電力拖動基礎(chǔ)--三相異步電動機的調(diào)速

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1、電力拖動基礎(chǔ)--三相異步電動機的調(diào)速教學(xué)目標???了解三相交流電動機的調(diào)速方法;???掌握三相交流電動機的降電壓調(diào)速，轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速，變極調(diào)速，變頻調(diào)速的基本原理。4.1概述(1)改變轉(zhuǎn)差s調(diào)速，包括有降低電源電壓、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻等方法。(2)改變旋轉(zhuǎn)磁通勢同步轉(zhuǎn)速調(diào)速，包括有改變定子繞組極對數(shù)、改變供電電源頻率等方法。(3)雙饋調(diào)速，包括串級調(diào)速，屬改變理想空載轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法。(4)利用轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。?(1)改變供電電源的頻率f1，進行變頻調(diào)速。(2)改變定子極對數(shù)，進行變極調(diào)速。(3)改變電動機的轉(zhuǎn)差率進行調(diào)速——如定子調(diào)壓調(diào)速、繞

2、線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串級調(diào)速及電磁離合器調(diào)速。4.2降壓調(diào)速o調(diào)速原理與調(diào)速性能????三相異步電動機降低電源電壓的人為機械特性，其同步轉(zhuǎn)速n1不變、電磁轉(zhuǎn)矩????在低速運行時，工作點不易穩(wěn)定，即負載轉(zhuǎn)矩或供電電壓稍有波動，都會引起轉(zhuǎn)速有較大的變化，甚至無法工作。為了提高調(diào)壓調(diào)速機械特性的硬度，采用速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。????對繞線式異步電動機，可以在其轉(zhuǎn)子里串電阻；對鼠籠式異步電動機，可以采用電阻率高的黃銅條制做鼠籠轉(zhuǎn)子。????這種軟特性的電機，在高速運行時，由于轉(zhuǎn)差率較普通電機的大，運行效率要低些；低速運行時，由于降低了供電電壓，為保持恒轉(zhuǎn)矩負

3、載，需要更大的電流，除降低效率外，應(yīng)應(yīng)注意過熱的問題。o調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理????當系統(tǒng)的實際轉(zhuǎn)速低于要求的數(shù)值時，測速機的輸出電壓下降，調(diào)節(jié)器的輸入和輸出增大，迫使控制角減小，晶閘管調(diào)壓裝置的輸出電壓上升，轉(zhuǎn)速升高并穩(wěn)定在一定的數(shù)值上。????只要速度的給定值保持不變，電動機的轉(zhuǎn)速也就基本上保持不變。????速度反饋的作用：提高電機特性的硬度。o降壓調(diào)速的優(yōu)缺點????優(yōu)點：調(diào)速平滑，采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其機械特性很硬，調(diào)速范圍可達到10。????缺點：由于是轉(zhuǎn)差率調(diào)速，低速時，效率低。4.3繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速????異步電動機采用降壓調(diào)速或

4、串電阻調(diào)速時，欲擴大調(diào)速范圍，必須增大轉(zhuǎn)差率s。這樣，將使轉(zhuǎn)子回路總銅耗增大，降低了電機的效率。????這種調(diào)速方式多用于斷續(xù)工作的生產(chǎn)機械上，在低速運行的時間不長，且要求調(diào)速性能不高的場合，如用于橋式起重機。4.4鼠籠式三相異步電動機變極調(diào)速????異步電動機旋轉(zhuǎn)磁勢同步速n1與電機極對數(shù)成反比，改變鼠籠式三相異步電動機定子繞組的極對數(shù)，就改變了同步速n1，實現(xiàn)變極調(diào)速。o變極方法????定子繞組產(chǎn)生的磁極對數(shù)的改變，是通過改變繞組的接線方式得到的。????三相鼠籠式異步電動機的定子繞組，若把每相繞組中一半線圈的電流改變方向，即半相繞組反向，則電動機的極對數(shù)便

5、成倍變化。因此同步轉(zhuǎn)速n1也成倍變化，對拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行的電動機來講，運行的轉(zhuǎn)速也接近成倍改變。????繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子極對數(shù)不能自動隨定子極對數(shù)變化，如同時改變定、轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)又比較麻煩，因此不采用變極調(diào)速。????為了保證變極調(diào)速時電動機的轉(zhuǎn)向不變，變極調(diào)速的同時，需要改變繞組的相序或者說是電源的相序。理由很簡單，要使電動機轉(zhuǎn)向不變，就要求磁通勢旋轉(zhuǎn)方向不變，也就是A、B、C三相繞組空間電角度依次相差120。不變。????改變極對數(shù)前A、B、C三相繞組，在變極后就應(yīng)該變成了A、C、B三相繞組。4.5變頻調(diào)速????????????額定頻率稱為基頻，變

6、頻調(diào)速時，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。o從基頻向下變頻調(diào)速????如果降低電源頻率時還保持電源電壓額定不變，則隨著f1下降，氣隙磁通增加。電動機磁路本來就剛進入飽和狀態(tài)，氣隙磁通增加，磁路過飽和，勵磁電流會急劇增加，這是不能允許的。因此，降低電源頻率時，必須同時降低電源電壓。降低電源電壓U1主要有兩種控制方法。????這種調(diào)速方法與他勵直流電動機降低電源電壓調(diào)速相似，機械特性較硬，在一定的靜差率要求下，調(diào)速范圍寬，而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此變頻調(diào)速為無級調(diào)速，平滑性好。另外，電動機在正常負載運行時，轉(zhuǎn)差率較小，因此轉(zhuǎn)差功率Ps較小，效率較

7、高。o從基頻向上變頻調(diào)速????升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時，只能保持電壓為UN不變，頻率越高，磁通越低，是一種降低磁通升速的方法，類似他勵直流電動機弱磁升速情況。????三相異步電動機變頻調(diào)速具有以下幾個特點：(1)從基頻向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)地方式；從基頻向上調(diào)速，近似為恒功率調(diào)速方式；(2)調(diào)速范圍大；(3)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；(4)運行時s小，效率高；(5)頻率f1可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級調(diào)速。????異步電動機變頻調(diào)速具行很好的調(diào)速性能，可與直流電動機調(diào)速相媲美。????異步電動機變頻調(diào)速的電源是一種能調(diào)壓的變頻裝置，近年來，多采用由晶閘

8、管元件或自關(guān)斷的功率晶體