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1、交流电机2021/6/71Y系列三相异步电机常用的交流电机有异步电机和同步电机。三相稀土永磁同步电机异步电机可用于一般场所和无特殊性能要求的各种机械设备；同步电机既可作发电机使用，也可作电动机使用。4.1 交流电机的基本工作原理2021/6/721、同步电机的基本工作原理、同步电机的基本工作原理同步发电机2021/6/73eAeBeC120定子绕组电势t2021/6/742、异步电机的基本工作原理2021/6/75NXYZSCABNXYZSCABNXYZSCABNXYZSCAB(a)(b)(c)(d)3、三相交流电机的旋转磁场2021/6/76nt=T/6时，t=T/6=/3,iA为正(电流从
2、A端流到X端)；iB为负(电流从Y端流到B端)；iC=0。此时的合成磁场如图(b)所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了/3。t=T/6t=T/6时，时，t=T/6=/3,it=T/6=/3,iA A为正；为正；i iB B为负；为负；i iC C=0=02021/6/77n此时的合成磁场如图(c)所示，合成磁场已从t=0瞬间n所在位置顺时针方向旋转了2/3。nt=T/3t=T/3时，时，t=T/3=2/3,it=T/3=2/3,iA A为正为正;i;iB B=0=0；i iC C为负为负2021/6/78此时的合成磁场如图(d)所示。合成磁场从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了
3、。按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场的方向在空间也不断旋转，这样就产生了旋转磁场。t=T/2t=T/2时，时，t=T/2=,it=T/2=,iA A=0=0；i iB B为正；为正；i iC C为负。为负。2021/6/794、旋转磁场的性质合成磁场的幅值是不变的，在旋转过程中，其幅值（用旋转矢量表示时）的轨迹是一个圆，故称为原形旋转磁场。三相对称电流按相序A、B、C变化时，合成磁场的轴线也是依次从A相绕组轴线相继移到B、C相绕组轴线。也就是说，合成磁场的旋转方向决定于三相绕组电流的相序，电流的相序改变，旋转磁场的转向随之改变。定子旋转磁场的转速与定子电流频率成正比，与定
4、子磁极数成反比2021/6/7105、旋转磁场的转速(a)(b)(c)(d)NSBCXXCSNBYAZZAYBNYASN CZBXXZSCAYSYNAZX CS BXBYZANCNSYAZCSNBXXBCZAY60fpn0 =2021/6/7115、旋转磁场的转速极对数极对数（p p）的概念的概念即：即：旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0 同步转速同步转速如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转速？U1U2V1V2W1W2i2i1i3 以以Y Y型接法为例，当每相绕组只型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右下图放入定有一个线圈时，按右下图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一子槽内，合成
5、的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为对磁极，则极对数为1 1。U1U2V1V2W2W12021/6/712i3W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i2以以Y Y型接法为例，将每相型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联绕组都改用两个线圈串联组成。组成。即即 p=2 按右图放入定子槽内。按右图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。形成的磁场则是两对磁极。U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W32021/6/713电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化50周周 旋转磁场转旋转磁场转50圈圈旋转磁场转旋转磁场转3000圈圈电流每分钟变
