第三异步电动机的机械特性及调压电路学习教案

1、会计学1第三异步电动机的机械第三异步电动机的机械(jxi)特性及调压电特性及调压电路路第一页，共43页。21.2 异步电动机的机械异步电动机的机械(jxi)特性特性q异步电动机不同的调速方式异步电动机不同的调速方式 人为地改人为地改变异步电动机的机械变异步电动机的机械(jxi)(jxi)特性特性 q一、异步电动机的固有机械一、异步电动机的固有机械(jxi)(jxi)特性特性式中：为定子(dngz)每相电阻和折算到定子(dngz)侧的转子每相电阻；为定子每相漏感和折算到定子侧的转子每相漏感2lrsl212rs1r2spe/3LLsRRsRUnTrs,RRs1L1rL（1-18） 第1页/共42页

2、第二页，共43页。3nsTeTq0Temaxsman001bTL图1-7异步电动机固有机械特性第2页/共42页第三页，共43页。42lrsl212rm)(LLRRss2lrl212112pemax)(123LLRRUnTssssnsTeTq0Temaxsman001bTL图1-7异步电动机固有机械特性第3页/共42页第四页，共43页。5emax21TenemaxMTTM称为(chn wi)过载倍数。 nsTeTq0Temaxsman001bTL图1-7异步电动机固有机械特性第4页/共42页第五页，共43页。6m0ss nsTeTq0Temaxsman001bTL图1-7异步电动机固有(gyu)

3、机械特性（3）在机械特性曲线上，转速为零时所对应的起始转矩为Tq，且s=1，此点对应着电机刚开始启动的状态，此时启动电流很大，可达电机额定电流的47倍，但启动转矩却不大。 第5页/共42页第六页，共43页。71.2 异步电动机的机械异步电动机的机械(jxi)特性特性第6页/共42页第七页，共43页。8TeOnn0TemaxsmTL UsN0.7UsNABCFDE0.5UsN风机类负载风机类负载(fzi)特性特性恒转矩负载恒转矩负载(fzi)特性特性Tst 图图1-8 异步电动机在异步电动机在不同电压下的机械特性不同电压下的机械特性特点：(1)n0不变(2)T(包括Tst)正比于u1的平方(3)

4、Sm不变第7页/共42页第八页，共43页。9 带恒转矩负载TL时，可得不同的稳定转速，如图2-1中的A，B，C点。由于普通异步电动机工作段转差率S很小，因此对恒转矩负载来说，调速范围很小。但是，对风机泵类机械，由于其负载特性为TL=kna(a1)，采用调压调速则可得到(d do)较大的调速范围，如图2-1中的D，E，F点。1.2 异步电动机的机械异步电动机的机械(jxi)特性特性第8页/共42页第九页，共43页。10rrRskI00nnnsrI第9页/共42页第十页，共43页。11 为了能在恒转矩负载(fzi)下扩大调速范围，并使电机能在较低转速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高的电阻值，

5、这样的电机在变电压时的机械特性绘于图1-10。第10页/共42页第十一页，共43页。12图1-10 高转子(zhun z)电阻电动机（交流力矩电动机）在不同电压下的机械特性 UsN0.7UsNABCTL0.5UsN恒转矩负载(fzi)特性n0Te0s,n10第11页/共42页第十二页，共43页。13)1(rRssr2202)1()1(rLRssIsknknTT2rprRsT3nfIp交流(jioli)调压调速的基本结论第12页/共42页第十三页，共43页。14负载条件下小得多；n当s1/3时，转子和定子电流将随速度(sd)的降低而降低。s0Ir1Ir=f(s)图图1-11 风机泵类负载时转子电

6、流变化曲线风机泵类负载时转子电流变化曲线0121)1 (r2rsssRKdsdI调（降）压调速更适用于风调（降）压调速更适用于风机机(fn j)(fn j)泵类负载。泵类负载。 第13页/共42页第十四页，共43页。15 所谓的调压调速，就是通过改变定子外加电压(diny)来改变其机械特性的函数关系，从而达到改变电动机在一定输出转据下转速的目的。 那么，怎样(znyng)实现调压调速呢？第14页/共42页第十五页，共43页。16转差功率(gngl)消耗型异步电动机降压调速异步电动机降压调速转子回路串电阻调速转子回路串电阻调速电磁转差离合器调速电磁转差离合器调速第15页/共42页第十六页，共43

7、页。170负载(fzi)abca)uaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RRR第16页/共42页第十七页，共43页。18负载b)abcuaubucia第17页/共42页第十八页，共43页。19M3TVC利用(lyng)晶闸管交流调压器变压调速TVC双向晶闸管交流调压器 利用利用(lyng)晶闸管交流调压器变压调速晶闸管交流调压器变压调速 第18页/共42页第十九页，共43页。201 1）相位）相位(xingwi)(xingwi)控制控制ut特点(tdin)：能实现无级调速，对电网有污染，功率因数低第19页/共42页第二十页，共43页。212）周波(zhub)控制（开关控制）

