无换向器电动机调速系统学习教案

1、会计学1无换向器电动机调速系统无换向器电动机调速系统(xtng)第一页，共44页。2022年5月9日星期一（一）同步电动机（一）同步电动机同步电动机由定子和转子两部分组成。同步电动机由定子和转子两部分组成。 定子结构与异步电动机相同，只要通入对称的交流电，就会建立旋转磁场，旋转磁场速度定子结构与异步电动机相同，只要通入对称的交流电，就会建立旋转磁场，旋转磁场速度(sd)表达式与异步机相同。表达式与异步机相同。 同步电动机的转子则除了铁心和绕组之外，还另外通有直流励磁电源，使转子本身有规律排列的同步电动机的转子则除了铁心和绕组之外，还另外通有直流励磁电源，使转子本身有规律排列的N、S磁极，因此，

2、当旋转磁场旋转时，会带动转子的对应磁极一起旋转。磁极，因此，当旋转磁场旋转时，会带动转子的对应磁极一起旋转。 稳定运行时，转子转速与旋转磁场相同，被称为同步电动机。稳定运行时，转子转速与旋转磁场相同，被称为同步电动机。第1页/共44页第二页，共44页。3 同步电动机在同步运行时，转子跟着旋转同步电动机在同步运行时，转子跟着旋转(xunzhun)磁场等速旋转磁场等速旋转(xunzhun)、空间相对位置稳定，这时的转子、定子空间角度关系如右图所示。、空间相对位置稳定，这时的转子、定子空间角度关系如右图所示。 轻载下轻载下角较小，满载时角较小，满载时角较大。角较大。 同步电动机的拖动转矩与同步电动机

3、的拖动转矩与角成函数关系，角成函数关系，角太小或太大都会造成拖动力矩不足。角太小或太大都会造成拖动力矩不足。 在额定工况下，在额定工况下，角一般在角一般在300左右。左右。 第2页/共44页第三页，共44页。2022年5月9日星期一（二）同步（二）同步(tngb)(tngb)电动机与异步电动机的区别电动机与异步电动机的区别pfn1160同步同步(tngb)电动机电动机)1 (601spfn转速转速(zhun s)异步电动机异步电动机异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有凸级式和隐极式之分。凸极式的气隙不均匀，直轴磁阻小，交轴磁阻大，因而会产生磁阻转矩分量，造成数学模型上的复杂性。异步电动机

4、的气隙是均匀的，而同步电动机则有凸级式和隐极式之分。凸极式的气隙不均匀，直轴磁阻小，交轴磁阻大，因而会产生磁阻转矩分量，造成数学模型上的复杂性。转子结构与异步电动机不同，异步电动机的转子只有铁心和闭合绕组（或导条），没有励磁绕组，而同步电动机的转子则除了铁心和绕组之外，还另外通有直流励磁电源。转子结构与异步电动机不同，异步电动机的转子只有铁心和闭合绕组（或导条），没有励磁绕组，而同步电动机的转子则除了铁心和绕组之外，还另外通有直流励磁电源。第3页/共44页第四页，共44页。2022年5月9日星期一异步电动机总是在滞后的功率因数下运行异步电动机总是在滞后的功率因数下运行(ynxng)。而同步电动

5、机的功率因数可用励磁电流来调节，可以滞后，也可以超前。而同步电动机的功率因数可用励磁电流来调节，可以滞后，也可以超前。-优点优点同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源(dinyun)频率下也能运行，因此在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。频率下也能运行，因此在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。-优点优点异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步(tngb)电动机只须加大功角就能增大转矩，同步电动机只须加大功角就能增大转矩，同步(tngb)电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的承受能力

6、，能获得更快的动态转矩响应。电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的承受能力，能获得更快的动态转矩响应。 -优点优点 转速恒定转速恒定功率因数可调，可使功率因数提高到，甚至超前。功率因数可调，可使功率因数提高到，甚至超前。在一个工厂里，只需要一台或几台大容量设备采用同步电动机，就足以改善全厂的功率因数。在一个工厂里，只需要一台或几台大容量设备采用同步电动机，就足以改善全厂的功率因数。w同步电动机突出优点：同步电动机突出优点：起动费事，重载时有振荡乃至失步的危险。起动费事，重载时有振荡乃至失步的危险。w突出问题：突出问题：第4页/共44页第五页，共44页。常用方法：常用方法：“异步起动法异步起动法

