电力拖动课件 第十二章.ppt

1、第十二章 三相异步电动机的调速,由异步电动机转速的表达式,第一节 变极调速,2,3,变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的关系。输出功率为,在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流，这样在两种联结法下的转矩之比为,当定子绕组从一个三角形联结改成二个星形联结的并联时，极对数也减小一倍， 也增加一倍。两种联结法的功率比为,4,第二节 变频调速,对于恒转矩调速，如果变频装置保证 随 成正比地变化，则可保证在频率变化过程中电动机具有同样的过载能力，在恒转矩调速下的变频装置一般就是根据这一要求设计的。,可见，恒转矩变频调速时，如能保持 =定值，则可保证调速过程中电动机的过载能力基本不变，

2、同时可满足磁通 基本不变的要求。,5,在恒功率调速时,由此可见，在恒功率调速时，如能满足 =定值的条件，调速过程中电动机的过载能力也能保持不变，但此时磁通将发生变化了。如果此时按恒转矩调速满足 =定值的条件，则磁通将基本不变，但电动机的过载能力将在调速过程中改变。,变频调速具有优异的性能，调速范围较大，平滑性较高，变频时按不同规律变化可实现恒转矩或恒功率调速，以适应不同负载的要求，低速时特性的静差率较高，是异步电动机调速最有发展前途的一种方法。,6,第三节 能耗转差调速,一、转子电路串联电阻调速,在额定电压时，磁通定值，调速时,7,当转速降低（s 增高）时，效率下降，转子损耗功率增高，故经济性

3、不高。,转子电路串联电阻的数值愈大，人为机械特性愈软 。,转子损耗功率为,输出功率为,调速时转子电路的效率为,8,二、改变定子电压调速,9,10,三、滑差电动机,（一）电磁滑差离合器的调速原理,当绕组内有电流通过时，在电枢与感应子之间便有磁通相链，如图中虚线所示。当异步电动机带动电枢旋转时，电枢便以相应的转速在感应子所建立的磁场内旋转，于是电枢的各点上磁通处在不断重复的变化之中，根据电磁感应定律可知，电枢上将出现感应电动势。当感应子也旋转时，此感应电动势为,11,在此感应电动势的作用下，电枢内将出现涡流，其值为,涡流与感应子磁场相互作用力为,转矩为,如主动与从动部分间没有相对运动，即 ，则 。

4、因此电枢与感应子间必须存在转速差，这点与异步电动机的工作原理极为相似。其区别仅在于异步电动机的旋转磁场由三相交流电流产生，而滑差离合器的旋转磁场则由直流电流产生，由于电枢的转动才起旋转磁场的作用。,12,（二）电磁滑差离合器的几种结构类型,1双电枢无集电环滑差离合器,2杯形电枢滑差离合器,13,3爪式无集电环滑差离合器,滑差离合器的输出功率,14,如果,调速时离合器效率为,滑差离合器在实际应用中总是与异步电动机组合在一起的，因此滑差电动机的总效率为,可见，滑差电动机的效率随转速之下降而下降 ，而损耗功率则随转速之下降而增高。,15,四、串级调速,（一）串级调速的一般原理,中等以上功率的绕线转子

5、异步电动机与其他电动机或电子设备串级联接以实现平滑调速，称为串级调速。,异步电动机的串级调速，就是在异步电动机转子电路内引入感应电动势 ，以调节异步电动机的转速。引入电动势的方向，可与转子电动势 方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。,引入 后,16,17,2 与 反相,18,（二）晶闸管串级调速的基本原理,晶闸管串级调速具有调速范围宽，效率高（转差功率可反馈电网），便于向大容量发展等优点，是很有发展前途的绕线转子异步电动机的调速方法。它的应用范围很广，适用于通风机负载，也可用于恒转矩负载。其缺点是功率因数较差，现采用电容补偿等措施，功率因数可有所提高。总之，晶闸管串级调速向大功率发展，是很

6、有前途的。,19,作业：12-2；12-4,20,12.4 习题、小结,思考题1：变频调速的异步电动机，在下列情况下应如何调速？ （1）带恒转矩负载；（2）带恒功率负载；（3）负载转矩随 转速平方成正比变化的调速。,答：变频调速时，希望电机的主磁通不变，由于U1E1 =4.44f1kw1Nm ,可见，应保证U1/f1等于常数。,同时，还希望保持保持电机的过载能力不变。忽略相对值很 小的定子电阻，最大转矩,21,如要保持调速前后的过载能力不变，则应保持,即,（1）如带恒转矩负载，即 则电压和频率的调节方式为,22,（2）如带恒功率负载，即,则电压和频率的调节方式为,（3）如负载转矩随转速平方成正

7、比变化，即,23,则调节方式为,思考题2：绕线转子异步电动机在转子回路串入电阻调速，保持 负载转矩不变，待转速稳定后，其转子电流如何变化？,答：如保持负载转矩不变，则转速稳定后电磁转矩仍保持不变。 由电磁转矩公式,24,可见，在其他条件不变时，只有 保持不变，才能保持 电磁转矩不变。因此，转速稳定后，转子侧阻抗保持不变，转 子电流也不变。,【例12-1 】一台YR315S-4型异步电动机，转子绕组为Y连结，其 额定数据为：PN=90kW，UN=380(连结)，Nn=1480r/min，E2N=410 V，kT=3.0。电动机带额定负载运行，欲使转速降到n=750r/min。 （1）若采用转子串

8、联电阻调速，求每相应串入的电阻值； （2）若采用改变定子电压调速，求定子电压应是多少； （3）若采用变频调速，保持U1/f1=常数，求频率与电压；,25,解：(1)额定转差率,转子每相电阻为,固有特性上的临界转差率为,26,（2）采用转子串电阻调速,当n=750r/min时，转差率为,由于电机带恒转矩负载运行，则转差率s将随转子回路的总电 阻值（R2+Ra)成正比例变化，即,故转子每相应串电阻为,27,（3）由于ssm ,故不能采用调压调速。,（4）变频调速,在额定负载转矩下固有特性上的转速降为,由于恒压变频调速时，人为机械特性的斜率不变，即转速降落 值不变，所以变频后的同步转速为,所以,28,【例9-2】一台绕线式三相异步电动机带恒转矩负载运行，当转 子回路不串电阻时，n=1445r/min，若在转子回路中每相串入一 个大小等于0.5R2的电阻，这时电机的转速降到多少？,解：由于电机带恒转矩负载运行，所以在转子回路串电阻前后 电机的电磁转矩保持不变。根据电磁转矩计算公式可知，只有 当,电磁转矩才能保持不变。,29,所以，串电阻前后转差率之比为,转子未串电阻时电机的转差率为,转子串电阻后电机的转差率为,30,电动机的转速变为,【例9-3】一台YD132S-6/4型多速异步电动机，PN=3.0/4.0kW, Nn=970/1440r/min,kT=2.0/2.2,求负载转矩