《电机及拖动第十二章.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机及拖动第十二章.（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12章 三相异步电动机的调速 l三相异步电动机调速方法分类 由异步电动机转速表达式 常用的调速方法有 改变定子绕组的极对数调速（变极调速）； 改变电源的频率调速（变频调速）； 改变转差率调速。（改变定子绕组外加电压调 速；绕线转子电路串电阻调速；电磁滑差离合 器调速；串级调速等） 12.1 变 极 调 速 l变极调速原理 变极调速是通过改变定子绕组的连接方法，改 变电动机的极对数，使同步转速改变，达到改变 电动机的转速。 l变极调速一般用于鼠笼型异步电动机。 1.变极原理 假设定子每相绕组是由两个完全相同的“半相 绕组”构成，当两个“半相绕组”串联或并联时， 可以形成不同的极对数。 两个“半
2、相绕组”顺接串联形成四极磁场 电路连接 定子四极磁场 两个“半相绕组”反接串联形成二极磁场 电路连接 定子二极磁场 两个“半相绕组”反接并联形成二极磁场 电路连接 定子二极磁场 2.两种常用的变极方法 Y接双Y接变变极方法 Y接时时两个“半相绕组绕组 ”为顺为顺 接串联联，高极对对 数。双Y接时时两个“半相绕组绕组 ”为为反接并联联， 低极对对数。 接双Y接变变极方法 接时时两个“半相绕组绕组 ”为顺为顺 接串联联，高极对对 数。双Y接时时两个“半相绕组绕组 ”为为反接并联联， 低极对对数。 l注意：在变极调速，改变绕组连接时，为保 持转子的旋转方向不变，必须同时改变外施 电源的相序。 例如：
3、双Y接（低极对对数，高速，2p=2）Y接 （高极对对数，低速，2p=4）时时，定子绕组绕组 的空 间间位置为为： 3.变极调速时的容许输出 容许输出是指在调速过程中，如果保持定、转 子绕组线圈中的电流为额定值的条件下，电动 机所允许输出的功率或转矩的限制值。 由输出功率 当忽略定子绕组损耗时，有 Y接双Y接变变极调调速方法 则则有 Y接双Y接变变极调调速方法：在变变极调调速前后 容许输许输 出转转矩不变变，属于恒转转矩调调速方式。 适合恒转转矩负载负载 。 接双Y接变变极方法 则则有 接双Y接变变极调调速方法：在变变极调调速前后 ，容许输许输 出功率近似恒定，接近恒功率调调速 方式。比较较适合
4、恒功率负载负载 。 4.变极调速时的机械特性 讨论机械特性的三个特殊点： 理想空载点、最大转矩、临界转差率、起动点 Y接双Y接变变极调调速方法 则则有 临界转差率和起动转矩为 对应的机械特性 接双Y接变变极调调速方法 则则有 临界转差率和起动转矩为 对应的机械特性 12.2 变频调速 l改变频率调速时的问题 由异步电动机定子电路电动势平衡方程： 1）如果定子相电压保持不变，降低频率使转速下 降时，则主磁通增大，大于额定运行时的主磁通， 使磁路过分饱和，导致励磁电流增大，功率因数降 低； 2）增大频率时，主磁通降低，小于额定运行时的 主磁通，使容许输出转矩下降。 1.为使变频调速时主磁通保持不变
5、，端电压的变 化规律 l即端电压必须与频率成比例改变。 1）对于恒转矩负载，同时还可以使过载能力保 持不变。 设频率改变后，电动机的频率、过载能力和电 压分别为 则在频率改变前，最大转矩有 而 当频率改变后，最大转矩为 对恒转矩负载，有 即频率改变前后， 电磁转矩保持不变。 频率改变后 频率改变前 2）对于恒功率负载，如果要保持过载能力不变， 端电压与频率的关系为 证明：对于恒功率负载 如果要保持过载能力不变，即 则由 对于恒功率负载，端电压与频率的关系满足 条件时，则在调速前后电动机的过载能力保持 不变，但主磁通将发生变化。 变频调速最适合恒转矩性质的负载。 2.变频调速时的机械特性 1）对
6、理想空载点（同步转速），有 2）当频率相对较高时，有 如果按保持主磁通不变，改变频率时，即端电 压与频率成正比，最大转矩不变，临界转差率与 频率成反比。 最大转矩时的转速降为 即在频率变化时，最大转矩时的转速降不变。 3）对于起动转矩 在频率较高时，起动转矩随频率的降低而增大 。 在频率较高时，改变频率时的人为机械特性可 以看成是固有机械特性的平移，特性的硬度不 变。 4）在频率相对较低时， 定子电阻不能忽略，如 果按 改变电 压 ，则随频率的降低， 最大转矩将减小。同时， 起动转矩减小。 例：一台三相鼠笼型异步电动机，额定数据为 定子绕组为接。采用变频调变频调 速，使 的恒转转矩负载负载 的
7、转转速降为为 ，试试 求 变频电变频电 源的输输出电压电压 和频频率。 解：该电动机的同步转速及额定转差率为 则由机械特性的线性表达式 则在0.8倍额定负载时转速降为 变频调速后，人为特性的硬度不变，转速降不 变，则变频后的同步转速为 则变频电源的输出电压频率为 对于恒转矩负载，按端电压与频率成正比降低， 则变频电源的输出电压为 12.3 改变转差率调速（能耗转差调速） 一、绕线转子电动机转子电路串电阻调速 1.调速原理 当绕线转子异步电动机转子电路串入电阻瞬 间，转速不能突变，转差率不能突变。由转子电 流及电磁转矩的关系，转 子电流减小，使电磁转矩 相应减小，小于负载转矩， 电动机减速。转差
8、率增大， 使转子电动势和电流重新 增大，直到电磁转矩与负 载转矩相平衡。 2.转子电路串电阻时的人为机械特性 特点：与固有机械特性相比 理想空载点相同； 最大转矩大小不变，临界 转差率增大； 转子串联电阻不大时，起 动转矩增大； 转子串联电阻越大，人为 机械特性越软。 3.调速电阻的计算 在额定电压下， 如果调速前后保持转 子电流为额定值，即 则转子串联电阻为 4.调速方式 转子侧的功率因数为 则转矩为 调速前后转矩不变，为恒转矩调速方式。适合 恒转矩负载。 5.转子调速时的经济性 串入电阻调速后，转子的铜损耗为 不考虑机械损耗，则输出功率为 调速时转子电路的效率为 随着转速降低，转差率增大，
9、转子电路功率损 耗增大，转子侧的效率降低。 二、改变定子电压调速（降压调速） 1.调速原理 当降低定子端电压的瞬间，转速及转差率不 能突变，电磁转矩减小， 小于负载转矩，电动机减速。随着转速的下降， 转差率增大，转子电动势增大，使转子电流增 大，电磁转矩重新增大，直到与负载转矩相平衡 。 2.降压调速时的人为机械特性 特点：与固有机械特性相比 理想空载点相同； 最大转矩减小，临界转差 率不变； 起动转矩减小； 定子电压降低的越多，人 为机械特性越软。 3.降压调速时的允许输出（调速方式） 由转矩 当降低定子电压后，转速下降，转差率增大，为 使转子电流保持额定值， 转矩将降低。 降压调速即不属于恒转矩调速方式，也不属于 恒功率调速方式。