7、”在同步电动机的转子磁极的极靴上装设阻尼绕组，阻尼绕组所起的作用在同步电动机的转子磁极的极靴上装设阻尼绕组，阻尼绕组所起的作用(zuyng)与异步电动机的笼型绕组类似，同步电动机起动时靠阻尼绕组的感应电流受力实现异步起动。在升速、降速过程中，阻尼绕组还可以起到抑制振荡的作用与异步电动机的笼型绕组类似，同步电动机起动时靠阻尼绕组的感应电流受力实现异步起动。在升速、降速过程中，阻尼绕组还可以起到抑制振荡的作用(zuyng)。异步起动的基本异步起动的基本(jbn)步骤步骤起动前将励磁绕组串入一适当大小的电阻（串电阻是为了避免过高的自感电势）后闭合起动前将励磁绕组串入一适当大小的电阻（串电阻是为了避免

8、过高的自感电势）后闭合(b h)，使转子暂时不产生同步磁极；，使转子暂时不产生同步磁极；按照电动机的容量、负载性质和电源的情况，采取直接起动或降压起动，将同步电动机作为一台异步电动机而起动；按照电动机的容量、负载性质和电源的情况，采取直接起动或降压起动，将同步电动机作为一台异步电动机而起动；当电动机转速接近同步转速时，将直流电流送入励磁绕组，从而产生同步转矩将电动机牵入同步运行。当电动机转速接近同步转速时，将直流电流送入励磁绕组，从而产生同步转矩将电动机牵入同步运行。（三）同步电机的起动（三）同步电机的起动第5页/共44页第六页，共44页。2022年5月9日星期一自控式变频调速：用电动机轴上所

9、带的转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号自控式变频调速：用电动机轴上所带的转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号(xnho)，来控制变压变频装置换相时刻的系统。，来控制变压变频装置换相时刻的系统。它控式变频调速：用独立的变压变频装置给同步它控式变频调速：用独立的变压变频装置给同步(tngb)电动机供电的系统。电动机供电的系统。（四）同步（四）同步(tngb)(tngb)电动机的调速方法电动机的调速方法第6页/共44页第七页，共44页。 对它控式变频对它控式变频(bin pn)(bin pn)调速的评价调速的评价优点：在多台参数一致的小容量优点：在多台参数一致的小容

10、量同步电动机需要同时起动、同时同步电动机需要同时起动、同时调速的场合，采用一台变频器控调速的场合，采用一台变频器控制多台小电动机，系统对各台电制多台小电动机，系统对各台电动机的供电频率相同，供电电压动机的供电频率相同，供电电压也相同，易于群控。也相同，易于群控。缺点：如果一台电动机出现失步缺点：如果一台电动机出现失步，将影响整个群控系统的正常工，将影响整个群控系统的正常工作。振荡和失步问题作。振荡和失步问题(wnt)(wnt)并并未解决。未解决。 第7页/共44页第八页，共44页。9对自控式变频对自控式变频(bin pn)(bin pn)调速的评价调速的评价 优点：在同步优点：在同步(tngb

11、)电动机中安装了转子位置检测器电动机中安装了转子位置检测器BQ，根据转子的实际位置来控制变频器的供电频率，保证定子旋转磁场的转速与转子磁极的转速始终处于同步，根据转子的实际位置来控制变频器的供电频率，保证定子旋转磁场的转速与转子磁极的转速始终处于同步(tngb)状态。状态。 避免了它控式同步避免了它控式同步(tngb)电动机变频调速系统运行中会失步的缺点。电动机变频调速系统运行中会失步的缺点。第8页/共44页第九页，共44页。 无换向器电动机属于一种自控式同步电动机，它由磁极无换向器电动机属于一种自控式同步电动机，它由磁极(cj)位置检测器、同步电动机和半导体变频器共同组成电动机位置检测器、同