6、化电流每分钟变化(5060)周周p=1时时电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化50周周 旋转磁场转旋转磁场转25圈圈 旋转磁场转旋转磁场转1500圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(2560)周周p=2时时下一页下一页2021/6/714三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pfn = =min）r/( p 1 2 3 4 5 6n0/(r/min)300015001000 750 600 50050Hz 时时,不同极对数时的同步转速如下不同极对数时的同步转速如下f = =p p为任意值时为任意值时下一页下一页2021/6/715旋转
7、磁场的转向旋转磁场的转向旋转磁场是沿着旋转磁场是沿着U1V1W1与绕组中的三相电流的相序与绕组中的三相电流的相序一致一致U1U2V1V2W1W2i2i1i3U1U2V1V2W2W1i1L1L1i2L2L2i3L3L32021/6/716 旋转磁场的旋转方向取决于三相绕组中的电流的相序。旋转磁场的旋转方向取决于三相绕组中的电流的相序。若若要要改改变变旋旋转转磁磁场场的的方方向向，可可将将定定子子绕绕组组与与三三相相电电源源连连接接的的三三根根导导线线中中的的任任意意两两根根对对调调位位置置，旋旋转转磁磁场场则则按按逆逆时时针针方方向旋转。向旋转。旋转磁场的转向旋转磁场的转向2021/6/717(
8、1)三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组,产生旋转磁场,旋转磁场的转速称之为同步转速;(2)旋转磁场切割转子导体,产生感应电势;(3)转子绕组中感生电流;(4)转子电流在旋转磁场中产生力,形成电磁转矩,电动机就转动起来了. 电动机的转速达不到旋转磁场的转速,否则,就不能切割磁力线,就没有感应电势,电动机就停下来了.转子转速与同步转速不一样,差那么一些,称之为异步. 设同步转速为no电动机的转速为n，则转速差为：no-n；电动机的转速差与同步转速之比定义为异步电动机的转差率S,S是分析异步电动机运行情况的主要参数,且 6、三相异步电动机的工作原理2021/6/7184.2 三相异步电动机的基本
9、结构和参数1、基本结构123456782021/6/719定子122021/6/720转子ABC定子转子滑环电刷2021/6/7211) 型号；2) 额定功率PN；3）额定电压UN；4）额定频率f；5）额定电流IN；6）额定转速nN；7）工作方式（额定）；8）升温（或绝缘等级）；9）电机重量。2、三相异步电动机的基本参数2021/6/722n0nn0S转差率S是分析异步电动机运行的重要参数。3、三相异步电动机的转差率由于转子转速不等于同步转速，把转速差（n0n）与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S表示2021/6/7234、定子绕组线端连接方式定子三相绕组的连接方式（Y形或形）的选
10、择，须视电源的线电压而定。如果电动机所接入的电源线电压等于电动机的额定相电压，那么，它的绕组应该接成三角形；如果电源线电压是电动机额定相电压的 3倍，那么，它的绕组应该接成星形。U1V 1W 1W2U2V2U1W2V 1U2W 1V2U1W2V 1U2W 1V2L1L2L3L1L2L3L1L2L3L1L2L32021/6/7244.3 三相异步电动机的定、转子电路分析1) 1) 定子电路分析定子电路分析电动机定子和转子每相绕电动机定子和转子每相绕组的匝数分别为组的匝数分别为N N1 1和和N N2 2。定子每相绕组产生的感应定子每相绕组产生的感应电动势为：电动势为：其有效值为：其有效值为：定子
