电机与拖动基础课件：第10章 三相交流电动机调速

1、第10章 三相交流电动机调速2生产机械运行时对电动机转速的不同要求。（粗加工、精加工）调速-调节电动机的转速机械调速：改变传动机构速比的调速方法电气调速：改变电动机参数而改变电机运行速度的调速方法3交流调速应用的三大领域：取代直流调速的场合；直流调速无法胜任的场合（大容量、高转速、高电压以及环境十分恶劣的场合）；需要节能的场合（风机、泵类负载）4根据异步电动机的转速公式三相异步电动机的调速方法很多，主要包括：改变转差率调速。包括降低电动机定子电源电压、绕线式异步电动机转子回路串电阻、利用转差离合器调速等；改变旋转磁场的同步转速调速。包括改变定子绕组极对数（适用于鼠笼式异步电动机）、改变供电电源

2、频率；双馈调速，包括串级调速（适用于绕线式异步电动机），属于改变理想空载转速的一种调速。510.1 降电压调速最大电磁转矩Tm和起动转矩Ts与定子电压的平方成正比；U1Tn6 (a) (b)图10.1 三相异步电动机降压调速1恒转矩负载；2泵类负载A点为固有机械特性上的运行点，B和C点为降低电压后的运行点.可见降低电压可以调速降压调速的原理7降压调速的特点降压调速方法比较简单。对于恒转矩负载，一般的鼠笼式异步电动机的降压调速范围很窄，电压调节的范围也有限，如电压进一步降低，最大转矩减小很快，即使负载特性与机械特性有交点，负载能力严重下降，负载稍有波动，电机就会停转，没有多大实用价值。对于泵类负

3、载，负载转矩与转速平方成正比，降压调速效果较好。8高转差率异步电动机的降压调速分析如果要求拖动恒转矩负载时，电动机有较宽的调速范围，则应选用高转差率电动机（绕线式电机、鼠笼式电动机）。它们具有如图10.1(b)所示的机械特性。这种软机械特性的缺陷：在高速运行时，由于转差率较普通电机的大，运行效率要低些；低速运行时，由于降低了供电电压，为保持恒转矩负载，需要更大的电流降低效率外，还应注意过热的问题。 9调压调速的闭环控制系统 为了提高调压调速机械特性的硬度，可采用速度闭环控制系统。图10.2 具有速度负反馈的调压调速系统10调压调速的闭环控制原理当电动机运行于A点时，这时的负载转矩为TL，系统处

4、于平衡状态。当负载转矩变为TL时，如果没有转速反馈，电动机电压不变，转速应由A点沿同一条机械特性降为C点稳定运行。可见，转速变化很大。如用速度闭环控制，当电机转速下降时，U减小，这时U未变，偏差电压U增大，使UK增大。 UK增大，角减小，则可控硅输出电压增大，使电动机运行于B点。可见，速度闭环的本质是根据负载的变化，动态调整电源电压大小，从而动态提高了电机机械特性的硬度 .1110.2绕线式异步电动机转子串电阻调速绕线式异步电动机转子回路串入对称电阻的人为机械特性：理想空载转速不变，最大转矩不变，临界转差率正比于转子总电阻。当拖动恒转矩负载，电动机的转差率发生明显变化。显然，所串电阻越大，转速

5、越低。12调速过程对于异步电动机而言，当电源电压仍为额定电压时，气隙磁通基本保持不变，如果调速前转子电流为额定值，希望调速后仍为额定值，则有： 式中Rs是转子回路所串联的电阻。 13必然有： 转子回路功率因数为：已知电磁转矩为:如果保持调速前后转子电流不变，电磁转矩也不变。因此，转子回路串电阻调速适用于恒转矩的系统，属于恒转矩调速方式。14转子串电阻调速的性能和特点调速范围 这种调速方法对应的最高转速不超过理想空载转速，调速范围不大，负载小时，调速范围更小.平滑性 由于转子回路电流很大，使电阻的体积笨重，抽头不易，所以调速的平滑性也不好,基本上属有级调速.经济性 这种方法简单、容易实现，初期投资较少。但低速运行时效