12、步电动机和半导体变频器共同组成电动机系统。系统。 根据所用的变频器型式不同，可分为直流无换向器电动根据所用的变频器型式不同，可分为直流无换向器电动机系统机系统(即交即交-直直-交电动机系统交电动机系统)和交流无换向器电动机系统和交流无换向器电动机系统(即即交交-交电动机系统交电动机系统)。（五）无换向器电动机（五）无换向器电动机第9页/共44页第十页，共44页。第10页/共44页第十一页，共44页。12（一）（一） 无换向器电动机的类型无换向器电动机的类型(lixng)n按容量不同按容量不同 晶体管电动机晶体管电动机晶闸管电动机晶闸管电动机低压小容量电动机，低压小容量电动机，逆变器不存在换流问

13、题逆变器不存在换流问题可显著简化电动机的可显著简化电动机的控制方法控制方法 大功率电动机，大功率电动机，逆变器存在换流问题逆变器存在换流问题晶闸管耐压高，电流容量晶闸管耐压高，电流容量大，价格也相对较低大，价格也相对较低 第11页/共44页第十二页，共44页。交交-直直-交控制系统无换向器电动机主回路交控制系统无换向器电动机主回路(hul)结构结构第12页/共44页第十三页，共44页。交交-交控制系统无换向器电动机主回路交控制系统无换向器电动机主回路(hul)结构结构第13页/共44页第十四页，共44页。第14页/共44页第十五页，共44页。AXYCBZFvFNS相相轴轴线线AfFA0BXZY

14、BCNSsnsnaF第15页/共44页第十六页，共44页。w无换向器电动机调速的控制对象是同步电动机，但是从它的工作原理和运行无换向器电动机调速的控制对象是同步电动机，但是从它的工作原理和运行(ynxng)特性来看，和直流电动机是相似的，因此，我们从直流电动机的基本原理出发来讨论其工作原理。特性来看，和直流电动机是相似的，因此，我们从直流电动机的基本原理出发来讨论其工作原理。w直流无换向器电动机相当于有三个换向片的直流电动机，只不过换向是由晶闸管直流无换向器电动机相当于有三个换向片的直流电动机，只不过换向是由晶闸管(或晶体管或晶体管)来进行，因结构上的限制来进行，因结构上的限制(xinzh)，

15、电枢绕组及变流器静止不动，而磁极是旋转的，如图所示。，电枢绕组及变流器静止不动，而磁极是旋转的，如图所示。第16页/共44页第十七页，共44页。图图4-4 从直流电动机到无换向从直流电动机到无换向器电动机的转化器电动机的转化(zhunhu) (a)电枢旋转电枢旋转 (b)磁极旋转磁极旋转 (c)无换向器电动机无换向器电动机 图图 (a)为直流电动机电枢依次转过为直流电动机电枢依次转过60的几个位置的几个位置(wi zhi)的情形，的情形， 根据运动的相对性，可以认为电枢和换向器在空间固定不动，磁极和电刷一起向相反方向依次转过根据运动的相对性，可以认为电枢和换向器在空间固定不动，磁极和电刷一起向

16、相反方向依次转过60，电枢中各导体的电流不变，如图，电枢中各导体的电流不变，如图 (b)所示。所示。进一步将机械的换向器用半导体进一步将机械的换向器用半导体“开关开关(kigun)”来代替，并依次触发相应的晶闸管，如图来代替，并依次触发相应的晶闸管，如图4-4(c)所示，顺次地使晶闸管所示，顺次地使晶闸管6、11、22、33、44、55、66、1导通，则磁极导通，则磁极(转子转子)也将会依次转过也将会依次转过60。 第17页/共44页第十八页，共44页。当晶闸管当晶闸管6、1导通时，导通时，电流从电源正极电流从电源正极晶闸管晶闸管1A相绕组相绕组B相绕组相绕组晶闸管晶闸管6电源负极电源负极此时