11、和转子电路的感应电势定子和转子电路的感应电势2021/6/725其大小为其大小为:忽略忽略R1和和X1上的电压降上的电压降,有有:考虑定子电流产生的漏磁考虑定子电流产生的漏磁通通, ,用复数表示为用复数表示为: :一相电路图一相电路图2021/6/7262)转子电路分析其中其中旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为: :起动瞬间起动瞬间2021/6/727举例 解解:1):1)由电势计算公式得由电势计算公式得 : : 3)3)额定转速时额定转速时, ,转子电动势的频率转子电动势的频率2)2)转子绕组开路时转子绕组开路时,f2=f1,f2=f1,得得 1
12、)1)定子每相绕组感应电动机定子每相绕组感应电动机E1;2)E1;2)转子每相开路电压转子每相开路电压E E2020;3);3)额定转速时转子每相绕组感应电动势额定转速时转子每相绕组感应电动势E E2N.2N. 例1:有一台Y型接线的三相异步电动机,其额定参数为:功率90KW,UN=3000V,IN=22.9A,电源频率f=50Hz,额定转差率N=28.5%,定子每相绕组匝数N1=320,转子每相绕组匝数N2=20,旋转磁场每极磁通0.023WB,求:2021/6/728举例例例2:一台一台4极三相异步电动机极三相异步电动机,电源频率电源频率50Hz, 额定转速额定转速1440r/min,转子
13、电阻转子电阻0.02欧欧,转子电抗转子电抗0.08欧欧,转子电动势转子电动势E20=20V,求求: 1)电动机的同步转速电动机的同步转速;2)电动机起动时的转子电电动机起动时的转子电流流.解解;1)电动机为电动机为4极极,磁极对数磁极对数p=2,有有n0=60f/P=3000/2=1500r/min 2)电动机起动时的转子电流电动机起动时的转子电流 2021/6/7294.4 三相异步电动机的机械特性1、三相异步电动机的电磁转矩2021/6/730最大电磁转矩临界转差率堵转转矩2021/6/731一、一、电磁转矩与转差率的关系：电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线曲线在在电电源源电电压压U1、频
14、频率率f1确确定定的的情情况况下下，对对于于一一台台电电机机，转转矩矩M与与转转差差率率s有有关关，其其关关系系曲曲线即为线即为M-s曲线。曲线。2021/6/732(1)s=1(n=0)时的转矩，为时的转矩，为起动起动 转矩转矩Mst ，如图，如图A点所示；点所示；(2) 当当s=sm 时电机可产生时电机可产生最大最大 转转矩矩Mm ，如图，如图B点所示；点所示；(3)当电动机运行于额定状态当电动机运行于额定状态 时时s=sN 时，对应产生的转矩为时，对应产生的转矩为额额 定转矩定转矩MN ，如图，如图C点所示；点所示；(4)当当s=0(n=n1)时，转矩为时，转矩为0，如图如图D点所示。点
15、所示。一、一、电磁转矩与转差率的关系：电磁转矩与转差率的关系：M-s曲线曲线2021/6/733电磁转矩与转速（转差率）之间的关系曲线，称为电磁转矩与转速（转差率）之间的关系曲线，称为电机的机械特性。电机的机械特性。2021/6/734二、二、最大转矩与启动转矩最大转矩与启动转矩1.最大转矩：可以根据求极值的方法求得。最大转矩：可以根据求极值的方法求得。r1很小可以忽略很小可以忽略2021/6/735二、二、最大转矩与启动转矩最大转矩与启动转矩(1)当电机参数确定，当电机参数确定，f1不变时，不变时，最大转最大转矩正比于电压的平方，矩正比于电压的平方，但临界转差率与电但临界转差率与电源电压无源
16、电压无关；关；(2)当当U1 、f1 不变时，最大转不变时，最大转矩与电抗成反比；矩与电抗成反比；(3)当电机参数确定，当电机参数确定，U1不变时，最大转矩随不变时，最大转矩随f1的升高而变小；的升高而变小；(4)最大转矩与转子电阻无关，但是转差率与转子电阻成正比；最大转矩与转子电阻无关，但是转差率与转子电阻成正比；(5)过载能力：过载能力：一般为一般为1.62.5，越大，越大表示过载能力越强表示过载能力越强2021/6/736结论：结论：最大转矩近似最大转矩近似与漏电抗成反比与漏电抗成反比；最大转矩的最大转矩的位置位置可以可以由转子电阻的大小来调整由转子电阻的大小来调整；最大转矩的最大转矩的
