电机分类及原理三相电动机调速

三相异步电动机的调速概述一、什么是交流调速①改变转差率；②改变磁极对数；③改变频率。对于同步电机的调速可以用改变供电频率的方法实现。由此可见交流调速有三大方法：异步电机的转速为调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动机的转速。调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。交流电机有许多不同的调速方法及适用的对象，具体分类如下：交流电机异步电机同步电机变转差率调速变极调速变频调速————变频调速

改变转子电阻

改变定子电压

电磁转差离合器

串级调速交－直－交变频他控式自控式交－交变频.二、交流调速拖动系统的特点⒈典型直流调速拖动系统①发电机电动机组③晶闸管电动机调速系统②带有交磁放大机的发电机电动机组⒉直流调速拖动系统存在的主要缺点①存在机械磨损，噪声大，寿命短，维护困难；②存在换向火花，运行环境受到限制，在易燃、易爆等恶劣环境中不能使用；③结构复杂，难以制造大容量、高转速、高电压的直流电动机；④造价高。.3.交流调速拖动系统的特点⑴可以扩大交流电机的容量，提高交流电机的转速和电压；⑵交流电机，特别是鼠笼型电机，其设置环境的适应性广；⑶维护省力；⑷结构简单，坚固耐用，运行噪声小，惯性小；⑸由于高性能、高精度的新型调速系统不断出现和发展，完全可以得到同直流调速系统一样好的性能指标；⑹造价低。.变极原理图一、变极方法电流反向变极法——绕组改接后，使其中一半绕组中的电流改变了方向，从而改变了极对数。变极调速2pp二、三相绕组的换接方法.低速倍极数D接法，高速少极数YY接法。2pp注意：换接后相序发生了变化。为保持高速与低速时电机的转向不变，应将B、C两相的出线端交换。低速倍极数Y接法，高速少极数YY接法

2pp三、容许输出忽略pCu1

和pFepIUnIUnPTllTl1l19550=转矩为了使调速时电动机得到充分利用，在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流。()111PppPPFeCuT»+-=电动机输出功率1.对于Y→YY，极对数p减小一倍为恒转矩调速2.对于→YY，极对数p减小一倍既不是恒转矩调速，也不是恒功率调速，但比较接近于恒功率调速。四、机械特性Y-YY变极调速机械特性n0TTZABC工作点变动情况：A→B→C1.对于Y→YY，YYY-YY变极调速机械特性TZABC2.对于→YY，工作点变动情况：A→B→C五、调速性能⑴调速范围⑶容许输出⑵平滑性⑷经济性对于双速电机，其调速范围为2；对于多速电机，其调速范围为3～4。较差，有级调速。变级与变压结合应用可改善。对于不同的变极方法，调速特性也不同，这样可以适应不同的负载。.设备简单，运行效率和功率因数高。一、概述异步电动机采用变频调速，可以得到很大的调速范围、很好的调速平滑性和有足够硬度的机械特性。根据异步电动机的转速公式，当转差率变化不大时，n基本上与f1成正比，如有频率可平滑调节的供电设备，即可平滑地调节异步电动机的转速。为保证电机的稳定运行，应维持电机的过载能力不变。额定频率称为基频fN，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调。§12.3 变频调速异步电机的转速为2.若f1↑（〉fN

），则m↓，T↓，电机得不到充分利用；1.若f1↓（〈fN

），则m↑

，磁路更饱和，pFe↑，cos↓。应要求m不能变。二、变频调速控制方式改变频率分频率减小和频率增大两种情况。1、从基频向下变频调速f1<fN从基频向下变频调速机械特性。属恒转矩调速。而保持不变，基本保持不变，因此保持nTPICTconstfUNmTmµW==\=2211cosjffQ2、从基频向上变频调速f1>fN率调速。基本保持不变，属恒功于是成反比，与转速）成反比，因此（或与保持W==\=TPnICTnfUNmTm2211cosjffNUQnP，TTNTPPnN2nNO异步电动机变频调速容许输出转矩与功率向上变频调速向下变频调速附：（机械特性）①从基频向下调速，为恒转矩调速方式；从基频向上调速，近似为恒功率调速方式；②调速范围大；③转速稳定性好；④初期投资大，需要专用的变频装置，但运行费用不大，效率高；⑤频率可以连续调节，变频调速为无级调速。三、变频调速性能§12.4能耗转差调速特点：在调速过程中产生较大的转差功率ps=SPT，并消耗在 转子回路或转差离合器中。一、绕线型异步电动机转子串电阻调速⒈调速原理与机械特性⑴调速原理转子串电阻后，I2’↓，T↓，n↓，S↑，SE2↑，I2’↑，T↑，直至平衡点，在新的转差率下稳定运行。⑵机械特性对于恒转矩负载①n1不变②Tm不变③Sm∝（r2+Rs）④外串电阻越大，则机械特性越软。.⒉调速电阻的计算计算依据：转子串电阻调速时，如果保持电机转子电流为额定值，必有：对于特定条件T=TN时，由转速nN