17、励磁磁场此时励磁磁场F0与电枢磁场与电枢磁场Fa夹角为夹角为120，如图，如图4-4(c)中中Fa所示，转子向顺时针方向旋转；当转子转到所示，转子向顺时针方向旋转；当转子转到F01位置位置(wi zhi)时，时，F01与与Fa的夹角为的夹角为90，电动机产生的转矩最大。，电动机产生的转矩最大。转子继续旋转，当达到转子继续旋转，当达到(d do)F02位置即夹角为位置即夹角为60时，通过控制电路，触发晶闸管时，通过控制电路，触发晶闸管2使其导通，同时关断晶闸管使其导通，同时关断晶闸管6；电枢电流转换为从电源正极电枢电流转换为从电源正极晶闸管晶闸管1A相相c相相晶闸管晶闸管2电源负极；电源负极；F

18、a转过转过60，变成图，变成图4-4(c)中所示情形，此时中所示情形，此时F0与与Fa的夹角又变为的夹角又变为120，如此重复进行，则电动机转子连续旋转。，如此重复进行，则电动机转子连续旋转。由上所述，由于转子磁极是连续旋转的，而决定电枢电流流向的晶闸管元件为每隔由上所述，由于转子磁极是连续旋转的，而决定电枢电流流向的晶闸管元件为每隔60切换一次，因此，电枢磁势切换一次，因此，电枢磁势Fa每次步进每次步进60，而，而Fa和和F0之间也就保持在之间也就保持在12060范围内范围内(即围绕正交时的即围绕正交时的90)变化，而转矩也就围绕最大值脉动。变化，而转矩也就围绕最大值脉动。第18页/共44页

19、第十九页，共44页。第19页/共44页第二十页，共44页。表表4-2 反转时电枢反转时电枢(din sh)电流方向与晶闸管导通顺序电流方向与晶闸管导通顺序表表4-1 正转时电枢电流方向正转时电枢电流方向(fngxing)与晶闸管导通顺序与晶闸管导通顺序第20页/共44页第二十一页，共44页。w电动机定子电枢换流是直接电动机定子电枢换流是直接(zhji)由转子转速控制的，电动机速度降低时，电枢磁场和励磁磁场由转子转速控制的，电动机速度降低时，电枢磁场和励磁磁场(转子转子)相对位置关系保持不变，电动机不会失步。这就是自控式同步电动机的特点。相对位置关系保持不变，电动机不会失步。这就是自控式同步电动

20、机的特点。无换向器电动机又称为频率自控的同步电动机。无换向器电动机又称为频率自控的同步电动机。第21页/共44页第二十二页，共44页。交流式和直流式中各相电枢绕组电流的导通顺序交流式和直流式中各相电枢绕组电流的导通顺序(shnx)相同。在变频器中，每一组三相零式电路的晶闸管导通信号由转子磁极的位置来决定。相同。在变频器中，每一组三相零式电路的晶闸管导通信号由转子磁极的位置来决定。转子位置检测器发出的转子位置检测器发出的信号，由它决定该导通的晶闸管组；信号，由它决定该导通的晶闸管组；还应根据三相电源的相位还应根据三相电源的相位(xingwi)来判断每一组零式电路究竟由哪一只晶闸管导通，此信号称为

21、来判断每一组零式电路究竟由哪一只晶闸管导通，此信号称为信号。信号。信号与信号与信号的合成决定了导通的组以及组中的晶闸管元件。信号的合成决定了导通的组以及组中的晶闸管元件。第22页/共44页第二十三页，共44页。第23页/共44页第二十四页，共44页。设在换流以前晶闸管设在换流以前晶闸管VT1、VT2导通，如图所示。电流经由晶闸管导通，如图所示。电流经由晶闸管VT1A相绕组相绕组C相绕组相绕组晶闸管晶闸管VT2流通。流通。当电流由晶闸管当电流由晶闸管VT1 转移到晶闸管转移到晶闸管VT3时，可以利用电动机反电势自然换流，其条件是时，可以利用电动机反电势自然换流，其条件是eAeB。即换流的时刻。即

