三相異步電動機的電力拖動課件.ppt

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1、三相異步電動機的機械特性6.1首頁本章重點第6章三相異步電動機的電力拖動本章內(nèi)容三相籠型異步電動機的起動6.2繞線型三相異步電動機的起動6.3三相異步電動機的軟起動6.4三相異步電動機的調(diào)速6.5三相異步電動機的制動6.6內(nèi)容提要：本章介紹三相異步電動機機械特性的特點及參數(shù)表達式和實用表達式，討論三相異步電動機的固有機械特性和人為機械特性，闡述三相異步電動機的起動、調(diào)速和制動的各種方法、特點和應(yīng)用。返回1.機械特性的特點、表達式3.三相異步電動機的常用起動方法、特點和適用范圍重點：2.三相異步電動機的人為機械特性

2、返回4.三相異步電動機的各種調(diào)速方法、原理和應(yīng)用5.三相異步電動機的各種制動方法、原理和應(yīng)用本次課程內(nèi)容和教學要求內(nèi)容：三相異步電動機的各種調(diào)速。要求：熟悉異步機各種調(diào)速原理和機械特性以及應(yīng)用場合。下頁上頁返回6.5三相異步電動機的調(diào)速異步機變極調(diào)速——適用鼠籠電機(改變定子極對數(shù)p調(diào)速)變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速調(diào)壓調(diào)速滑差電機調(diào)速(電磁離合器調(diào)速)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子串電勢調(diào)速(串級調(diào)速)變頻調(diào)速(改變電源頻率f1調(diào)速)變頻機組交—直—交變頻交—交變頻下頁上頁返回由異步電動機的轉(zhuǎn)速公式適用繞線轉(zhuǎn)子改變電動機的電壓時，n1、

3、sm不變，T、Tm均與U1的平方成正比變化，機械特性為1.改變定子電壓調(diào)速6.5.1改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速特點：在調(diào)速過程中均產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，并消耗在轉(zhuǎn)子電路上，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱。常用的改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法有：改變定子電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速及串級調(diào)速。除串級調(diào)速外，調(diào)速的經(jīng)濟性都較差。U1↓→n↓→s↑下頁上頁返回拖動風機泵類負載：轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的負載。A′點為固有機械特性上的運行點，B′和C′點為降低電壓后的運行點。特點：⑴調(diào)速范圍較大；⑵n↓→s↑→j2↑→j1↑→cosj1↓，又因T=C

4、TΦmI2cosj2，T不變時，j2↑→cosj2↓→I2↑。存在低速時功率因數(shù)低(cosj1低)，電流大(I2大)的問題，應(yīng)用不普遍。不適用恒功率負載。拖動恒轉(zhuǎn)矩負載：A點為固有機械特性上的運行點，B和C點為降低電壓后的運行點。特點：⑴調(diào)速方法比較簡單；⑵電壓進一步降低，最大轉(zhuǎn)矩減小很快，即使負載特性與機械特性有交點，負載能力嚴重下降，若負載稍有波動，電機就會停轉(zhuǎn)；⑶對于轉(zhuǎn)子電阻為正常值如一般的鼠籠式異步電動機，調(diào)速范圍很窄，實用價值不高?？梢圆扇≡黾愚D(zhuǎn)子電阻如采用高轉(zhuǎn)差率或在繞線轉(zhuǎn)子電動機中串電阻和引入速度閉

5、環(huán)加以改善。如何使電動機有較寬的調(diào)速范圍？下頁上頁返回高轉(zhuǎn)差率電動機或在繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子串固定電阻高轉(zhuǎn)差率電動機，如高轉(zhuǎn)差率鼠籠電機、實心轉(zhuǎn)子電機、雙層轉(zhuǎn)子電機等。調(diào)速范圍增寬，但降壓后特性變軟。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。低速運行時過載能力差，運行的穩(wěn)定性差常不能滿足生產(chǎn)工藝的要求；且由于降低了供電電壓，為保持恒轉(zhuǎn)矩負載，需要更大的電流，除降低效率外，還應(yīng)注意過熱的問題。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)下頁上頁返回當電動機運行于圖所示的A點時，這時的負載轉(zhuǎn)矩為T

6、L，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。當負載轉(zhuǎn)矩變?yōu)門L′時，若沒有轉(zhuǎn)速反饋(稱開環(huán))，電動機電壓不變，轉(zhuǎn)速應(yīng)由A點沿同一條機械特性降為C點穩(wěn)定運行。調(diào)壓調(diào)速的閉環(huán)控制原理下頁上頁返回閉環(huán)系統(tǒng)分析測速發(fā)電機TG測得電動機轉(zhuǎn)速，測速發(fā)電機的u∝n，當n↑→u↑，將u與給定電壓u*比較得Δu，將Δu作為放大器輸入端，經(jīng)放大后的輸出為觸發(fā)器的發(fā)出信號，使觸發(fā)器發(fā)出一定相位的脈沖，晶閘管調(diào)壓器就輸出一定值的電壓，調(diào)節(jié)給定電壓u*的大小，就可得到不同輸出電壓值，從而達到調(diào)速的目的。下頁上頁返回系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)作用設(shè)給定電壓為u*，負載為TL

7、，定子電壓為U1′，系統(tǒng)工作在特性A點。當負載增大為TL′→n↓→u↓→Δu↑→Uk↑→α角增大→U1′↑=U1→T↑→過渡到特性的B點上。電動機轉(zhuǎn)速下降為nB；速度閉環(huán)的本質(zhì)是根據(jù)負載的變化，動態(tài)調(diào)整電源電壓大小，從而提高了電機特性的硬度。通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，只要給定電壓u*保持不變，系統(tǒng)就可以使電動機的轉(zhuǎn)速也基本保持不變。下頁上頁返回Δu=u*-u在不同的給定電壓u*下，可以得到一族基本平行的閉環(huán)控制系統(tǒng)的機械特性，如圖曲線1、2、3所示，如果連續(xù)地改變u*，則可使系統(tǒng)平滑調(diào)速。下頁上頁返回調(diào)速性能調(diào)壓調(diào)速閉

8、環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速方法最適用于風機類型的負載(因這種調(diào)速方法T∝1/s，而風機類負載TL∝1/s)。調(diào)壓調(diào)速適用于繞線異步電動機(轉(zhuǎn)子可串入電阻)，而對鼠籠電動機只能短時間欠載運行(因轉(zhuǎn)子不能串入電阻)；調(diào)速過程中，尤其在低速運行損耗大，轉(zhuǎn)子串入電阻可減輕電機內(nèi)部發(fā)熱，而鼠籠型機只能短時運行。下頁上頁返回在繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子回路串入對稱電阻，理想空載轉(zhuǎn)速n1不變，最大轉(zhuǎn)矩T