8、 特点(tdin)：无污染，功率因数高；不能实现无级调速TonToff机械(jxi)时间常数Tm1:10 控制方式控制方式第20页/共42页第二十一页，共43页。22如Tm1s,则TonToff=60 (保证每个时刻至少有两个管子导通。触发规律T1T2T3T4T5T6NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第24页/共42页第二十五页，共43页。26设系统已经工作，即在VT1的脉冲到来(doli)之前，VT4,VT5,VT6导通(1)分析0时Y电路的工作原理(yunl)，此时N点电位为0，触发VT1，则VT1导通。图 三相(sn xin)全波星形联结调压电

9、路 0时的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第25页/共42页第二十六页，共43页。27正向晶闸管T1,T3,T5在电源(dinyun)电压波形正半波的起始点被触发导通反向晶闸管T4,T6,T2在电源(dinyun)电压波形负半波的起始点被触发导通每个元件导通180,半波过零点，自行关断在每个60区间有三个晶闸管同时导通。ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第26页/共42页第二十七页，共43页。28ACu21AuAuAu(2)分析30时Y电路(dinl)的工作原理图3

10、0时的波形(b xn)ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t20t10t2t3ttt关注关注(gunzh)N点电位点电位变化！变化！设系统已经工作，即在T1的脉冲到来之前，VT5,VT6已经导通（ 而不是VT4 VT5,VT6导通）ABu21第27页/共42页第二十八页，共43页。29 由导通区间可计算各相负载所获得的调压电压(diny)（一周12个阶段），以A相正半周为例0,30065RAuVTVTt导通，ARAuuVTVTVTt导通，651,6030ABRAuuVTVTt21,906061导通，ARAuuVTVTVTt导通，621,

11、12090ACRAuuVTVTt21,15012021导通，ARAuuVTVTVTt导通，321,1801500N)(21BANuuACBNuuu21)(210N)(21CANuu0N第28页/共42页第二十九页，共43页。30ACu21ABu21 (3) 60情况(qngkung)下的具体分析与30时分析相似。每个晶闸管导通120每个区间均有两个晶 闸管构成(guchng)回路。导通特点(tdin)：60时A相脉冲分配图，导通区间图和负载电压波形的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/3第29页/共42页第三十页，共

12、43页。31ACu21ABu21(4) 90情况(qngkung)90情况(qngkung)图2-9ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/26第30页/共42页第三十一页，共43页。32 由此负载电压URA可以(ky)求出(正、负半周反向对称)，波形如图所示。ACRAuuVTVTt21,30054导通，0,903065RAuVTVTt导通，ABRAuuVTVTt21,1509061导通，ACRAuuVTVTt21,18015021导通，NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第31页/

13、共42页第三十二页，共43页。33小 结电路移相范围(fnwi)为150，为设计触发电路参考。电阻性负载：如电炉子电解(dinji)过程白炽灯6090150120180图2-12 移相角(xin jio)与控制角之间的关系第32页/共42页第三十三页，共43页。34 当交流调压电路(dinl)的负载为交流电动机、变压器等电感性负载时，晶间管的工作情况与电阻性负载时就不相同. 因为在电阻-电感性负载时，电路中电流的波形与电压的波形不同相。当电源电压过零点时，由于电路自感电势的作用(zuyng)使电流要滞后一个角度(时间)才能为零而去关断晶闸管，因此，晶闸管的导通角会增大，并由于晶间管是在电压过零

14、后经过一个延迟才关断，所以它是在承受反压情况下被关断的。显然此时晶闸管的工作不只与控制角有关。还与负载电路的参数阻抗角有关。第33页/共42页第三十四页，共43页。35以单相(dn xin)为例(a)单相交流(jioli)调压电路单相交流(jioli)调压电路，以阻抗角来表征电阻电感负载的参数情况。分析一下电路的工作原理，画出相应的波形RLarctanVT2R u1iLuLVT1L第34页/共42页第三十五页，共43页。36b)输入U1电压(diny)波形c)触发(chf)脉冲d)为晶闸管的导通区间(q jin)e)为负载电流波形f)为负载电压波形图2-14utg0u12tttVT1VT212

15、iLuLb)c)d)e)f)第35页/共42页第三十六页，共43页。37当很小或者(huzh)负载电感量很大时；UL=Ui-失控需要(xyo)研究f(,L,R)=f(, )之间的关系，这是一个超越方程，它表示了f(, )的关系。利用它可以按负载阻抗角 求得不同时的导电角。但是这组曲线只适用(shyng)于 的情况。(2-2)tan)sin()sin(e第36页/共42页第三十七页，共43页。38020406080 100 120 140 160 180)()(20406080100120140160180图2-15曲线时的),(f电路在0901530456075第37页/共42页第三十八页，共43页。39讨 论0180180180当 时，为纯电阻(dinz)性负载，有当时，导通角也是断续(dun x)的时，为临界状态(ln ji zhun ti)，电流刚好导通晶闸管全导通工作，负载上得到的是电源电压，实际上失去了调压作用。，此时电流波形，这相当于当且0 第38页/共42页第三十九页，共43页。40180180