异步电动机的结构和工作原理

1、页眉内容第五章异步电动机前言：定义：异步电机(也叫感应电机)是一种交流旋转电机，它的转速除与电网频率有关外,还随负载而变应用：主要作电动机使用，如：机床；水泵；家用电器;它的功率因数永远是滞后的。5.1异步电动机的结构和工作原理匕/ %Y一、异步电动机的主要用途和分类 1、异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。异步电动机的缺点：功率因数较差。异步电动机运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它 的功率因数总是小于102、异步电动机的种类很多，从不同角度看，有不同的分类法：(1)按定子相

2、数分有单相异步电动机；两相异步电动机；J三相异步电动机。(2)按转子结构分有绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动机。又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机和深槽式异步电动机。此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压异步电动机、低压异步电动机之分。从其它角度看，还有高起动转矩异步电机、高转差率异步电机、高转速异步电机等等。二、异步电动机的结构广1.定子：定子铁心：0.5mm厚硅钢片叠压而成，磁路的一部分，定子绕组：电磁线制而成，电路一部分<机座：铸铁或钢板焊接而成(1)定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的，在

3、硅钢片的两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽，其中(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异步电动机中；(b)是半开口槽，用于中型 500V以下的异步电动机中；(c)是半闭口槽，用于低压小型异步电动机中。(2)定子绕组：高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用 Y接，只有三根引出线, 如图(a)所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来， 根据需要可接成Y形或形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘的铜(或铝)导线绕成，嵌在定 子槽内。(3)机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转 子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异

4、步电动机，通常用铸铁机座。 对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。r2.转子：转轴：支撑转子<转子铁心：0.5mm®钢片叠压而成，磁路一部分转J绕组：笼型绕组铸铝tL 铜条绕线/绕组：电线绕制而成,Y接，滑环引出，外接电阻国g(1)转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用 0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在 转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。(2)转子绕组：分为笼型和绕线型两类。1)笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩

5、下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图(a)所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用 铝的。2)绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来，如图所 精心整理页眉内容示。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电 动机的转速。与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大， 或需平滑调速的场合使用。3.气隙：磁路的一部分，异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电 动机中，气隙一般为0.21.5mm左右。6 J

6、-ImJ - cos中n T但易发生扫膛现象6 T 一 I mT - COS邛 n J三、异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌上标明电机的型号、额定数据等。I |- I /|V"1、三相异步电动机的型号电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。例如：Y112S-6 极数6极短机座规格代号：中心高 112mm我国生产的异步电动机种类很多，下面列出一些常见的产品系列。?Y系列为小型鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械、 农业机械等。也可用于拖动

7、静止负载或惯性负载较大的机械，如压缩机、传送带、磨床、锤击机、 粉碎机、小型起重机、运输机械等。?JQ2和JQO整列是高起动转矩异步电动机，用在起动静止负载或惯性负载较大的机械上。JQ2 是防护式和JQO2g封闭式的。?JS系列是中型防护式三相鼠笼异步电动机。?JR系列是防护式三相绕线式异步电动机。用在电源容量小、不能用同容量鼠笼式电动机起动的生产机械上。?JSL2和JRL2系列是中型立式水泵用的三相异步电动机，其中JSL2是鼠笼式，JRL2是绕线式。JZ2和JZL2系列是起重和冶金用的三相异步电动机，JZ2是鼠笼式，JZL2是绕线式。?JD2和JDO2系列是防护式和封闭式多速异步电动机。?B

8、JO2系列是防爆式鼠笼异步电动机。精心整理页眉内容?JPZ系列是旁磁式制动异步电动机。?JZZ系列是锥形转子制动异步电动机。?JZT系列是电磁调速异步电动机。其他类型的异步电动机可参阅产品目录。?2、异步电动机的额定值：异步电动机的额定值包含下列内容：(1)额定功率PN电动机在额定运行时轴上输出的机械功率，单位是 kw。(2)额定电压UN»定运行状态下加在定子绕组上的线电压，单位为V。(3)额定电流IN指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时，定子绕组中的线 电流，单位为A(4)额定频率f指我国规定工业用电的频率是 50Hz。(5)额定转速n指电动机定子加额定频率的额定电压