17、值与转子电阻值没有关系值与转子电阻值没有关系；异步电动机调节转子电阻时机械特性会发生变化。异步电动机调节转子电阻时机械特性会发生变化。最大转矩最大转矩与电网电压的平方成正比与电网电压的平方成正比；2021/6/737Sm2、三相异步电动机的机械特性TSt TmTm1 0 TNCDT2120SSm0 n0 BAN固有机械特性2021/6/738 由图可见整个机械特性可以分成两个部分。 （1）sms0范围内。在这一部分，随着电磁转矩Tem的增加，转速降低。根据电力系统稳定运行的条件，这部分为稳定运行工作部分，电动机应工作于这一范围内。此时机械特性曲线近似为一条直线。 （2）1ssm范围内。这一部分
18、随着转矩的减小，转速也减小。此区域称为不稳定运行区域，三相异步电动机一般不能稳定地工作于这一范围。因此，有时也将称这一部分为非工作部分。2021/6/739 三相异步电动机的临界转差率 与电源电压U1无关，只与电动机自身的参数有关，且与转子电阻 成正比，所以改变转子电阻 的大小（如在绕线型异步电动机转子电路中串接变阻器）即可改变临界转差率 。 三相异步电动机的最大电磁转矩 与转子电阻 无关。因此，电动机转子电阻的大小不会影响电动机的最大转矩，只会影响产生最大转矩时的转差率。 最大电磁转矩 的大小与电源电压U1的平方成正比，而临界转差率 却与电源电压无关。最大电磁转矩 与额定转矩 之比叫过载能力
19、， 即 ， 的值在电动机技术数据资料中可查到：一般异步电动机 在1.62.5之间，特殊用途的电动机（如起重、冶金用电动机）的 值在3.33.4之间。 是异步电动机的一个重要参数，反映电动机承受负载波动的能力。2021/6/740 启动点 电动机工作在启动点A时n=0，s=1， 。 为电动机的启动转矩或称堵转转矩。电动机的启动转矩必须大于电动机所带负载的转矩，电动机才能启动，因此，堵转转矩的大小是衡量电动机启动性能好坏的技术指标。由机械特性方程式知： （4-6） 由式可知：启动转矩 的大小与电源电压的平方成正比，同时也受转子电阻大小的影响。为了衡量电动机的启动性能，我们用电动机的启动转矩 与额定
20、转矩 之比来表示。即 ， 被称之为启动转矩倍数，反映电动机的启动能力。一般 在1.82.0之间。 额定点N 电动机工作在额定点时， ， 由铭牌可知， 可通过铭牌参数计算得到。额定工作点是希望的工作点。2021/6/741人为机械特性降低电动机电源电压时的人为机械特性n电压越低电压越低, ,人工特性曲线越往左人工特性曲线越往左移移; ;n降压时，转矩按电压的降压时，转矩按电压的 平方降低，平方降低，而临界转差率不而临界转差率不 变，曲线如图所变，曲线如图所示。示。降压后降压后 特性变特性变“软软”，启动，启动能力和过能力和过 载能力都下降，负载过载能力都下降，负载过大将大将 停转；若能运转，转速
21、略有停转；若能运转，转速略有 下降，下降，s增大，转子电动势及增大，转子电动势及 电流电流增大，使电动机过载。增大，使电动机过载。2021/6/742定子电路接入电阻或电抗时的人为特性n定子电路串电阻或电抗时的定子电路串电阻或电抗时的人工机械特性如右图中虚线人工机械特性如右图中虚线2 2所示所示,1,1为电压降低时的人工机为电压降低时的人工机械特性械特性; ;n 曲线曲线2 2与曲线与曲线1 1相比较相比较, ,最大最大转矩要大一些转矩要大一些. . 2021/6/743改变定子电源频率时的人为特性n 随着频率的降低随着频率的降低, ,理想理想空载转速只能在电源额定空载转速只能在电源额定频率向
22、下调节频率向下调节; ;n转速转速n no o减小减小, ,临界转差率临界转差率S Sm m增加增加, ,起动转矩起动转矩T Tstst和和最最大转矩大转矩Tmax增大增大. .2021/6/744转子电路串电阻时的人为特性转子串电阻，转子串电阻，M Mstst、s sm m变化，而变化，而M Mm m不变，曲不变，曲线如图所示。线如图所示。 适当适当增加转子电阻，可增增加转子电阻，可增加启动转矩。加启动转矩。2021/6/745oI，T nn0IstTst4.5 三相异步电动机的三相异步电动机的启动启动 生产机械对电动机起动的要求是生产机械对电动机起动的要求是: :起动转矩大起动转矩大, ,
23、起动电流小。起动电流小。2021/6/746直接启动（全压启动）直接启动（全压启动）定子串电阻或电抗器降压启动定子串电阻或电抗器降压启动Y Y将压启动将压启动自耦变压器将压启动自耦变压器将压启动延边三角形启动延边三角形启动1、鼠笼式异步电动机的启动方式2021/6/747直接起动直接起动直接起动直接起动( (全电压起动全电压起动全电压起动全电压起动) )一般在有独立变压器供电情况下，一般在有独立变压器供电情况下，电机启动频繁，电动机功率电机启动频繁，电动机功率20%20%变压器容量，允许全压启动。不变压器容量，允许全压启动。不经常启动，电动机功率经常启动，电动机功率30%0.2 电动机不宜直接