22、换流的时刻(shk)应比应比A、B二相电压二相电压(反电势反电势)波形的交点波形的交点K适当提前一个换流超前角适当提前一个换流超前角。若在这时由转子位置检测器所产生的触发信号使晶闸管若在这时由转子位置检测器所产生的触发信号使晶闸管VT3导通，则在晶闸管导通，则在晶闸管VT1、VT3和电动机和电动机A、B二相绕组之间会出现二相绕组之间会出现(chxin)一个短路电流一个短路电流iSL，其方向如图，其方向如图4-8(a)中箭头所示。当这个短路电流中箭头所示。当这个短路电流iSL达到原来通过晶闸管达到原来通过晶闸管VT1的负载电流的负载电流Id时，晶闸管时，晶闸管VT1就因流过的实际电流下降至零而关

23、断，负载电流就由就因流过的实际电流下降至零而关断，负载电流就由VT1全部转移到晶闸管全部转移到晶闸管VT3，U、V两相之间的换流过程就此结束。两相之间的换流过程就此结束。如若换流的时刻不是发生在提前于如若换流的时刻不是发生在提前于K的时刻，而是滞后于是的时刻，而是滞后于是K点，即触发角点，即触发角为负。这时由于为负。这时由于uBuA，在晶闸管，在晶闸管VT1、VT3和电动机两相绕组之间可能再现的短路环流和电动机两相绕组之间可能再现的短路环流iSL的方向，将与图的方向，将与图4-8所示的相反，这个电流阻止晶闸管所示的相反，这个电流阻止晶闸管VT3导通，而使晶闸管导通，而使晶闸管VT1继续通电，因

24、此就不能实现换流的目的。继续通电，因此就不能实现换流的目的。第24页/共44页第二十五页，共44页。w(2) (2) 电动机在起动和低速运转时反电势很小，换流不可能，为此，利用反电势换流的无换向器电动机还必须电动机在起动和低速运转时反电势很小，换流不可能，为此，利用反电势换流的无换向器电动机还必须(bx)(bx)另想办法解决起动和低速运转问题。另想办法解决起动和低速运转问题。w解决的办法有二：解决的办法有二：w一是采用所谓电流断续法换流，一是采用所谓电流断续法换流，w一是利用电网电源换流。一是利用电网电源换流。w后一种只适用于交后一种只适用于交- -交系统。交系统。第25页/共44页第二十六页

25、，共44页。电流电流(dinli)(dinli)断续换流法的主电路断续换流法的主电路第26页/共44页第二十七页，共44页。28 通常采用的断流通常采用的断流(dun li)(dun li)方法是封锁电源或让整流桥暂时进入有源逆变状态，实现直流乃至电机电流的短时间断流方法是封锁电源或让整流桥暂时进入有源逆变状态，实现直流乃至电机电流的短时间断流(dun li)(dun li)。 断流断流(dun li)(dun li)时因为直流平波电抗器中的电流不能突变，可触发晶闸管时因为直流平波电抗器中的电流不能突变，可触发晶闸管VT0VT0进行暂时续流，该管子在整流、逆变桥之间的电流恢复流通时，会被反向电

26、压自动关断。进行暂时续流，该管子在整流、逆变桥之间的电流恢复流通时，会被反向电压自动关断。 应用：起动应用：起动(q dn)(q dn)和低速下使用。和低速下使用。 在转速升高到额定转速的在转速升高到额定转速的10%10%左右，切换至反电势换流左右，切换至反电势换流 电流断续换流法就是晶闸管逆变器常用电流断续换流法就是晶闸管逆变器常用(chn yn)一种的既简单又经济的强迫换流方法。一种的既简单又经济的强迫换流方法。w当电动机采用电流断续法换流时，电动机侧逆变器的空载换流超前角当电动机采用电流断续法换流时，电动机侧逆变器的空载换流超前角0对换流已对换流已不起决定性作用。不起决定性作用。w为了增

27、大起动转矩，减小转矩脉动，一般取为了增大起动转矩，减小转矩脉动，一般取00。当电动机进入高。当电动机进入高速运转阶段时，速运转阶段时，0则根据负载进行控制，电动机采用反电势换流法。则根据负载进行控制，电动机采用反电势换流法。第27页/共44页第二十八页，共44页。交交-交系统依靠电源交系统依靠电源(dinyun)换流的方式只适用于系统在低频工作的情况，用以解决电动机在起动和低速运行时的换流问题。换流的方式只适用于系统在低频工作的情况，用以解决电动机在起动和低速运行时的换流问题。当电动机达到稍高转速时，通过控制电路，可以使电动机进入反电势换流运行方式。当电动机达到稍高转速时，通过控制电路，可以使

