双速异步电动机及控制线路

1、双速异步电动机控制线路控制线路1. 改变磁极对数改变磁极对数 p2. 改变转差率改变转差率 s 3. 改变电源频率改变电源频率 f1(变频调速变频调速)调速方法：调速方法： n = (1 s) ns = (1 s)60 f1 p 鼠笼电机鼠笼电机调压调速调压调速滑差电机调速滑差电机调速(电磁离合器调速电磁离合器调速)转子串电阻调速转子串电阻调速转子串电势调速转子串电势调速变频机组变频机组交交直直交变频交变频交交交变频交变频 改变定子的极对数，通常采用改变定子绕组联结的改变定子的极对数，通常采用改变定子绕组联结的方法来实现。转子为笼型，由于各根导条电流的空间分方法来实现。转子为笼型，由于各根导条

2、电流的空间分布取决于气隙主磁场的分布，故笼型转子所产生磁动势布取决于气隙主磁场的分布，故笼型转子所产生磁动势的极对数与感生它的气隙磁场的极对数总是相等。也可的极对数与感生它的气隙磁场的极对数总是相等。也可以在电动机上安装两组独立的绕组，各个绕组联结法不以在电动机上安装两组独立的绕组，各个绕组联结法不同构成不同的极对数。同构成不同的极对数。 改变极对数改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，故为有级调速。故为有级调速。变极调速变极调速pfns160 变极调速是一种通过改变定子绕组极对数来实现转变极调速是一种通过改变定子绕组极对数来实现转子转速调节的调速

3、方式。在一定电源频率下，由于同步子转速调节的调速方式。在一定电源频率下，由于同步转速转速 与极对数成反比，因此，改变定子绕组极与极对数成反比，因此，改变定子绕组极对数便可以改变转子转速。对数便可以改变转子转速。1 1 变极原理变极原理 NNSSx1a2x2a1XA(a) 2P=4NSx1a2x2a1XA(b) 2P=2NSx1a2x2a1XA(c) 2P=2 上图上图a、b、c分别为三相异步电动机变极前后定子绕组分别为三相异步电动机变极前后定子绕组的接线图。其中，的接线图。其中， 代表代表A相的半相绕组，相的半相绕组， 代表代表A相相的另一半相绕组。的另一半相绕组。11xa22xa结论结论:

4、: 只要改变定子半相绕组的电流方向便可以实只要改变定子半相绕组的电流方向便可以实现极对数的改变。现极对数的改变。 为了确保定子、转子绕组极对数的同时改变以产生有为了确保定子、转子绕组极对数的同时改变以产生有效的电磁转矩，变极调速一般仅适用于鼠笼式异步电动效的电磁转矩，变极调速一般仅适用于鼠笼式异步电动机。机。结论结论: : 对于三相异步电动机，为了确保变极前后转子的对于三相异步电动机，为了确保变极前后转子的转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序。转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序。这主这主要是极对数的改变会引起相序发生改变所致。要是极对数的改变会引起相序发生改变所致。 因为极对数为

5、因为极对数为p时，如果时，如果A 、 B、C之间的相位关系之间的相位关系为为00，1200，2400，如图（，如图（a）所示；则在极对数为）所示；则在极对数为2p时，时， A 、B、C之间的相位关系变为之间的相位关系变为00，2400，4800 （相当（相当1200），如图（），如图（b）所示。显然，在极对数为）所示。显然，在极对数为p和和2p下，下， A 、 B、C之间的相序相反，之间的相序相反， B、C两端应对调，以保证两端应对调，以保证变速前后电动机的转向相同。变速前后电动机的转向相同。ABC(a) P对极对极(b) 2P对极对极ABC(1)三相异步电动机三相异步电动机Y/YY 接变极调

6、速的接线接变极调速的接线(2)三相异步电动机三相异步电动机 /YY 接变极调速的接线接变极调速的接线变极接线方法变极接线方法NUNINININININI2NI2BAAABBCCC2pppNUNINININININI2NI2BAAABBCCC2pppNI3变极调速时容许输出变极调速时容许输出 从充分利用电动机的角度出发，电动机在各种转速从充分利用电动机的角度出发，电动机在各种转速下的电流均为额定电流（每个支路的电路）。设电源电下的电流均为额定电流（每个支路的电路）。设电源电压压UN不变，变极前后电动机的效率和功率因数不变。不变，变极前后电动机的效率和功率因数不变。 容许输出容许输出时是指保持电流

7、为额定值条件下，调速时是指保持电流为额定值条件下，调速前、后电动机轴上输出的功率和转矩。前、后电动机轴上输出的功率和转矩。（1）Y/YY接变极调速接变极调速NUNINININININI2NI2BAAABBCCC2ppp 为了确保电动机得到充分利用，每半相绕组中的电为了确保电动机得到充分利用，每半相绕组中的电流应均为额定值，于是变极前后电动机的输出功率和输流应均为额定值，于是变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：出转矩分别满足下列关系：21cos)2(3cos31122NNNNYYYIUIUPP1)29550/()9550(2222sYYsYYYYnPnPTT结论：结论：Y/YY接