（对应转差率为SN）调速到转速n（对应转差率为S），则需外串电阻Rs为..注意：此式仅在额定转矩时有效。⒊调速性能及应用⑴调速范围上限为nN，下限受静差率的限制，一般仅为2～3。⑵容许输出.属于恒转矩调速方式。⑶平滑性⑷经济性调速级数少，平滑性差。转子串电阻调速时，转子损耗的功率即为转差功率不计机械损耗，则输出功率为调速时，转子电路的效率为n↓，S↑，↓，经济性差。.()STSCuRrISPpp+===22223()TPSP-=12()()SSPPSPSpPPTTTS-=+--=+=11122h⒈调速原理与方法⑴调速原理与转子串电阻的调速原理相似。⑵调压方法①定子串接饱和电抗器；②采用晶闸管调压器；③改变定子绕组接线方法。二、改变定子电压调速⒉调速性能⑴调速范围

降压调速范围小，只能往下调。SSrImPTT1122211µW¢¢=W=⑵容许输出既非恒转矩，又非恒功率调速。⑶平滑性⑷经济性因为S↑，pcu2↑，所以经济性差。平滑地改变定子电压，则能平滑地调节转速。.机械特性转速低于nm的机械特性部分，对恒转矩负载不能稳定运行，因此不能用于调速，调速范围很小。若为通风机负载，转速低于nm时可以稳定运行，调速范围扩大了。通风机负载TZ⒈概述它由三相鼠笼型异步电动机、电磁转差离合器和控制系统三部分组成。⒉电磁转差离合器的结构和工作原理⑴结构①电枢②磁极⑵工作原理.当励磁线圈有电流时，通过磁极产生作用力。励磁电流不同，作用力的大小也不同，从而调节转速。三、电磁调速异步电动机———滑差电机⑶机械特性若磁极对数为p，则总电磁转矩T为转矩T使感应子带动生产机械沿电枢的方向旋转，平滑地调节滑差离合器的励磁电流，即可实现无级调速。转差离合器从动轴转速()()ASpASnnKRznnRlBppFRT-¢=´-´==6022222pTKnnAS¢-=\1异步电动机转速在实际工作中，使用电磁转差离合器机械特性的近似经验公式为42BASITKnn-=nTIB1IB2IB3IB4IB5IB1>IB1>IB3>IB14>IB5不同励磁电流IB下的机械特性由机械特性可以看出：※机械特性的硬度小；※转矩T随励磁电流ILB的减小而降低。当转矩为常数时，IB↑，nAS↑实现调速。⒊电磁调速异步电动机的调速系统用以提高机械特性的硬度，扩大调速范围。⒋调速性能⑴调速范围一般可达10：1...⑶容许输出以保持转差功率不超过额定值为条件，调速方式既非恒转矩，又非恒功率。⒌优缺点优点：简单、可靠、维护方便，能平滑调速，机械特性较硬。缺点：低速时效率低，能耗大。滑差电机广泛应用于印染、纺织、造纸和电缆等行业。..⑵经济性提高滑差电机效率的方法：采用变极电动机作为驱动电机，高速时采用4极方式，低速时采用6极方式，以获得较高的效率。滑差电机的效率随着输出轴转速的减小而下降。⒈概述转子串电阻调速要消耗电能，不经济。在绕线式异步电动机的转子回路中外加一个附加电势Ef

，用以控制转差功率来实现调速，这种调速方法称为串级调速。⒉串级调速基本工作原理设电动机原来无外加电势，且在固有特性上稳定运行，转差率为S，转子电流I2

为.四、串级调速等值电路等值电路为～1)现在引入外加电势，要求与相位相同。由于加入了相位相同的附加电势Ef，使I2C>I2，T↑

，n↑

，S↓

，又使E2↓

，I2↓

，T↓

，达到新的平衡，电动机在较小的转差率SC(SC<S)下运行。等值电路为～2)现在引入外加电势，要求与相位相反。.由于加入了相位相反的附加电势Ef，使I2C<I2，T↓，n↓，S↑，又使E2↑，I2↑，T↑，达到新的平衡，电动机在较大的转差率SC(SC>S)下运行。如能用某一装置使附加电势Ef，的数值平滑改变，则异步电动机将实现平滑调节转速。⒊晶闸管串级调速系统.异步电动机的转子电压经晶匝管整流电路变为直流电压Ed，再由晶匝管逆变器将Eβ逆变为交流，功率经变压器反馈