三相异步电机的调速

1、三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速根据三相异步电动机的转速公式为通过上式可知，改变交流电机转速的方法有三种1变转差率调速：改变s实现调速；2变极调速：改变p来实现调速3变频调速：改变f1实现调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节过程中转子绕组均产生大量的钢损耗（）(又称转差功率)，使转子发热，系统效率降低；主

2、要存在调速范围窄、效率低，对电网污染较大，不能满足交流调速应用的广泛需求；改变电机的极数的调速，无法实现连续调速，并且接线麻烦，应用的场合少；但价格便宜；改变频率进行调速是最理想的，但这个梦想经历了百年之久，直至20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）的开发成功，才实现变频调速，随着电子技术和计算机技术的日益发展变频调速技术日益成熟，应用得越来越广泛了1.三相异步电动机的降定子电压调速三相异步电动机的降定子电压调速.调速原理及机械特性其特点和性能为：a）三相异步电动机降压调速方法比较简单；b）对于一般的鼠笼式异步电动机，拖动恒转矩负载时，调速范围很小，没多大实用价值；c）若拖动泵类负载时，如通

3、风机，降压调速有较好调速效果，但在低速运行时，由于转差率增大，消耗在转子电路的转差功率增大，电机发热严重；d）低速时，机械性能太软，其调速范围和静差率达不到生产工艺的要求；若要使调速范围大一点，可在转子回路串入电阻。其机械特性右图所示。由于低速下转子发热严重，多采用绕线式异步电动机，使大部分转差功率消耗在电机外部的电阻上。2 .绕线式异步电动机转子回路串电阻调速绕线式异步电动机转子回路串电阻调速1）.调速原理及机械特性由三相异步电动机转子回路串电阻的人为机械特性在同步转速和最大转矩不变的条件下，临界转差率与转子回路串电阻值成正比，即,改变转子回路串入的电阻值R，可以改变临界转差率，即降低了转速

4、，其机械特性如下图所示。对于恒转矩负载一定时，转子回路串入电阻（）越大，临界转差率越大（）,则转速越低（）,从而实现了转速的调节。2）.调速方法的特点和性能转子回路串电阻属恒转矩调速方法，其特点和性能为：a）绕线式异步电动机转子回路串电阻调速方法简单，调速设备简单，易于实现;b）调速方法为分段多级调节，为有级调速系统，且调速的平滑性较差;c）不利于空载或轻载调速，表现于转速变化很小;d）低速时转差率大。转差功率大，效率低，经济性差;e）调速范围不大，一般为（23）1，负载小时，调速范围更小。这种调速方法多用于起重机一类的对调速性能要求不高的场合，对泵类负载也能应用。3.改变电机极对数的调速改变

5、电机极对数的调速通过改变定子绕组的连接方式来实现。变极调速是改变异步电动机的同步转速所以一般称变极调速的电动机为多速异步电动机。4绕线式异步电动机的串级调速绕线式异步电动机的串级调速1).串级调速原理绕线式异步电动机转子回路串电阻调速时，在转子回路产生转差功率损耗，且转速越低，转差率越大，转差功率损耗越大，效率就越低，而且完全消耗在转子电阻上。三相绕线式异步电动机的串级调速，就是在转子回路中不串入电阻，而是串入一个可控的转子外加电压，其频率与转子频率相同，其相位与转子电势反向或同相。工作原理图如左图所示。当某一瞬间电势的极性与反相或同相时，有转子回路电流为式中“”号表示与反相，“+”号表示与同

6、相。异步电动机的电磁转矩为当电动机定子电压及负载转矩都保持不变时，转子电流可看成常数；同时考虑到电动机正常运行时s很小，sx2r2忽略sx2则：在负载转矩一定的条件下，若转子串入与反相，则在负载转矩一定的条件下，若转子串入与同相，则1).串级调速的特点和性能为(1)串级调速的控制设备较复杂，成本较高，控制困难。因为转子回路串入了一个频率与转子电压频率相同的外加电压，且要随频率变化，是相当困难的。因此，在实际应用中，通常是将转子外加电压用整流器整流成可控的直流电压来代替交变电压；(2)串级调速的机械特性较硬，调速平滑性好，转差功率损耗小，效率较高；(3)低速时，转差功率损耗较大，功率因数较低，过

7、载能力较弱；(4)串级调速范围一般为，适用于大容量的通风机，提升机等泵类负载。5.变频调速变频调速异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。变频调速原理及其机械特性改变异步电动机定子绕组供电电源的频率，可以改变同步转速n1，从而改变转速。如果频率连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为如果降低频率，且保持定子电源电压不变，则气隙每极磁通将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损

8、坏电机，这是不允许的。因此，降低电源频率时，必须同时降低电源电压，以达到控制磁通的目的。对此，需要考虑基频（额定频率）以下的调速和基频以上调速两种情况一.基频以下变频调速A),保持为常数上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为 一.基频以下变频调速B),保持为常数为防止磁路的饱和，当降低定子电源频率时，保持为常数，使气隙每极磁通为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动机的电磁转矩为上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为 二.基频以上变频调速在基频以上变频调速时，也按比例升高电源电压时不允许的，只能保持电压为不变，频率越高，磁通越低，是一种降低磁通升速的方法，这相当于它励直流电动机弱磁调速。保持=常数,升高频率时，电动机的电磁转矩为上式对s求导，即，有最大转矩和临界转差率为、 由于较高，、和比大的多，则上式变为因此，频率越高时，越小，也越小。保持为常数，升高频率调速时的机械特性如右图所示变频调速的特点和性能为：（1）变频调速设备（简称变频器）结构复杂，价格昂贵，容量有限。但随着电力电子技术的发展，变频器向着简单可靠、性能优异、价格便宜、操作方便等趋势发展；（2）变频器具有机械特性较硬，静差率小，转速