合肥工业大学：《电机及拖动基础》（顾绳谷）课件_第十二章 三相异步电动机的调速

人起火誉 Hefel University of Technology 第十二章三相异步电动机的调速 白异步电动机转速的表达式 60 n=n,(1-s)=01(1-) 第一节变极彌速 N 2p=4 2p=2 2p=2

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 ( ) ( ) 1 60 1 1 s f n n s s p = − = − 第一节 变极调速

星形联结改变成两个并联的星形联结 U√3LtV V 2 2/N N T=const U√3U4V 2 P=const 2p 三 角形联结改变成两个并联的星形联结

2 星形联结改变成两个并联的星形联结 三角形联结改变成两个并联的星形联结

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 P2=nP=3061 Cos(,n 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 Nzp YY Ug(2IN)P 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,n。也增加一倍。两种联结法的功率比为 /3 / △联结改成YY联结 2△ =0.866 2YY U(2 2 2ns A Y联结改成Y联结 3 a)

3 Y联结改成YY联结 Δ联结改成YY联结 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 2 1 1 1 P P U I 3 cos =  =    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 ( ) ( ) N N 2 1 2 Y YY T U I p T U I p   = = 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， ns 也增加一倍。两种联结法的功率比为 ( ) 2Δ N 2 N 3 3 0.866 2 2 YY P U I P U I   = = =

第二节变 对于恒转矩调速,如果变频装置保证Ux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。 U nax 2(√+(X1+X2)+R 当定子频率较高时(X1+X2)>>R1 max 式中C=(mP)8x2(L+L2)为常数 =定值 可见,恒转矩变频调速时,如能保持U=定值,则可保证调速 过程中电动机的过载能力基本不变,同时可满足磁通￠基本不变的 要求

4 第二节 变频调速 1 对于恒转矩调速，如果变频装置保证 随 f 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。 U x ( ( ) ) 2 1 max 2 2 1 1 2 1 s 2 m U T R X X R  =   + + +  ( ) X1 X2  R1 当定子频率较高时 +  2 max 1 U T C f         ( ) ( ( )) 1 2 2 （式中 C = m1 p / 8π L + L 为常数） 1 1 U U f f    = = 定值 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，同时可满足磁通Φ 基本不变的 要求。 1 U f / 

在恒功率调速时PN=2y=72,=定值 定值 由此可见,在恒功率调速时,如能满足,√7=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U4=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。 >2>1>A>1,>1。 变频调速具有优异的性能,调速范围 13 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 4 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 fit 有发展前途的一种方法。 16

5 在恒功率调速时 P T T TN N N s s ===     定值 1 1 U U f f    = =  定值 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。 1 U f /  1 U f /  11 12 13 14 15 16 f  f  f  f  f  f 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

第三节能耗转差速 、转子电路串联电阻调速 在额定电压时,磁通定值,调速时 E 2 2N =定值 2 r+r +X +X R N RR+r Q (R,+Ro)/s cos p2 R,/SN coSq2N=定值 R2+Ro+x3 r2 +X 2 6

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 = 定值 +         + = +         = = 2 2 2 1 2 Ω 2 2 2 2 N 2 2 2 2N X s R R E X s R E I I 1 2 Ω N 2 s R R s R + = ( ) = = 定值 +         = +         + + = 2N 2 2 2 N 2 2 N 2 2 2 1 2 Ω 2 Ω 1 2 cos / / cos  X s R R s X s R R R R s

TIN/2N COS q2=7N=定值 转子电路串联电阻的数值愈 转子损耗功率为 大,人为机械特性愈软 MP=sP=3(R +R 输出功率为 P2=P(1-s) △ 调速时转子电路的效率为 T P2+AP P(1-s)+sPe O 当转速降低(s增高)时,效率 下降,转子损耗功率增高,故经转子电路串接不同 济性不高。 电阻时的人为特性

7 当转速降低（s 增高）时，效率 下降，转子损耗功率增高，故经 济性不高。 转子电路串联电阻的数值愈 大，人为机械特性愈软 。 1 N 2N 2N N cos T C I T T =  = =   定值 转子损耗功率为 ( ) 2 2 2 2 3 P sP I R R = = + e  输出功率为 P P s 2 = − e (1 ) ( ) ( ) 2 2 2 1 1 Δ 1 e e e P P s s P P P s sP −  = = = − + − + 调速时转子电路的效率为 转子电路串接不同 电阻时的人为特性

U1>U1>1 二、改变定子电压调速 Tz 11 U1>U1>U1 改变异步电动机定 子电压的人为特性 转子电路电阻较高时改 变定子电压的人为特性

8 二、改变定子电压调速 改变异步电动机定 子电压的人为特性 转子电路电阻较高时改 变定子电压的人为特性

>U1>U1>C1 U 2p=4 2P=6 U 2P=10 多速电动机在变极 变压时的机械特性

9 多速电动机在变极 变压时的机械特性

电枢 磁极 三、滑差电动机滑差离合器的示意图 (一)电磁滑差离合器的调速原理 Q十 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「滑差离合器电枢内 磁场内旋转,于是电枢的流的方向与略径 励磁绕组 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))+1 现感应电动势。当感应子 也旋转时,此感应电动势 +++ + 为E=BR(2-2)二岁共

10 三、滑差电动机 （一）电磁滑差离合器的调速原理 滑差离合器的示意图 滑差离合器电枢内 涡流的方向与路径 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 ( ) E = BlR 1 −2