24、起动电动机不宜直接起动. (2)(2)电动机的额定转矩和起动转矩分别为电动机的额定转矩和起动转矩分别为TN=9550(PN/nN)=TN=9550(PN/nN)= 9550(750/1480)=484Nm 9550(750/1480)=484NmTst=1.9TN=1.9484=920NmTst=1.9TN=1.9484=920Nm如果采用如果采用Y-Y-降压起动降压起动, ,则起动转矩仅为起动转矩的三分之一，即则起动转矩仅为起动转矩的三分之一，即TstY=1/3920=307200=TLTstY=1/3920=307200=TL因此因此, ,可以采用可以采用Y-Y-降压起动。降压起动。202
25、1/6/756例题解解: :电动机直接起动时电动机直接起动时,n=0,S=1,n=0,S=1,转子电路每相的电动势转子电路每相的电动势 (1)E(1)E2020=E=E20l20l/ =146V / =146V 例例2:2:一台一台JZR-63-10JZR-63-10三相线绕式异步电动机的额定数为三相线绕式异步电动机的额定数为:P:PN N=60kW,n=60kW,nN N=577r/min,=577r/min,转子滑环间的开路线电压转子滑环间的开路线电压E E20l20l=253V,=253V,转子每相绕组的电阻转子每相绕组的电阻R R2 2=0.0344=0.0344欧欧, ,转子不转子不
26、动时每相绕组的漏抗动时每相绕组的漏抗X X2020=0.163=0.163欧欧, ,求求: :(1)(1)电动机直接起动时的电动机直接起动时的E E2 2,I,I2 2, ,(2)(2)电动机运行在额定转速时的电动机运行在额定转速时的E E2 2,I,I2 2, ,(3)(3)电动机运行在电动机运行在n=528r/minn=528r/min时的时的E E2 2, ,转子电路每相应串电阻转子电路每相应串电阻R R及及2021/6/757得得得得R=0.0732欧欧; 由由由下式由下式 (3) (2)2021/6/7584.6 三相异步电动机的制动特性能耗制动反馈制动反接制动2021/6/759(
27、1)(1)实现方法实现方法: :电动机定子绕组脱离交流电源后电动机定子绕组脱离交流电源后, ,立即通入低压直流电立即通入低压直流电, ,直直流电建立一个恒稳磁场流电建立一个恒稳磁场, ,产生制动转矩产生制动转矩, ,系统贮存的能量消耗在电阻上系统贮存的能量消耗在电阻上. . (2)(2)机械特性机械特性: :制动时制动时, ,特性从下图中的特性曲线特性从下图中的特性曲线1 1之之a a点平移至特性曲线点平移至特性曲线2 2之之b b点点, ,在制动转矩和负载转矩的共同作用下在制动转矩和负载转矩的共同作用下, ,沿曲线沿曲线2 2迅速减速迅速减速, ,到到n=0.n=0.(3)(3)特点特点:
28、:当当n=0n=0时时,T=0,T=0,电动机不可能反方向起动电动机不可能反方向起动, ,能使电动机准确停车能使电动机准确停车. .1、能 耗 制 动2021/6/7602、反 馈 制 动(1)(1)实现方法：电动机的运行速度高于同实现方法：电动机的运行速度高于同步转速。此时步转速。此时S0S0，电机进入发电状态，电机进入发电状态，电能反馈给电网。电能反馈给电网。(2)(2)运行状态运行状态: : 1) 1)位能转矩负载的起重机在下放重物位能转矩负载的起重机在下放重物时的反馈制动状态。时的反馈制动状态。 可使重物匀速下降如右图中可使重物匀速下降如右图中a a点。点。b b点是改变转子外接电阻后
29、的稳定工作点。点是改变转子外接电阻后的稳定工作点。 2) 2)多速电动机和变频调速电机的同多速电动机和变频调速电机的同步速突然降低时的反馈制动状态。步速突然降低时的反馈制动状态。2021/6/7613、反 接 制 动电源反接(1)(1)电源反接电源反接: : 转子在由正变负的电转子在由正变负的电磁转矩和负载转矩作用下磁转矩和负载转矩作用下迅速减速。反接制动时电迅速减速。反接制动时电流大流大, ,要在定子电路串电要在定子电路串电阻。阻。 在右图在右图c c点要切断电点要切断电源源(n=0),(n=0),否则电动机将反否则电动机将反向起动向起动. .2021/6/762倒拉反接0Ls电动机减速至右
