电力拖动基础第四章.ppt

第四章 三相异步电动机的调速,由异步电动机转速的表达式,可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：,（1）改变定子极对数 调速。,（2）改变电源频率 调速。,（3）改变转差率 调速。,改变定子电压、改变转子电阻、电磁离合器调速、串极调速,4.1转子电路串联电阻调速,转子电路串联电阻的数值愈大，人为机械特性愈软。,在额定电压时，磁通定值，调速时,转子电阻的计算：,恒转矩调速,4.2改变定子电压调速,转子电路电阻较高时改变定子电压的人为特性,一、调速原理,调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，它最适用于转矩随转速降低而减小的负载，如风机类负载，也可用于恒转矩负载，最不适用恒功率负载。,为了改善调速性能一般采用：1、闭环调速2、变极变压相结合,二、调速性质,略去励磁电流,4.3 变极调速,一、变极方法,Y反并YY，2p-p,Y反串Y，2p-p,YY，2p-p,当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序,二、接线方式：,三、调速特性,忽略改变接线时绕组系数的变化,Y反串Y，2p-p,为恒功率调速,YY，2p-p,近似为恒功率调速,Y反并YY，2p-p,此时同步转速：,为恒转矩调速,三、机械特性,4.4 变频调速,对于恒转矩调速，如果变频装置保证 随 成正比地变化，则可保证在频率变化过程中电动机具有同样的过载能力，在恒转矩调速下的变频装置一般就是根据这一要求设计的。,可见，恒转矩变频调速时，如能保持=定值，则可保证调速过程中电动机的过载能力基本不变，同时可满足磁通 基本不变的要求。,可见，恒转矩变频调速时，如能保持=定值，则可保证调速过程中电动机的过载能力基本不变，同时可满足磁通 基本不变的要求。,以下：,为不使磁通饱和，必须同时降压,以上：受绝缘耐压限制，电压只能维持额定，磁通必随频率上升而下降。,1、在额定转速以下保持E1/f1为常数的变频调速,4.4 变频调速,在恒功率调速时,由此可见，在恒功率调速时，如能满足=定值的条件，调速过程中电动机的过载能力也能保持不变，但此时磁通将发生变化了。如果此时按恒转矩调速满足=定值的条件，则磁通将基本不变，但电动机的过载能力将在调速过程中改变。,变频调速具有优异的性能，调速范围较大，平滑性较高，变频时按不同规律变化可实现恒转矩或恒功率调速，以适应不同负载的要求，低速时特性的静差率较高，是异步电动机调速最有发展前途的一种方法。,4.5、串级调速,（一）串级调速的一般原理,中等以上功率的绕线转子异步电动机与其他电动机或电子设备串级联接以实现平滑调速，称为串级调速。,异步电动机的串级调速，就是在异步电动机转子电路内引入感应电动势，以调节异步电动机的转速。引入电动势的方向，可与转子电动势 方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。,引入 后,2 与 反相,（二）串级调速的机械特性,根据相量图,异步电动机的转矩为,转子电流的有功分量,1 时转矩为,2 时转矩为,或,（三）晶闸管串级调速的基本原理,晶闸管串级调速具有调速范围宽，效率高（转差功率可反馈电网），便于向大容量发展等优点，是很有发展前途的绕线转子异步电动机的调速方法。它的应用范围很广，适用于通风机负载，也可用于恒转矩负载。其缺点是功率因数较差，现采用电容补偿等措施，功率因数可有所提高。总之，晶闸管串级调速向大功率发展，是很有前途的。,4.6、滑差电动机,（一）电磁滑差离合器的调速原理,当绕组内有电流通过时，在电枢与感应子之间便有磁通相链，如图中虚线所示。当异步电动机带动电枢旋转时，电枢便以相应的转速在感应子所建立的磁场内旋转，于是电枢的各点上磁通处在不断重复的变化之中，根据电磁感应定律可知，电枢上将出现感应电动势。当感应子也旋转时，此感应电动势为,在此感应电动势的作用下，电枢内将出现涡流，其值为,涡流与感应子磁场相互作用力为,转矩为,如主动与从动部分间没有相对运动，即，则。因此电枢与感应子间必须存在转速差，这点与异步电动机的工作原理极为相似。其区别仅在于异步电动机的旋转磁场由三相交流电流产生，而滑差离合器的旋转磁场则由直流电流产生，由于电枢的转动才起旋转磁场的作用。,（二）电磁滑差离合器的几种结构类型,1双电枢无集电环滑差离合器,2杯形电枢滑差离合器,3爪式无集电环滑差离合器,滑差离合器的输出功率,如果,调速时离合器效率为,滑差离合器在实际应用中总是与异步电动机组合在一起的，因此滑差电动机的总效率为,可见，滑差电动机的效率随转速之下降而下降，而损耗功率则随转速之下降而增高。,