28、电动机进入反电势换流运行方式。w下面以图所示的无换向器电动机中晶闸管下面以图所示的无换向器电动机中晶闸管VTrl到到VTr3和和VTs3的换流过程为例来讨论这一问题。的换流过程为例来讨论这一问题。第28页/共44页第二十九页，共44页。换流以前的状态是换流以前的状态是VTrl和和VTt2,导通。现在在导通。现在在VTr3的控制极上加触发信号。如果换流超前角选择得当，且电动机在高速运行，则可利用反电动势完成自然换流过程。如果电动机运行在起动或低速状态下，则的控制极上加触发信号。如果换流超前角选择得当，且电动机在高速运行，则可利用反电动势完成自然换流过程。如果电动机运行在起动或低速状态下，则ea0

29、，eb0，反电动势，反电动势eab不可能产生足够不可能产生足够(zgu)的换向电流，使的换向电流，使VTr1的电流下降至零。的电流下降至零。在在VTr3触发时不能使触发时不能使VTr1关断，于是出现了关断，于是出现了VTr1继续导电的情况。继续导电的情况。但这个连续导电的情况最多只能持续至相当于三分之一电源周期的时间，在此之后，但这个连续导电的情况最多只能持续至相当于三分之一电源周期的时间，在此之后，VTs3就会触发导通。就会触发导通。由于电源侧工作在整流由于电源侧工作在整流(zhngli)状态，状态，VTs3触发导通时必然触发导通时必然eseR。在电动势在电动势eSR=eSeR的作用下，一方

30、面在电源的作用下，一方面在电源S相、相、VTs3、VTr3和电源和电源R相中形成环流相中形成环流isc，使，使VTs3通，通，VTr3关断，如图关断，如图a所示；另一方面，它也在电源所示；另一方面，它也在电源R和和S二相、二相、VTs3、电动机绕组、电动机绕组b、a二相及二相及VTrl之间产生环流之间产生环流isL，如图所示。这一环流将，如图所示。这一环流将VTrl中的电流下降至零，使其关断，从而完成中的电流下降至零，使其关断，从而完成(wn chng)电流由电流由a相过渡到相过渡到b相的换流过程。相的换流过程。第29页/共44页第三十页，共44页。在这个电流和转子磁场作用之下所产生在这个电流

31、和转子磁场作用之下所产生(chnshng)的转矩也将随转子位置的不同而按正弦规律变化，如图所示。的转矩也将随转子位置的不同而按正弦规律变化，如图所示。但在无换向器电动机中，实际上每相绕组中通过的不是持续的直流电流，而是只通电但在无换向器电动机中，实际上每相绕组中通过的不是持续的直流电流，而是只通电1/3周期。那么在每个相电流和转子磁场作用下所产生的转矩也只是正弦转矩曲线上相当于周期。那么在每个相电流和转子磁场作用下所产生的转矩也只是正弦转矩曲线上相当于1/3周期长的一段。且这一段曲线与绕组开始通电时的转子相对位置有关。周期长的一段。且这一段曲线与绕组开始通电时的转子相对位置有关。第30页/共4

32、4页第三十一页，共44页。w在在00的情况的情况(qngkung)下，电动机三相绕组通电所产生的总转矩如图（下，电动机三相绕组通电所产生的总转矩如图（b)所示。若晶闸管的触发时间提前或延后，均将导致转矩的脉动增加，平均值减小。当所示。若晶闸管的触发时间提前或延后，均将导致转矩的脉动增加，平均值减小。当030时，电动机的瞬时转矩过零点，这会在电动机起动时出现死点，因此在三相半波接法的情况时，电动机的瞬时转矩过零点，这会在电动机起动时出现死点，因此在三相半波接法的情况(qngkung)下，特别是在启动时，下，特别是在启动时，0值不能大于值不能大于30。第31页/共44页第三十二页，共44页。第32