30、图电动机减速至右图c c点点, ,由于负载转矩大于电磁由于负载转矩大于电磁转矩转矩, ,起重机的重物迫使起重机的重物迫使电动机反转电动机反转, ,电动机进入电动机进入反接制动状态反接制动状态. .2021/6/7634.7 7 三相异步电动机的调速特性三相异步电动机的调速特性由基本公式由基本公式 可得异步电动机的转速方程式为可得异步电动机的转速方程式为: :(1)(1)改变供电电源的频率改变供电电源的频率f f(2)(2)改变电动机的极对数改变电动机的极对数p p （仅适用于笼型）（仅适用于笼型）(3)(3)改变转差率改变转差率s s：改变外施电压：改变外施电压U U 在转子外串附加电阻在转子
31、外串附加电阻 在转子外串附加电动势在转子外串附加电动势异步电动机的调速方法：异步电动机的调速方法：2021/6/764(1)(1)方法方法: : 改变定子绕改变定子绕组的连接，可以得组的连接，可以得到两个不同的磁极到两个不同的磁极对数。对数。(2)(2)多速电动机：多速电动机： 最多在电动最多在电动机中嵌入两套绕组机中嵌入两套绕组, ,使绕组有不同的连使绕组有不同的连接，可分别得到双接，可分别得到双速、三速、四速电速、三速、四速电动机，双速应用较动机，双速应用较多。多。4 4 4 4极极极极 2 2 2 2极极极极1 1、变磁极对数调速、变磁极对数调速2021/6/765变极调速变极调速变极调
32、速变极调速 ( (有级调速有级调速有级调速有级调速) )A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS 串联串联串联串联2021/6/766A1X1A2X2iiP=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。机床上。A1A2X1X2SN并联并联变极调速变极调速变极调速变极调速 ( (有级调速有级调速有级调速有级调速) )2021/6/767双速电动机接线图双速电动机接线图低速低
33、速高速高速2021/6/768双速电动机双速电动机Y/YY Y/YY 2021/6/7691 1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；、具有较硬的机械特性，稳定性良好；2 2、无转差损耗，效率高；、无转差损耗，效率高；3 3、接线简单、控制方便、价格低；、接线简单、控制方便、价格低；4 4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、本方法适用于不需要无级调速的生产机
34、械，如金属切削机床、升降机、起重升降机、起重设备设备、风机、水泵等。、风机、水泵等。2021/6/770(1)(1)原理：改变交流电源的频率，就可以平滑地调节电动机的转速。原理：改变交流电源的频率，就可以平滑地调节电动机的转速。(2)(2)一般采用频率和电压同时改变的变频电源。一般采用频率和电压同时改变的变频电源。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流直流交流变频器交流直流交流变频器和和交流交流变频器交流交流变频器两大类，目前国内大两大类，目前国内大都使用交直交变频器。都使用交直交变频器。其特点：其特点：1、效率高，
35、调速过程中没有附加损耗；、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、调速范围大，特性硬，精度高；、调速范围大，特性硬，精度高；4、技术复杂，造价高，维护检修困难。、技术复杂，造价高，维护检修困难。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。变频调速是交流调变频调速是交流调速发展的方向。速发展的方向。2 2、变频调速、变频调速2021/6/7713 3、改变转差率调速、改变转差率调速带恒转矩负载时：带恒转矩负载时：当外施电压当外施电压U1下降为额定值的下降为额定值的x倍时，倍时，s增增加原