8、变极调速属于恒转矩调速方式，适接变极调速属于恒转矩调速方式，适 用于恒转矩负载。用于恒转矩负载。 从从2pp，因电动机的转差率很小，认为，因电动机的转差率很小，认为 nYY=2nY=2nS（2）/YY接变极调速接变极调速NUNINININININI2NI2BAAABBCCC2pppNI3866. 023cos)2(3cos)3(31122NNNNYYIUIUPP3)29550/()9550(2222sYYsYYnPnPTT结论：结论：/YY接变极调速属于近似恒功率调速方式，接变极调速属于近似恒功率调速方式，适用于恒功率负载适用于恒功率负载。 3 变极调速的机械特性变极调速的机械特性(1) YY

9、Y 变极变极 2P（串联）（串联） p（并联）（并联）， nsY nsYY=2nsY 。 N1N1/2 ，R，X (,) / 4 。 sm 不变，不变，UN不变。不变。YmmYYYmsXXRRXXRRsXXRRs2212122212122212124/4/)4/(4/22121121221211214/4/)4/(4/222XXRRUmTXXRRUmTsmYYsYmYmsTXXRRUm22222121121221221221XXRRRUmTsYst2212212214/4/4/4/)4/(2XXRRRUmTsYYststYsYYstTXXRRRUmT22221221221TmYY (TstYY

10、) 2 TmY (TstY) 。 nsYnmY = smY nsY = sm nsY = sm ns nsYYnmYY = smYY nsYY = sm nsYY = sm 2nsYmYmYmYsmmYsmmYYsmmYYYYmYYTnTnsTnsTnsTn2222nsTnOYYYns(2) YY 变极变极 2p p ，ns 2ns。 N1N1 /2 ，R，X (R，X) /4 。 sm 不变，不变，UN UN / 3 mmYYmsXXRRXXRRsXXRRs221212221222212124/4/)4/(4/22121121221211214/4/)4/(4/2)3/(22XXRRUmTX

11、XRRUmTNsmYYNsmmNsTXXRRUm3223222121121221221221XXRRRUmTNsst2212212214/4/4/4/)4/()3/(2XXRRRUmTNsYYststNsYYstTXXRRRUmT3232221221221TmYY (Tstyy) TmY (TstY) 2/3 。2nsTnOYYns ns - -nm = sm ns nsYY- -nmYY = smYY nsYYmsmmmTnsTn33322msmmsmmYYmYYYYTnsTnsTn小结小结(1) 调速方向调速方向 YYY ()：n Y () YY ： n (2) 调速范围调速范围 D =

12、2 4(3) 调速的平滑性调速的平滑性 平滑性差。平滑性差。(4) 调速的稳定性调速的稳定性 稳定性好。稳定性好。形低速启动形低速启动YY形高速运转形高速运转控制线路控制线路U1U2V2W1W2W2L1 L2 L3U2 V2 W2U1 V1 W1V2V1U2L1 L2 L3U1 V1 W1U2 V2 W2U1V1 W11.双速异步电动机定子绕组的连接双速异步电动机定子绕组的连接双速异步电动机的控制线路 L1L2L3KHSB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU2M33KHKM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2W1V2低速 高速

13、YY按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机3L1L2L3SB1KM1SB2KM1FU13KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2U1V1W1U2V2W23合上合上QS按下按下SB1KM1线圈线圈得电得电KM2QSFU2M3KM1KM3U1U2V1W2W1V2低速 高速YYKHKH按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1SB2KM1FU13KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2U1V1W1U2V2W23KM1触触头动作头动作电动机电动机 联接联接,低速启动低速启动KM2QSFU2M3KM1KM3U1U2V1W2W1V2低

14、速 高速YYKHKH按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1SB2KM1FU13KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2U1V1W1U2V2W23按下按下SB2KM1线圈失线圈失电电KM2,KM3线圈得电线圈得电联接联接,低速启低速启动动KM2QSFU2M3KM1KM3U1U2V1W2W1V2低速 高速YYKHKH按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1SB2KM1FU13KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2U1V1W1U2V2W23KM2,KM3触头动作触头动作电动机电动机YY联接联接,电动电

15、动机高速运机高速运行行KM2QSFU2M3KM1KM3U1U2V1W2W1V2低速 高速YYKHKH按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机低速L1L2L3SB1KM1SB2KM1FU13KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM3 KM2U1V1W1U2V2W23松开松开SB2电动机继电动机继续高速运续高速运行行KM2QSFU2M3KM1KM3U1U2V1W2W1V2 高速YYKHKH按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机L1L2L3KHSB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2

16、V1W2W1V2低速 高速YY时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机3KTKM1KTKTKT电路组成分析电路组成分析KHM3L1L2L3SB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2W1V23KTKM1合上合上QS按下按下SB1KM1线圈得电线圈得电KTKTKT低速起动低速起动低速运行低速运行低速 高速YYKHKHM3时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2

17、W2U1U2V1W2W1V23KTKM1KM1触头动作触头动作电动机三角形电动机三角形联接低速起动联接低速起动松开松开SB1继续继续低速运行低速运行KTKTKT低速起动低速起动低速运行低速运行低速 高速YYKHKHM3时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2W1V23KTKM1KTKTKT停停:按下按下SB3或过载或过载低速起动低速起动低速运行低速运行低速 高速YYKHKHM3时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2W1V23KTKM1按下按下SB2KM1线圈得电线圈得电KT线圈得电线圈得电KTKTKT低速起动低速起动高速运行高速运行低速 高速YYKHKHM3时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机L1L2L3SB1KM1KM2SB2KM1QSFU1FU23KM1KM2KM3SB3KM3 KM2KM1KM3U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2W1V23KTKM1KM1，KT各触各触头动作电动机头动作电动机低速起动低速