三相异步电动机的调速ppt课件.ppt

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1、根据三相异步电动机的转速公式,三相异步电动机的调速方法有： 1）变频调速。改变异步电动机定子电源频率f1来改变同步转速n1，从而进行调速。 2）变极调速。改变异步电动机的极对数 p来改变电动机同步转速n1来进行调速。 3）变转差率调速。调速过程中保持电动机同步转速n1不变，改变转差率s来进行调速。其中有降低定子电压、在绕线型异步电动机转子回路中串入电阻或串附加电动势等方法调速。,前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机的调速方法。,一、变极调速,（一）变极原理,a) 顺串 p=2 b) 反串 p=1 c)反并 p=1,变极原理： 只要将两个“半相绕组”中的任一个“半相绕组”中的电流反

2、向，就可以将极对数增加一倍（顺串)或减少一倍（反串或反并）。若极对数减少一半，同步转速就提高一倍，电动机转速也几乎升高一倍。,为获得恒定的平均转矩， 定、转子绕组的极对数必须保持一致。 因此一般只适用于鼠笼式异步机。,（二）三种常用的变极接线方式,1Y/yy 变极调速,变极前顺串2p=4 Y型接线 变极后反并 2p=2 变极后2p=2 YY型接线,原因：由于电机定子的圆周上，电角度是机械角度的p倍，当即对数改变时，必然引起三相绕组的空间相序发生变化，为保证变极调速前后，电机的旋转方向不变，在改变定子绕组接线方式的同时，必须将V、W两相出线端对调。,为保证变极调速前后，电动机旋转方向不变，在改变

3、绕组接线的同时，必须将V、W两相出线端对调，使电动机接入电源的相序改变。,Y/yy 变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功率增大一倍，输出转矩不变，属于恒转矩调速性质。适用于拖动起重机、电梯、运输带等恒转矩负载的调速。,设：变极前后电源线电压UN及每个半相绕组的电流IN不变,2/ yy变极调速,变极前顺串2p=4 型接线 变极后反并 2p=2 变极后2p=2 YY型接线,/ yy变极调速后，极数减半，转速增加一倍，转矩近似减小一半，功率近似保持不变。属于恒功率调速性质，适用于车床切削加工。,用相电压相电流计算功率,（三）变极调速时的机械特性,由Y连接改成YY连接时，最大转矩和起动转矩均为Y连

4、接时的两倍，电机过载能力加大一倍，临界转差率保持不变。,由改成YY连接时，最大转矩和启动转矩均为连接的2/3，过载能力下降，临界转差率不变。,（四）变极调速的特点,操作简单、成本低、效率高、机械特性硬等特点，而且采用不同的接线方法，既适用于恒功率调速又可适用于恒转矩调速。但变极调速为有级调速。 适用于调速要求不高且不需平滑调速场合。,二、变频调速,改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速。,改变三相异步电动机的电源频率f，就可以改变旋转磁场的同步转速，从而达到调速的目的。,（一）、变频与调压相配合,1.变频时保持m不变,U1E1=4.44f1N1K1m,当f1下降，U1不变时，m增加，磁

5、路进入饱和段，使I 0急剧增大，电动机温升过高，使过载能力变小。因此调频时要求f 和U成正比例调节。,当f1上调，U1不能上升（U1不能大于额定电压），m下降，导致电磁转矩和最大转矩下降，影响电动机的过载能力。,所以变频调速一般在基频以下调速，而且U1必须随频率的变化作正比变化。,为了变频时电动机的主磁通m保持不变，电动机定子电压与频率应有以下关系式,当频率在基频以上调节时，由于U1不能大于额定电压，则只能将 m 下降，从而导致电磁转矩和最大转矩减小，影响电动机的过载能力，,2.变频时保持过载能力m不变,为了保证变频前后m不变，就要求：,对于恒转矩负载，因为TN=TN，由上式可得 ：,所以对于