9、，且轴端输出额定功率时电机的转速，111 /1/ / /单位为r/min 。(6)额定功率因数指电动机定子加额定负载时，定子边的功率因数。四、异步电动机的工作原理三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁动势，圆形旋转磁密，设其方向 为逆时针转，如图所示。若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感应电动势 e,方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电 流的相位差时，电流方向同电动势方向。这样，导条就在磁场中受力f,用左手定则确定受力方向，如图所示。转子受力，产生转矩T,为电磁转矩，方向与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋转起

10、来。 转子旋转后，转速为n,只要n<n1 (n1为旋转磁动势同步转速)，转子导条与磁场仍有相对运动， 产生与转子不转时相同方向的电动势、 电流及受力，电磁转矩T仍旧为逆时针方向，转子继续旋转, 稳定运行在T=TL情况下。5.2、异步电动机的运行分析精心整理页眉内容一、三相异步电动机运行时的电磁关系 正常情况下，电机转子总是旋转的，但是为了分析问题的 方便，在这里我们首先从转子静止出发进行分析。1.转差率定义：s =上二n式中ni 一旋转磁场的转速（同步转速）n转子的转速 n1'I | I | 1当0<n<ni时，即0<s<1时，电机为电动运行状态（电能一机

11、械能）当n>ni时，即0>s时，电机为发电运行状态（机械能一电能）当n<0时，即s>1时，电机为电磁制动运行状态（机械能和电能一热能）2.分析：（i 1a的方向必与i 2a的方向相反）（1）电机运行状态：n<n1,e 1与e2同方向，i 2a与 e同方向，i 2a一Te与n同方向（驱动性质）,i 1a与i 2a反向一 i 1a与e1反方向，因i 1a由U1产生，即i1a与U1同方向，所以从电网吸收电能._；： - -（2）发电运行状态若原动机使n>n1一s为负一 e2和i 2a反向（与电机比）一Te反向（Te与n反方向）（制动性质）,又因 i 2a反向一 i

12、 1a反向一 i 1a与e1同方向（注S1未变）一 i 1aS1为正一输出电能（3）电磁制动运行状态若T1驱动转子以反方向旋转，则切割方向同电动运行状态一 e1,e2,i 1a,i 2a,Te同电机运行状态，因 Te与n1同方向，但与n反方向（制动性质），所以T1必须输入机械功率.又因e1与i 1a反向一 i 为负一从电网吸收电功率.3、空载运行时的磁动势和磁场1）主磁通0：作用：传递能量的媒介作用；路径：定子一气隙一转子一气隙一定子。2）漏磁通不起传递能量的媒介作用，只起电抗压降的作用;精心整理页眉内容页眉内容包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和高次谐波。二、负载运行时的磁动势和磁场1 .转子电动

13、势的频率：f2 =Sf"2 .转子绕组的感应电动势： E2s =4.44f2N2kw26 = sE2 ；3 .转子绕组的电阻和漏抗：忽略集肤效应，认为 万不变;X? s 2 nf2L 2 = 2nsf 1L2 SX2 ；4 .转子绕组的电流:正常运行时，转子端电压有效化12=0, E2ssE2I 2 :2 jX2s2jSX2sE2222（SX2）*结论：转子电流I 2随S的增加而增加 J 心 X aj15 .转子绕组的功率因数：cos中2 =222 (SX2)2*结论：转子功率因数随S的增加而减小6 .转子磁动势的转速：F2相对转子速度：n2 = 60。=处s1 =：P PF2相对定

14、子速度： 1+n = sni + n = %*目与F2相对静止。三、磁动势平衡方程1 .磁动势形式：弓+用="02 .电流形式：I 1 = I 0 + I 1L四、三相感应电动机的电压方程和等效电路1、电动势平衡方程方程：U 1 - - E1 , I 1(1jX1)Zm的物理意义与变压器的相同，但由于气隙的存在，比变压器的小50Hz,试例：已知：一台三相异步电动机，在额定转速下运行，nN =1470r/min ,电源频率3 =求：1)转子电流频率f2；2)定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子？又以什么速度切割转子?3)由转子电流产生的转子磁动势以什么速度切割定子？又以什么速度切

