资源描述
单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,电机学及拖动基础,重庆大学自动化学院,电机学及拖动基础,1,第十二章 三相异步电动机的调速,2,主要内容,第一节,变极调速,第二节,变频调速,第三节,调节转差能耗调速,3,异步电动机的调速方法：,1.,改变定子绕组的极对数,p,变极调速,2.,改变供电电源的频率,f,1,变频调速,3.,改变转差率,s,调节转差能耗调速,4,第一节 变极调速,实现方法：,改变定子绕组的联结,改变定子极对数,调速,改变定子绕组的联结，得到的极对数成倍地变化，同步转速也成倍地变化，属于有级调速。,5,改变定子绕组的联结，极对数,p,及,2p,下相序相反，须将,V,、,W,两相出线端对调，以保持调速前后转向相同。,6,容许输出功率或转矩的变化：,输入功率,假定不同极对数下,与,均保持不变，则：,若忽略定子损耗，电磁功率,P,e,与输入功率,P,1,相等，则,：,定子绕组从一个星形改为两个星形联结并联（,Y-YY,）：,极对数减小为原来的一半，,n,s,增加一倍，其转矩比,恒转矩调速方式,。带恒转矩性质的负载，配合较好。,输出功率,7,定子绕组从一个三角形改为两个星形联结并联,(,-YY),：,极对数也减小为原来的一半，,n,s,也增加一倍，其功率比,近似恒功率调速,。带恒功率性质的负载，配合较好。,机械特性：,电动机在高速下运转,改变定子绕组联结使极对数增加,电动机降速，降速过程中电动机工作在回馈制动状态,Y-YY,联结,-YY,联结,8,优点：,调速时低速人为特性较硬，静差率较高，经济性较好；,定子绕组的不同联结可实现恒转矩或近似恒功率调速。,缺点：,属于有级调速，适用于不需平滑调速的场合,适用类型：,笼型转子异步电动机,9,第二节 变频调速,对磁通,的要求：,为使励磁电流和功率因数保持不变，,一般要求,不变,为使,f,1,变化时,不变，由,要求,U,/f,1,=,定值，即,U,需与,f,1,成比例地变化,对过载能力的要求：,最大转矩,频率变化前后，额定转矩之比为：,f,1,较高时，,X,1,+X,2,R,1,为使频率变化前后有同样的过载能力，则定子电压的调节方法为：,10,对于恒转矩调速：,可见，如能保持,U,/f,1,=,定值,，则可保证调速过程中：电动机过载能力基本不变；磁通,基本不变。,对于恒功率调速：,可见，如能保持,=,定值,，则可保证调速过程中：电动机过载能力基本不变；但此时磁通,将发生变化。,如按恒转矩调速保持,U,/f,1,=,定值,，则调速过程中：磁通,基本不变；但电动机过载能力将发生改变。,11,机械特性：,U,/f,1,=,定值的变频调速,优点：,性能优异，调速范围大，低速静差率较高，平滑性高；变频时,U,按不同规律可实现恒转矩或恒功率调速，适应负载要求,是笼型异步电动机最有发展前途的一种调速方法,缺点：,必须有专用的变频电源；在恒转矩调速时，低速时过载倍数大为降低，甚至不能带动负载。,适用类型：,笼型转子异步电动机,12,第三节 调节转差能耗调速,共同特点：,在调速过程中均产生大量的转差功率,sP,e,，并消耗在转子电路，使转子发热，调速的经济性较差（串级调速除外）,介绍以下几种：,转子电路串电阻调速,用于绕线转子异步电动机,改变定子电压调速,常用于笼型转子异步电动机,滑差电动机,用于笼型转子异步电动机,串级调速,用于绕线转子异步电动机,13,一 转子电路串联电阻调速,实现方法：,转子串电阻,R,I,2,减小,T,减小（,T,T,z,）,n,减小,s,增加调速,sE,2,增加,I,2,增加,T,增加（,T=,T,z,）,稳定,机械特性：,转子电路串联电阻的数值愈大，人为机械特性愈软。