6、恒转矩负载只要保证U1/f1= U1/f1 等于常数，即可保持电动机的过载能力m不变，又可使主磁通m保持不变，这说明变频调速适用于恒转矩负载。,1)恒转矩变频调速,对于恒功率负载采用变频调速时，要求在变频调速时电动机的输出功率保持不变，无法使电动机的过载能力m和主磁通m同时保持不变。,2)恒功率变频调速,（二）、变频调速时的电动机的机械特性,分别以三个特殊点画机械特性曲线,1）以电动机额定频率为基准频率，从额定频率向下调速（恒转矩负载）,1.在不同频率时，最大转矩保持不变，且对应于最大转矩时的转速降也不变，所以恒转矩变频调速时的机械特性基本上是平行的。机械特性随频率减小而下移。 2.起动转矩随

7、频率的下降而增加。,降低电源频率， 必须同时减小电源电压。,特点：,由于电子电阻R1的存在，当频率较低时，定子电压U1也很低，导致最大转矩和电磁转矩减小。,为保证电动机在低速时有足够大的Tm值，U1应该比f1降低的比例小一些，使U1/f1的值随f1的降低而增加，这样才能得到虚线所示的机械特性。,2）以电动机额定频率为基准频率，从额定频率向上调速（恒功率）,对于基频以上调速，不能按比例升高电压，只能保持电压不变。U1不能超过额定电压，因此，f1增大，m减小，转速n增大， TST，Tm减小。所以在f1N以上调速为恒功率调速且最大转矩起动转矩都减小。如图所示。,U1E1=4.44f1N1K1m,1）

8、保持U/f为常值， 从额定频率向下调速，为恒转矩调速性质； U1恒定， 从额定频率往上调速，为近似恒功率调速性质。2）频率连续可调，为无级调速。3）机械特性硬，调速范围大，转速稳定好。,三相异步电动机变频调速特点,三、变转差率调速,变转差率调速方法很多，有绕线型异步电动机转子串电阻调速、转子串附加电动势（串级）调速、定子调压调速等。,（一） 绕线转子异步电动机转子串电阻调速（恒转矩）,1.同步转速不变，最大转矩不变，但临界转差率增大，机械特性运行段的斜率变大。所串电阻越大，转速越低，机械特性越软。 2.当负载转矩一定时，工作点的转差率随转子串联电阻的增大而增大，电动机转速随转子串联电阻的增大而

9、减小。 3.转子串电阻调速为恒转矩调速，适用于恒转矩负载调速。,特点：,4. 为有级调速，调速平滑性差；从额定转速往下调速。5.调速范围窄；6.调速方法简单，调速电阻可作起动、制动电阻。7.低速时转子发热严重，效率低。适用于重载下调速。在起重机的拖动系统广泛应用。,（二） 绕线转子电动机的串级调速,在转子回路接入一个同频率的附加电动势，改变附加电动势的大小和相位将转差功率转换为机械能加以利用， 或者送回电网。即提高了效率， 又能达到调速的目的。,电动机低速运行时，转子中的转差率只有小部分被转子绕组本身电阻所消耗，而其余大部分被附加电动势吸收，利用产生附加电动势的装置可以把这部分转差功率回馈给电

10、网，使电动机在低速运行时仍具有较高的效率。,优点： 高效率，无级平滑调速、较硬的低速机械特性。,（三） 调压调速,改变电动机定子电压,当定子电压降低时，同步转速n1,nm保持不变。最大转矩Tm，起动转矩TST随电压按平方关系减小。,曲线1 通风机负载,电动机在全段机械特性曲线上都能稳定运行，改变定子电压就能获得不同的稳定运行速度。不同电压时的稳定工作点分为为a，b，c。调速范围宽。,曲线2 恒转矩负载,只能在机械特性的线性段稳定运行（0ssm)。在不同电压的稳定运行点为a，b，c，显然电动机的调速范围很窄。,为了扩大恒转矩负载的调速范围，采用转子电阻较大的高转差率电动机，调速范围较宽，但特性较软，运行稳定性差。采用测速反馈的闭环调速控制。,