15、割转子?2、等效电路(1)折算折算原则：保持F2不变，只要使等效前后转子电流的大小和相位相等即可;等效前后转子电路的功率和损耗相等。精心整理折算方法：I 2 J2；2jX2sSE2E22jSX2r2jxsE21 -s*附加电阻二匕的物理意义：模拟转轴上总的机械功率; s转子方程为：U 2 = E2 - I 2仁jX2)(2)转子绕组折算I 2 ki说明：原则和方法与变压器相同m2N2kw2电流折算：= I 2m1N1kw1电动势折算：巳=器巳=%巳电阻和电抗折算：r2 = ke ki r2(3) T型等效电路折算后的基本方程组：U i = -Ei + I i(r1 + jx1)T形等效电路s页

16、眉内容空载：n之n1 ,s = 0,上r2 =°° ,相当于开路。s(4)近似等效电路与变压器的近似等效电路相同，但须引入一修正系数CC1 ：、1 土，对于 40kWKZ上，可取 Ci=1o xm*注意：异步电动机的等效电路与变压器的区别。五、感应电动机的功率方程和转矩方程1、功率平衡和转矩平衡(1)功率平衡关系：能量转换：电能一机械能111RPemPmecPPcuPFePcu2Pme+pad电源输入功率：P1 = m1U 111cos ：:1 定子铜损： Pcu1 二 m1 1；1定子铁损： PFe=m1112 rmFr电磁功中： Pem = P1 Pcu 1 - PFe

17、 = m1I 2s2转子铜损：Pcu2=mJ22 =SRm2 1 -s 一 总机械功率：Pmec = Pem - Pcu2 =m/2 r2=(1- s)Pems输出功率：P2 = Pmec - Pmec - Pad可见：P2=PZ P = R -(Pcu1 + PFe + Pcu2 + Pmec+ Pad)(2)转矩平衡关系：& = Pec (Pmec + Pad),即 T2 =Tem 一T0:i :. 22 em 02 二n。= 机械角速度rad/s ;60式中：Tem-电磁转矩(驱动)；T2一负载转矩(制动)；T。一空载转矩(制动)；5.3三相异步电动机的机械特性精心整理页眉内容、

18、电磁转矩的表达式1.物理表达式：Tem =Pm= mlE2'I2'coSf 22二上60m1 4.44 f i N ikwi ：,I 2'cos24.44 mi pN ikwi ,2二七! = / oI 2'cos 2= CTS 2a =Ct62cosW2（Ct为转矩常数）- A- r说明：上式描述了电磁转矩与主磁通、转子有功电流的关系I2.参数表达式：11 I1/ 1 / IJ由简化等效电路得：I 2 =上二；1（" +4）2 +（Xi +X2）2可得：Tem = Pem-722mi1 2S2fi2 I 2 miPUis*结论：Tem与电源参数、电机

19、参数和运行参数的关系二、转矩-转差率特性i.转矩特性：其他参数一定,丁则=f （S）分析：异步电动机转差率S在0i之间，但实际上S在0Sm （临界转差率）时， 等0稳定;S在iSm之间，dTm0不稳定；dTm = 0 , S=SR!处于临界状态。页眉内容TmaxT+ooS=1Tst八SmS 0Tmax2.三个小征转矩-OO额定转矩Tn:额定负载时Tn =生 =9.55 &m103(N -m) 1 NnN*注：PN的单位为kW最大电磁转矩TmaxI .f特点：Tmax与U12成正比；而Sm与U12无关；Tmax与转子电阻无关；而Sm与转子电阻有关；f 1 一定时，x1 +x2越大，Tma

20、x越小。、:1 匕/f 过载能力(最大转矩倍数)kM =Tm吆一般为1.62.5,越大，过载Tn能力越强。起动转矩Tstn=0,S=1,得 Tst =m1 pU12 r2222fi(rir2)2(xi x2)2当转子回路电阻为:r2 +rst =x1 +x2时，起动转矩达到最大电磁转矩。起动转矩倍数：kst =£ , kst T , Tst T ,起动能力强。TnJQ: 1.01.8; Y: 1.42.2;特殊电机：4.0以上3、归一化转矩-转差率表达式此表达式主要用于求机械特性曲线。5.4感应电动机的工作特性、定义：指在额定电压和频率下，电动机的转速 n(s)、输出转矩T2、定子电