,14,调速性能分析：,调速上限是,n,N,，下限受允许静差率的限制，,调速范围不大,调速级数少，,平滑性不高,转子串电阻为,恒转矩调速方法,转速降低,(s,增高,),，,下降，转子损耗增高，,经济性不高,转子损耗,输出功率,转子效率,15,优点：,方法简单，初期投资不高，一般适用于恒转矩负载,缺点：,调速范围不大，平滑性不高，经济性不高,适用类型：,绕线转子异步电动机,16,二 改变定子电压调速,改变定子电压的机械特性：,对于恒转矩负载：,转速低于,n,m,的机械特性不能稳定运行，仅,n,s,n,m,的转速区段可调，故,调速范围很小,对于通风机负载：,转速低于,n,m,的机械特性也能稳定运行，,调速范围扩大了,转子电阻较高时改变定子电压的机械特性：,对于恒转矩负载：,可得较宽调速范围,但是：,特性太软,，静差率常不能满足要求；,低压时过载能力较低,，负载稍波动即可导致停转。,17,目前，都采用,晶闸管交流调压闭环系统,(P156),进行调速,优点：,可实现平滑调速，得到低速硬特性和较大的调速范围；,且结构简单，成本较低，应用较多,较有发展前途,缺点：,调速效率较低，功率因数比转子串电阻时更低,适用类型：,一般用于高转差率笼型转子异步电动机,也可用于绕线转子异步电动机,18,三 滑差电动机,又称“,电磁调速异步电动机,”，由,笼型异步电动机,、,滑差离合器,和,控制装置,三部分构成。,1.,滑差离合器的调速原理,笼型异步电动机带动电枢恒速旋转,感应子绕组内通以直流励磁电流,感应子磁极处建立交链磁场,电枢旋转切割交链磁场，产生感应电动势和涡流,涡流与感应子磁场作用，在感应子中产生电磁力和转矩,转矩使感应子带动生产机械,沿电枢的转向,旋转,平滑地调节滑差离合器的励磁电流，,实现感应子无极调速,电枢与感应子间必须存在转速差。异步电动机的能量通过电枢与感应子间的电磁感应传递到拖动装置中。,19,双电枢无集电环滑差离合器,：应用于小功率大范围调速,杯形电枢滑差离合器,：适用于小功率,爪式无集电环滑差离合器,：适用于较大功率,2.,滑差离合器的结构类型,（略）,3.,滑差离合器的调速性能,机械特性：,n,1,主动部分转速,n,2,从动部分转速,I,B,励磁电流,励磁电流愈小，特性愈软,要得较大调速范围，提高调速平滑性，须采用闭环系统,20,滑差离合器输入功率,调速效率,输出功率,若,T,1,=T,2,=T,，转差功率,调速性能分析：,容许输出转矩,T,随转速降低而降低，调速既非恒转矩也非恒功率,最适用于通风机负载，最不适宜带恒功率负载,效率,随转速下降而下降，而损耗,P,随转速下降而增高,优点：,结构简单，运行可靠，维护方便，加工容易，能平滑调速，用闭环系统可扩大其调速范围,缺点：,须增加滑差离合器设备；调速效率低；在负载转矩,T,z,T,z,),ns,I,2,T(T=,T,z,),I,2,T(T0,且其数值增大时，机械特性向上移动；,E,f,0,且其绝对值增大时，机械特性向下移动,利用,E,f,大小和方向的改变，既可在,n,s,以上又可在,n,s,以下进行调速,机械特性的工作部分较硬，当,|-,E,f,|,之值较大时，最大转矩（即过载能力）降低，起动转矩也减小,24,实现过程：,转子电压,经晶闸管整流电路变为直流电压,U,d,逆变器电压,U,视为加到转子电路的,电动势,E,f,控制逆变角,，可改变,U,（即,E,f,），,从而实现异步电动机串级调速,3.,晶闸管串级调速的基本原理,功率转换过程：,输入功率,P,1,，,P,e,P,1,时，负载机械功率,P,1,(1-s),，,转子转差功率,sP,1,P,为反馈给电网的功率,，如忽略损耗，则,P,sP,1,控制反馈功率,P,也可调节异步电动机的转速,25,优点：,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；,应用范围广，,适用于通风机负载，也可用于恒转矩负载,是绕线转子异步电动机最有发展前途的一种调速方法,缺点：,功率因数较差,适用类型：,绕线转子异步电动机,26,本章小结,变极调速：,掌握,其方法和特点,笼型转子,变频调速：,掌握,其方法和特点,笼型转子,调节转差能耗调速：,了解,转子串电阻调速,的方法和特点,绕线转子,了解,变定子电压调速,的方法和特点,笼型或绕线转子,了解,滑差离合器调速,的方法和特点,笼型转子,掌握,串级调速,的方法和特点,绕线转子,总之：,对于绕线转子异步电动机，,串级调速,最有发展前途；,对于笼型转子异步电动机，,变频调速,最有发展前途，其次是调压调速。,27,第十二章 结束,28,
展开阅读全文