36、有值的加原有值的1/x2倍，但倍，但sk不变，不变，Tmax下降。下降。普通鼠笼电机普通鼠笼电机sN很小，则很小，则n调节范围很窄，调节范围很窄，调速性能差。调速性能差。带恒转矩负载时不适宜采用降压调速方法。带恒转矩负载时不适宜采用降压调速方法。（绕线型可通过转子外串电阻改变调速性（绕线型可通过转子外串电阻改变调速性能）能）1）降压调速2021/6/772带变转矩负载时：带变转矩负载时：异步电动机转子电阻大，稳定运行区域较异步电动机转子电阻大，稳定运行区域较宽。宽。如果带风机、泵类机械，其负载转矩与转如果带风机、泵类机械，其负载转矩与转速平方成正比，即速平方成正比，即TLkn2采用调压调速可以
37、获得较大的调速范围，采用调压调速可以获得较大的调速范围，有明显的节能效果。有明显的节能效果。TL1）降压调速2021/6/773转子铜耗增大，输出功率下降，转子铜耗增大，输出功率下降，效率也随之降低。效率也随之降低。机械特性变软机械特性变软,负载变化时转速将负载变化时转速将发生显著变化发生显著变化.带恒转矩负载时：2）转子外串附加电阻调速（绕线型）2021/6/774当转子回路串入与转子电动势当转子回路串入与转子电动势sE2频率相同而相位相反的附加电动势频率相同而相位相反的附加电动势Ef后，转后，转子电流子电流I2：3）转子外串附加电动势调速（绕线型）f刚串入Ef时，I2 TTL s I2 T
38、 直到T=TL n不变（但已比原来的小）调速范围小，功率因数低，用于大功率绕线异步电动机。2021/6/7752021/6/7764.7 单相异步电动机单相异步电机，是一种容量从几瓦到几百瓦，由单相交流电源供电的旋转电机。具有结构简单、成本低廉、运行可靠等优点。被广泛运用于电风扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、医疗器械及自动化控制装置中。它一般由单相定子绕组、鼠笼式转子、启动绕组或装置组成2021/6/777单相绕组电流建立的脉动磁场：一个脉动磁场可以分解为两个幅值相等、速度相同、旋转方向相反的两个磁场单相异步电动机的工作原理2021/6/778单相绕组电流建立的脉动磁场t1 t2 t3 t4t5
39、t6 t7 t8Bm1Bm2BBm1Bm2Bm2Bm1Bm2Bm1BB = BmBm1 Bm2BBm2Bm1Bm2 Bm1B = BmBBm2Bm12021/6/779根据叠加原理：把一台单相异步电机可以想象成是两台完全相同、旋转方向相反的三相鼠笼式电动机同轴运行，两台三相电机的机械特性完全一样，对称于坐标原点。当n=0时电动机的转矩为零，即电机无法启动。2021/6/780单相异步电动机的启动特性2021/6/781在启动绕组BY电路中串有电容C，适当选择参数使该绕组中的电流B在相位上超前AX绕组中的电流A。电动机启动后，当转速达到额定值附近时，借离心力的作用，将QC打开，此后电动机就成为单
40、相运行了，此种结构型式的电动机，称为电容分相启动电动机。也可不用离心开关，即在运行时并不切断电容支路，称为电容分相运转电动机。电容分相式异步电动机2021/6/782不能像三相异步电动机那样掉换两根电源线来实现反转，必须掉换电容器C的串联位置来实现，即改变QB的接通位置，就可改变旋转磁场的方向，从而实现电动机的反转。电容分相式异步电动机的反向运行2021/6/783这种在空间上相差一定角度，在时间上又有一定相位差的两部分磁通，合成效果与旋转磁场相似，即产生一个由未罩部分向罩极部分移动的磁场，从而在转子上产生一个启动转矩，使转子转动。罩极式单相异步电动机 1 122021/6/7844.8 同步
41、电动机同步电机既可以作发电机运行，亦可以作电动机运行。同步电动机也是一种三相交流电机，它除了用于电力传动外，还用于补偿电网功率因素。发电厂中的交流发电机，全部采用同步电机。2021/6/785定子由铁心、定子（电枢）绕组、机座以及端盖等主要部件组成。转子则包括主磁极、装在主磁极上的直流励磁绕组、特别设置的鼠笼型启动绕组、电刷以及集电环等主要部分。1、同步电动机的基本结构+-nSSNuu+-NN(a)S(b)2021/6/7862、同步电动机的机械特性由于转速不随负载而变化，所以机械特性为水平直线2021/6/7873、同步电动机的启动电源接通的瞬间转子无法立即跟上旋转磁场，即不能产生恒定方向的转矩。2021/6/788采用异步启动法：启动过程分为异步启动和同步牵入两个阶段。启动结束后，由于转子与定子磁场无相对运动，启动绕组不起作用。2021/6/789部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