21、流Ii、功率因数cos小1、效率”与输出功率P2之间的关系页眉内容、转速特性''2m1r212一. m1E212 cos- 2n = f (巳)或$= f (P2)PCu2 由 Pcu2=sPem 行 S=Pemn= f (P2)是一条稍向下倾斜的曲线三、输出转矩特性异步电动机的输出转矩：T2 = P2 = J22二 n60'r 'iIIT2 = f(P2)是一条过原点稍向上翘的曲线。I 1 7四、定子电流特性由 II = I 0+( 121r)知,空载时：I '2 M 0, I 1 划 I 0 ,很小；负载时，P2增加，I2也增加，I1也增加。I五、定

22、子功率因数特性空载：cosQ很小；负载时，随P2 T , cos% 3六、效率特性根据“上二1-二PiP2 1P空载时，P2=0,刀毛；“最大；负载负载时，随着P2的增加，”也增加，当负载增大到可变损耗与不变损耗相等时,继续增大，铜损增加很快，“反而下降。页眉内容5.5 三相异步电动机参数的测定一、短路（堵转）实验短路试验又叫堵转试验，即把绕线式异步电机的转子绕组短路，并把转子卡 住，不使其旋转，鼠笼式电机转子本身已短路。实验过程：从0.4Ui开始，逐渐降低电压。记录定子绕组加的端电压、定子电流和定子输入功率。试 验时，还应量测定子绕组每相电阻的大小。根据试验的数据，画出异步电动机的短路特性。

23、根据测得的数据，可以算出短路阻抗、短路电阻和短路电抗。二、空载实验实验目的：测励磁阻抗、机械损耗 pmi铁心损耗pFe。试验过程：转轴上不加任何负载，即电动机处于空载运行，把定子绕组接到额定频率的三相对称电 源上，当电源电压为额定值时，让电动机运行一段时间，使其机械损耗达到稳定值。用调压器改变 加在电动机定子绕组上的电压，使其从（1.11.3） U开始，逐渐降低电压，直到电动机的转速发 生明显的变化为止。记录电动机的端电压、空载电流、空载功率P。和”速n,并画成曲线。I I .I | I |, I5.6 三相异步电动机的起动，制动和调速一、三相异步电动机的起动入.' ._.（一）基本概

24、念1 .起动定义：电动机接到电源上，从静止状态到稳定运行状态的过程；2 .起动电流：n=0,S=1时的电流。I起动电流倍数：k=57In,22已gsL m3 .起动转矩：n=0, s=1时的电磁转矩。丁盘=P也=s=1|r2j1 st 24 .起动电流大的原因：此时处于短路。5 .起动转矩不大叫因：1）m减少；使Tst不大。A2% COS* 2 减小；页眉内容6 .起动要求：起动电流尽量小，以减小对电网的冲击;起动转矩尽量大，以缩短起动时间；起动设备简单，可靠。（二）鼠笼式异步电动机的起动1.直接起动设备简单，操作方便;精心整理1I st I st 5Tstk缺点：起动电流大，须足够大的电源；

25、适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。*如何判断是否能起动：起动电流；起动转矩；二者必须同时满足。一般地说，容量在7.5kw以下的小容量鼠笼式异步电动机都可直接起动。2.降压起动如果电源容量不够大，可采用降压起动。即起动时，降低加在电动机定子绕组电压，起动时电压小于额定电压，待电动机转速上升到一定数值后，再使电动机承受额定电压，可限制起动电流。*适用：容量大于20kW并带轻载的情况。定子回路用电抗器起动1kJTst式中：k为电动机端电压之比，且 k>1。页眉内容用Y- A起动适用条件：正常工作时定子绕组三角形接法且三相绕组首尾六个端子全部引出来的电动机才能采用I =1. 丁 =1丁I

