交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

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1、第四章交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速由異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的表達(dá)式：調(diào)速方法有三種：改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p改變電源頻率f改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s1第一節(jié)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串接不同電阻時(shí)的人為特性2轉(zhuǎn)子回路串入電阻越大，電機(jī)轉(zhuǎn)差率越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低；低速時(shí)人為機(jī)械特性軟；損耗大，效率下降，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速有級(jí)調(diào)速，設(shè)備簡(jiǎn)單，只適合有載調(diào)速；在調(diào)速要求不要和拖動(dòng)容量不大的生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)用十分普遍。轉(zhuǎn)子電路串接不同電阻時(shí)的人為特性3在額定電壓時(shí)，磁通恒定值，調(diào)速時(shí)4當(dāng)轉(zhuǎn)速降低（s增高）時(shí)，效率下降，轉(zhuǎn)子損耗功率增高，故經(jīng)濟(jì)性不高。轉(zhuǎn)子損耗功率為輸出功率為調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)子電路的效率為5第二

2、節(jié)改變定子電壓調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)定子電壓的人為特性對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍很小，適用價(jià)值不高；對(duì)于風(fēng)機(jī)類負(fù)載，調(diào)速范圍較大，但是低速時(shí)功率因數(shù)低，電流大；為了擴(kuò)大在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的調(diào)速范圍，需要采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)。一、調(diào)速原理和調(diào)速性能6對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，擴(kuò)大了調(diào)速范圍；缺點(diǎn)：機(jī)械特性太軟。轉(zhuǎn)子電路電阻較高時(shí)改變定子電壓的人為特性7開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速，機(jī)械特性較軟，調(diào)速范圍不大；為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，現(xiàn)代的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)廣泛采用測(cè)速反饋的閉環(huán)控制。8二、調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理1.電壓環(huán)2.電流環(huán)9三、調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)控制的靜態(tài)特性閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性的硬度比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)大大提高；可將變極調(diào)

3、速和調(diào)壓調(diào)速相結(jié)合，進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)速范圍變極調(diào)速：粗調(diào)調(diào)壓調(diào)速：細(xì)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速10四、調(diào)壓調(diào)速電動(dòng)機(jī)的容許輸出1.保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流為額定值時(shí)，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率S越大，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩越??；2.忽略空載損耗，輸出功率和內(nèi)生機(jī)械功率相等，轉(zhuǎn)速越低，電動(dòng)機(jī)容許輸出的功率越小；所以，調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩，又非恒功率調(diào)速；比較適合用于通風(fēng)機(jī)負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)速負(fù)載，不適合恒功率負(fù)載。11五、定子調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速平滑，采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，機(jī)械特性很硬，調(diào)速范圍可達(dá)到10；缺點(diǎn)：變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，低速時(shí)功率損耗大，效率低適用：中小容量的交流電動(dòng)機(jī)。12改變定子極對(duì)數(shù)的同時(shí)，必須相應(yīng)改變

4、轉(zhuǎn)子的級(jí)數(shù)。繞線式電機(jī)要滿足這個(gè)要求很困難；而籠形異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)能自動(dòng)隨定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)的變化而變化，所以變極調(diào)速適用于籠形異步電動(dòng)機(jī)。單繞組雙速電動(dòng)機(jī)：一套定子繞組，具備兩種極對(duì)數(shù)，根據(jù)接法不同，得到兩個(gè)不同的同步轉(zhuǎn)速；三速或四速電動(dòng)機(jī)：定子中放兩套獨(dú)立的繞組。第三節(jié)改變定子極數(shù)調(diào)速13一、變極方法改變定子磁極對(duì)數(shù)，通過(guò)改變定子繞組接線來(lái)實(shí)現(xiàn)；使得定子每相繞組中一半繞組的電流改變方向。14二、三種常用的變極接線方式1、單星形－－－并聯(lián)的雙星形2、單星形－－－反向串聯(lián)的單星形3、三角形－－－雙星形15星形聯(lián)結(jié)改變成兩個(gè)并聯(lián)的星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)改變成兩個(gè)并聯(lián)的星形聯(lián)結(jié)16變極

5、調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的容許輸出功率或轉(zhuǎn)矩在變速前后的關(guān)系。輸出功率為在高、低速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)均流過(guò)額定電流，這樣在兩種聯(lián)結(jié)法下的轉(zhuǎn)矩之比為1.Y—YY聯(lián)接變極調(diào)速功率增加一倍，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩保持不便；屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速適用于：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如起重機(jī)、運(yùn)輸帶等17Y—YY聯(lián)接變極調(diào)速的機(jī)械特性：18當(dāng)定子繞組從一個(gè)三角形聯(lián)結(jié)改成二個(gè)星形聯(lián)結(jié)的并聯(lián)時(shí)，極對(duì)數(shù)也減小一倍，也增加一倍。兩種聯(lián)結(jié)法的功率比為2.△—YY聯(lián)接變極調(diào)速輸出的功率只增加了近似15%，故可以認(rèn)為是恒功率調(diào)速；轉(zhuǎn)速增加一倍，功率近似不變，轉(zhuǎn)矩近似下降一半；應(yīng)用于各種機(jī)床切削等恒功率負(fù)載。19△—YY聯(lián)接變極調(diào)速的機(jī)械特性

6、：20變極調(diào)速的特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，機(jī)械特性硬，效率高，可以獲得恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速特性；變極調(diào)速是一個(gè)有級(jí)調(diào)速，調(diào)速級(jí)數(shù)少，不是平滑調(diào)速；一般用于機(jī)床設(shè)備上作為粗調(diào)。21第四節(jié)變頻調(diào)速一、概念1.改變供電電源的頻率可以使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速隨之變化，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著改變，這種調(diào)速稱為變頻調(diào)速；2.以電源頻率＝50Hz為基本頻率。22一般認(rèn)為，在任何類型負(fù)載下變頻調(diào)速時(shí)，若能保持電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力不變，即過(guò)載倍數(shù)等于額定條件下過(guò)載倍數(shù)，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能較為理想。當(dāng)定子頻率較高時(shí)（式中為常數(shù)）2324二、恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速變頻后的轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速25當(dāng)頻率很低時(shí)，r1不可忽略，

7、相當(dāng)于定子電路串入一個(gè)降壓電阻，使定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)降低，氣隙磁通減小，Tm較小為了使低頻時(shí)Tm下降不太大，則要提高定子電壓，來(lái)補(bǔ)償r1的壓降，維持氣隙磁通不變。但這樣電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流就增大，功率因數(shù)下降，所以基頻向下調(diào)是有限度的，頻率不能過(guò)小。26從基頻50Hz往上調(diào)速時(shí)，如果也按比例升高電壓，則電壓會(huì)超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電壓，這是不允許的；因此，保持電壓不變，頻率往上調(diào)，磁通就減小，所以是一種弱磁的調(diào)速方法；對(duì)于恒功率負(fù)載，變頻時(shí)，要求電機(jī)的輸出功率保持不變。三、恒功率的