中一半线圈的电流方向反过来。,图.1变极调速原理,P=2,串联,P=1,采用变极调速方法的电动机称作多速电机， 由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对 调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床 等机床上。,并联,2）双速电动机的接线,将1、2、3端接三相电源，而4、5、6端悬空时，双速电动机的定子绕组接成三角形（形），每相绕组的两个线圈串联连接，电流方向相同，形成四极旋转磁场，双速电动机低速运行。,2）双速电动机的接线,当4、5、6端接三相电源，而1、2、3端短接时，双速电动机的定子绕组接成双星形（YY形），每相绕组的两个线圈并联连接，电流方向相反，形成两极旋转磁场，双速电动机高速运行。,三相异步电动机的调速,图2.双速电动机高低速控制线路,图为双速电动机高低速控制线路。若KM1接触器通电，则双速电动机接成三角形，低速运转。若KM1断电，KM2、KM3接通，则双速电动机接成双星形，高速运转。需要低速运行时，按下低速起动按钮SB2，KM1通电并自锁，则双速电动机接成三角形低速运转。若需换为高速运转时，可直接按下高速起动按钮SB3使KM1断电，同时KM2、KM3线圈通电自锁，双速电动机接成双星形高速运转。