26、stY _ I stA 'TstY TstA33自耦补偿器（自耦变压器）起动优点：一般有三个抽头，有不同的选者。缺点：设备费用较高。*比较三种起动方法的优缺点。11' I |- I V. |j（三）、绕线式异步电动机的起动转子：一般均接成Y形，正常三相绕组通过滑环短接，若转子绕组直接短接情况下起动， 与鼠 笼一样，1st大，Tst不大。1.在转子回路由起动变阻器起动B J在转子回路中申入多级对称电阻，起动时，随着转速的升高，逐级切除起动电阻。一般取最大加速转矩 Ti=（0.7 0.85）Tm,切换转矩 T2=（1.1 1.2）Tn。 _（ 优点：只要在转子回路出入适当的电阻，既

27、可减少起动电流，又可增加起动转矩。适用条件：电动机在重载情况下的起动场合。/ i ； . 2.在转子回路用接频敏变阻器起动频敏变阻器是一铁损耗很大的三相电抗器， 在起动过程中，能自动、无级的减小电阻保持转矩近 似不变，使起动过程平稳、迅速。结构简单，运行可靠，维护方便，应用广泛。（四）深槽和双笼感应电动机说明：主要利用集肤效应（趋肤效应）原理工作，即起动过程自动改变转子电阻。1、深槽式异步电动机结构：定子：与普通鼠笼电动机一样；转子：槽深而窄，0 =1012 b工作原理：同双鼠笼式异步电动机。*双笼型异步电动机的起动性能比深槽式好，但深槽式结构简单，制造成本低。二者共同的缺点是功率因数和过载能

28、力低。精心整理页眉内容2、双鼠笼式异步电动机结构定子：与普通鼠笼电动机一样；转子：有p套鼠笼上层笼：P大，黄铜或青铜，截面小，一 r2上大一起动笼下层笼：P小，紫铜，截面大，一 r2下小一工作笼漏磁通分布情况：由于缝隙的存在，7下7上，即X2下X2上。运行原理起动时，S=1, f2最大，转子漏抗X2大，电流分布取决于X2, 丁乂？下X2上，.转子电流集中 / i于上笼（趋肤效应）-起动笼起主要作用，又; r2上大一 cos中2 T-Tst T ；正常运行：SN=0.010.06 ,很小一 f 2s很小一 X2很小一电流取决于2, :2下小一电流分布' I XI I I I ） 11 /

29、 /.'1 /在下笼，此时漏抗X2小，cos52TfTem优缺点优点：较大的Tst和较小1st ;缺点：漏抗较大，其功率因数、最大转矩和过载能力较普通的笼型电动机小。 二、三相异步电动机的制动当电磁转矩和转速的方向相反时，电动机处于制动状态，根据转矩和转速的不同情况，又可分 为：回馈制动、反接制动、到拉反转及能耗制动等。1、能耗制动：三相异步电动机处于电动运行状态的转速为n,如果突然切断三相交流电源，同时把直流电通入它的定子绕组，结果，电源切换后的瞬间，三相异步电动机内形成了一个不旋转的空间固定磁动 势，它相对于旋转的转子来说变成了一个旋转磁动势，旋转方向为顺时针，转速大小为 n。转子

30、绕组则感应电动势，产生电流；进而转子受到电磁转矩To显然T与n反方向，电动机处于制动运行状态，T为制动性的阻转矩。转速n = 0时，磁通势与页眉内容转子相对静止，T= 0,减速过程才完全终止。系统原来贮存的动能主要被电动机转换为电能消耗在转子回路中，故称之为能耗制动。2、反接制动:处于正向电动运行的三相绕线式异步电动机， 当改变三相电源的相序时，电动机便进入了反接制动过程。反接制动过程中，电动机电源相序为负序，（b）图为拖动反抗性包转矩负载，反接制动的同时转子回路申入较大电阻时的反接制动机械特性。电动机的运行点从A-B C,到C点后，可以准确停车。如果电动机拖动负载转矩较小的反抗性恒转矩或拖动

