三相异步电动机调速控制电路课件

三相异步电动机

调速控制电路.三相异步电动机

调速控制电路.1三相异步电动机的调速机械调速齿轮箱.三相异步电动机的调速机械调速.2三相异步电动机的调速电气调速

要求对双速电动机可以高速运转，也可以低速运转，高低速之间可以直接相互转换。.三相异步电动机的调速电气调速.3三相异步电动机的基本工作原理1.旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。对称：三相对称负载空间对称分布（1）旋转磁场的产生.三相异步电动机的基本工作原理1.旋转磁场旋转磁场由三相电流4三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子定子定子绕组（三相）机座转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。三相定子绕组：产生旋转磁场.三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子定子5电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF.电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:6异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极U1V2W1V1W2(•)电流出()电流入U2.异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极U1V2W1V1W2(•7三相对称绕组通入三相对称电流就形成

-------------旋转磁场U2V1W2U1V2W1U1U2V2W1V1W2AU2V2W1V1W2.三相对称绕组通入三相对称电流就形成

------------8..9▲极对数（p）的概念：旋转磁场转速

n0

—同步转速如何改变旋转磁场的转速？

以Y型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为1。

即p=1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2.▲极对数（p）的概念：旋转磁场转速n0—同步转速10

以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。

按下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。

即

p=2

U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3

三相绕组

四极旋转磁场.以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串11..12电流变化一周

→

旋转磁场转一圈电流每秒钟变化50周

→

旋转磁场转50圈→

旋转磁场转3000圈电流每分钟变化(50×60)周p=1

时：电流变化一周

→

旋转磁场转半圈电流每秒钟变化50周

→

旋转磁场转25圈→

旋转磁场转1500圈电流每分钟变化(25×60)周p=2

时：.电流变化一周→旋转磁场转一圈电流每秒钟变化513三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(

f=50Hz

时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速p为任意值时：.三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(f14转差率

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。

由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流

转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。.转差率旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之15异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s

例1：一台三相异步电动机，其额定转速

n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000r/min,即p=3额定转差率为.异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s例16三相异步电动机的调速调速的方法：由此可见要改变电动机的转速，有三种方法：(1)变频调速(2)变转差率调速(3)变极调速.三相异步电动机的调速调速的方法：由此可见要改变电动机的转速，171.变频调速

近年来，交流变频调速在国内外发展非常迅速。由于晶闸管变流技术的日趋成熟和可靠，变频调速在生产实际中应用非常普遍，它打破了直流拖动在调速领域中的统治地位。交流变频调速需要有一套专门的变频设备，所以价格较高。但由于其调速范围大，平滑性好，适应面广，能做到无级调速，因此它的应用将日益广泛。.1.变频调速近年来，交流变频调速在国内外发展182.变转差率调速

调速过程中保持电动机同步转速不变，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。这种调速方法也能平滑地调节电动机的转速，但能耗较大，效率低，目前，主要应用在起重设备中。.2.变转差率调速.193.变极调速

变极调速只适用于鼠笼式异步电动机，它通过改变定子绕组的接线以改变磁极对数，从而实现调速。由于磁极对数只能成倍变化，所以该方法不能实现无极调速。目前已生产的变极调速电动机有双速、三速等多速电动机。变极调速方式虽然转速的平滑性差，但它经济、简单，且机械特性硬，稳定性好，因而在金属切削机床中经常应用。为了扩大调速范围，常与减速齿轮箱配合调速。.3.变极调速变极调速只适用于鼠笼式异步电动机201）变极调速原理

利用这种方法调速时，定子绕组要特殊设计，与普通电动机的绕组不同，要求绕组可用改变外部接线的办法来改变极对数。改变定子绕组极对数的方法是将一相绕组中一半线圈的电流方向反过来。图.1变极调速原理.1）变极调速原理利用这种方法调速时，定子绕组21A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS

串联.A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS22A1X1A2X2ii••P=1

采用变极调速方法的电动机称作多速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。A1··A2X1X2SN并联.A1X1A2X2ii••P=1采用变极调速方232）双速电动机的接线

将1、2、3端接三相电源，而4、5、6端悬空时，双速电动机的定子绕组接成三角形（Δ形），每相绕组的两个线圈串联连接，电流方向相同，形成四极旋转磁场，双速电动机低速运行。.2）双速电动机的接线将1、2、3端接三相电源，而4、5、6242）双速电动机的接线

当4、5、6端接三相电源，而1、2、3端短接时，双速电动机的定子绕组接成双星形（YY形），每相绕组的两个线圈并联连接，电流方向相反，形成两极旋转磁场，双速电动机高速运行。