33、页/共44页第三十三页，共44页。三相桥式接法与半波接法相比，可以得出：三相桥式接法与半波接法相比，可以得出： 三相桥式接法转矩较大三相桥式接法转矩较大(jio d)，脉动较小；，脉动较小； 桥式接法时，桥式接法时，0角增大到角增大到60时，转矩曲线才过零点，三相半时，转矩曲线才过零点，三相半波在波在0=30时转矩曲线过零点。时转矩曲线过零点。第33页/共44页第三十四页，共44页。211mRmtICICT03cos()2tfC03()sin2()22RdqCLLf20第34页/共44页第三十五页，共44页。w当电动机的直轴电感和交轴电感相等时，即在圆周方向上电动的磁阻是均匀当电动机的直轴电感

34、和交轴电感相等时，即在圆周方向上电动的磁阻是均匀(jnyn)的，则电动机的反应电磁转矩为零，只有基本电磁转矩。的，则电动机的反应电磁转矩为零，只有基本电磁转矩。w或者在不计换流重叠角或者在不计换流重叠角时，使空载换流超前角时，使空载换流超前角0为零，则为零，则CR=0，反应电磁转矩为零，电动机的基本电磁转矩就是其总的电磁转矩。，反应电磁转矩为零，电动机的基本电磁转矩就是其总的电磁转矩。w在这两种情况下，无换向器电动机的电磁转矩公式与直流电动机的电磁转矩公式具有相同的形式，从而也就是具有相同的特性。在这两种情况下，无换向器电动机的电磁转矩公式与直流电动机的电磁转矩公式具有相同的形式，从而也就是具

35、有相同的特性。 w实际上采用具有自关断能力的器件构成实际上采用具有自关断能力的器件构成(guchng)的无换向器电动机很容易做到的无换向器电动机很容易做到00，从而使整个电动机系统达到与直流电动机相同的机械特性与控制性能。，从而使整个电动机系统达到与直流电动机相同的机械特性与控制性能。w所以，随着电力电子技术和计算机控制技术的不断发展和应用，无换向器电动所以，随着电力电子技术和计算机控制技术的不断发展和应用，无换向器电动机将在许多领域得以应用并逐步取代传统的有刷直流电动机。机将在许多领域得以应用并逐步取代传统的有刷直流电动机。第35页/共44页第三十六页，共44页。（一）负载换相同（一）负载换

36、相同(xin tn)步电动机的调速特性步电动机的调速特性 第36页/共44页第三十七页，共44页。38负载换相同步电动机的速度表达式负载换相同步电动机的速度表达式 和直流电动机的转速公式和直流电动机的转速公式(gngsh)十分类十分类似。似。 由以上转速公式由以上转速公式(gngsh)可以看出，改可以看出，改变变 和和 均可以对负载换相同步电动机进均可以对负载换相同步电动机进行调速，即负载换相同步电动机有调压调速行调速，即负载换相同步电动机有调压调速和调励磁调速两种方法。当然换相超前角和调励磁调速两种方法。当然换相超前角 的变化对速度也会有影响，但换相超前角的变化对速度也会有影响，但换相超前角

37、 一般随负载变化而调节，主要考虑在运一般随负载变化而调节，主要考虑在运行中的安全换流问题，不用作速度调节。行中的安全换流问题，不用作速度调节。2cos)2cos(34. 20meddCRIUndUm00第37页/共44页第三十八页，共44页。39（二）负载（二）负载(fzi)换相同步电动机的机械特性换相同步电动机的机械特性 取 并忽略(hl)换流重叠角 ，负载换相同步电动机的近似机械特性表达式为： 234. 234. 2mTeemedCCTRCUn000结论结论: :负载换相同负载换相同(xin tn)(xin tn)步电动机的机械特性曲线与直流电动机的机械特性表达式相似。它有着良好的运行特性和伺服控制性能。步电动机的机械特性曲线与直流电动机的机械特性表达式相似。它有着良好的运行特性和伺服控制性能。注意：注意：