31、位能性恒转矩负载运行，如果进行反接制动停车，则必须在降速到n = 0时切断电源并停车，否则电动机将会反向起动。三相异步电动机反 接制动停车比能耗制动停车速度快，但能量损失较大。一些频繁正、反转的生产机械，为了迅速改 变转向，提高生产率，经常采用反接制动停车接着反向起动的方法。3、倒拉反转运行：拖动位能性恒转矩负载运行的三相绕线式异步电动机，若在转子回路内申入一定值的电阻，电动机转速可以降低。如果所用的电阻超过某一数值则会使电动机反转，称之为倒拉反转制动运行状态。倒拉反转制动运行是转差率s1的一种稳态，其功率关系与反接制动过程一样，电磁功率0,机械功率 00但是倒拉反转运行时负载向电动机送入的机

32、械功率是靠着负载贮存的位能的减少，页眉内容是位能性负载倒过来拉着电动机反转。4、回馈制动运行:回馈制动运行分为正向回馈制动运行和反向回馈制动运行。(1)正向回馈制动运行：通过将一部分机械能转换为电能并回馈回电源的现象。电动机运行在第II象限B-C段机械特性上时，n>0,T<0。转子边送过来的电磁功率，除了定子绕组上铜耗外，其 余的回馈给电源了。这时的三相异步电动机实际上是一台发电机。(口(2)反向回馈制动运行：当三相异步电动机拖动位能性恒转矩负载，电源为负相序(A、G B)时，电动机运行于第IV象限,如图中的B点，电磁转矩T>0,转速n<0,称为反向回馈制动运行。起重机

33、高速下放重物时，经常采用反向回馈制动运行方式。若负载大小不变，转子回路用入电页眉内容阻后，转速绝对值加大，如图中的 C点；用入电阻越大，转速绝对值越高。反向回馈制动运行时，电动机是一台发电机，它把从负载位能减少而输入的机械功率转变为电 功率，然后回送给电网。从节能的观点看问题，反向回馈制动下放重物比能耗制动下放重物要好。三、三相异步电动机的调速1 .异步电动机特点：结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便。八60 fl-2 .转速公式：n = (1 - S)r = -(1 - S)P3 .调速方法：变极调速；变频调速；改变转差率S调速。4 .调速性能：调速范围；调速的稳定性；调速的平滑性；调速的

34、经济性。(一)变极调速基本思路：可以采用两套绕组，但为了提高材料的利用率，一般采用单绕组变极，即通过改变一套绕组的连接方式而得到不同极对数的磁动势，以实现变极调速。1 .变极原理SNSNa1x1 a2x2AX2p=4NSI 、X / r a1x1 a2x2AX2p=22 .变极绕组的连接方法：I I 一YY(2p一 p);顺用Y-反用Y (2p-p); A 一YY(2p-p)。说明：变极前后，三相绕组的相序发生改变，为保证电动机的转向不变，须对调定子两相绕组的出线端。3.变极前后转矩和功率的变化设定子绕组相电压为Ux,相电流为"，则输出功率为p2 = 3Uxl1COS”页眉内容变极前

35、后两种极对数下，n、COS中不变，并近似认为Rm电P2之Pl ,则得:竹YY（2尸p）;Y接时绕组相电流为：I ; YY接时绕组相电流为：2I ;则变极前后电磁转矩之比为:TyUxI(2p)ITYY -Ux(2I)p-结论：此种变极连接方法适用于恒转矩负载变极调速。 A-YY(2p- p);同步角速度之比：) = p = 1丫2p 2A接相电压为：，3Ux,相电流为：I；YY接相电压为：Ux,相电流为：2I,则两种极对数下输出功率之比为：B =3UxI2p 1= 3=。.866P2YY Tyy'-'yyUx 21P22结论：此种变极连接方法适用于恒功率负载变极调速。*说明：变极调速方法简单、运行可靠、机械特性较硬，但只能实现有极调速。单绕组三速电机绕组接法已经相当复杂，故变极调速不适宜超过三种速度。(二)变频调速1 .概述异步电动机的转速：n = 60f1(1 -S)；当转差率S变化不大时，n近似正比于频率f”可见改变 p电源频率就可改变异步电动机的转速。单调频，U广变，fi T 一m J-Tem(Tmax) J - km 一电机得不到充分利用； fi J 一m