.2）双速电动机的接线当4、5、6端接三相电源，而1、2、325三相异步电动机的调速低速高速.三相异步电动机的调速低速高速.26图2.双速电动机高低速控制线路

.图2.双速电动机高低速控制线路.27

图为双速电动机高低速控制线路。若KM1接触器通电，则双速电动机接成三角形，低速运转。若KM1断电，KM2、KM3接通，则双速电动机接成双星形，高速运转。需要低速运行时，按下低速起动按钮SB2，KM1通电并自锁，则双速电动机接成三角形低速运转。若需换为高速运转时，可直接按下高速起动按钮SB3使KM1断电，同时KM2、KM3线圈通电自锁，双速电动机接成双星形高速运转。按下SB1，双速电动机停止。注意：变极时，电机旋转磁场的旋转方向会改变，要使电动机仍保持变极前的转向，在变极的同时就要改变电源的相序。.图为双速电动机高低速控制线路。若KM1接触器通28接触器控制双速电动机的电路图.接触器控制双速电动机的电路图.29按钮和时间继电器控制双速电动机电路图.按钮和时间继电器控制双速电动机电路图.30三相异步电动机

调速控制电路.三相异步电动机

调速控制电路.31三相异步电动机的调速机械调速齿轮箱.三相异步电动机的调速机械调速.32三相异步电动机的调速电气调速

要求对双速电动机可以高速运转，也可以低速运转，高低速之间可以直接相互转换。.三相异步电动机的调速电气调速.33三相异步电动机的基本工作原理1.旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。对称：三相对称负载空间对称分布（1）旋转磁场的产生.三相异步电动机的基本工作原理1.旋转磁场旋转磁场由三相电流34三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子定子定子绕组（三相）机座转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。三相定子绕组：产生旋转磁场.三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子定子35电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF.电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:36异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极U1V2W1V1W2(•)电流出()电流入U2.异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极U1V2W1V1W2(•37三相对称绕组通入三相对称电流就形成

-------------旋转磁场U2V1W2U1V2W1U1U2V2W1V1W2AU2V2W1V1W2.三相对称绕组通入三相对称电流就形成

------------38..39▲极对数（p）的概念：旋转磁场转速

n0

—同步转速如何改变旋转磁场的转速？

以Y型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为1。

即p=1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2.▲极对数（p）的概念：旋转磁场转速n0—同步转速40

以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。

按下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。

即

p=2

U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3

三相绕组

四极旋转磁场.以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串41..42电流变化一周

→

旋转磁场转一圈电流每秒钟变化50周

→

旋转磁场转50圈→

旋转磁场转3000圈电流每分钟变化(50×60)周p=1

时：电流变化一周

→

旋转磁场转半圈电流每秒钟变化50周

→

旋转磁场转25圈→

旋转磁场转1500圈电流每分钟变化(25×60)周p=2

时：.电流变化一周→旋转磁场转一圈电流每秒钟变化543三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(

f=50Hz

时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速p为任意值时：.三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(f44转差率

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。

由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流

转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。.转差率旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之45异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s

例1：一台三相异步电动机，其额定转速

n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000r/min,即p=3额定转差率为.异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s例46三相异步电动机的调速调速的方法：由此可见要改变电动机的转速，有三种方法：(1)变频调速(2)变转差率调速(3)变极调速.三相异步电动机的调速调速的方法：由此可见要改变电动机的转速，471.变频调速

近年来，交流变频调速在国内外发展非常迅速。由于晶闸管变流技术的日趋成熟和可靠，变频调速在生产实际中应用非常普遍，它打破了直流拖动在调速领域中的统治地位。交流变频调速需要有一套专门的变频设备，所以价格较高。但由于其调速范围大，平滑性好，适应面广，能做到无级调速，因此它的应用将日益广泛。.1.变频调速近年来，交流变频调速在国内外发展482.变转差率调速

调速过程中保持电动机同步转速不变，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。这种调速方法也能平滑地调节电动机的转速，但能耗较大，效率低，目前，主要应用在起重设备中。.2.变转差率调速.493.变极调速

变极调速只适用于鼠笼式异步电动机，它通过改变定子绕组的接线以改变磁极对数，从而实现调速。由于磁极对数只能成倍变化，所以该方法不能实现无极调速。目前已生产的变极调速电动机有双速、三速等多速电动机。变极调速方式虽然转速的平滑性差，但它经济、简单，且机械特性硬，稳定性好，因而在金属切削机床中经常应用。为了扩大调速范围，常与减速齿轮箱配合调速。.3.变极调速变极调速只适用于鼠笼式异步电动机501）变极调速原理

利用这种方法调速时，定子绕组要特殊设计，与普通电动机的绕组不同，要求绕组可用改变外部接线的办法来改变极对数。改变定子绕组极对数的方法是将一相绕组中一半线圈的电流方向反过来。图.1变极调速原理.1）变极调速原理利用这种方法调速时，定子绕组51A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS

串联.A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS52A1X1A2X2ii••P=1

采用变极调速方法的电动机称作多速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。A1··A2X1X2SN并联.A