第十二章 三相异步电动机的调速

《电机及拖动基础》顾绳谷 第四版 机械工业出版社

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电机学及拖动基础重庆大学自动化学院

《电机及拖动基础》顾绳谷 第四版 机械工业出版社

第十二章 三相异步电动机的调速

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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

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异步电动机的调速方法： 异步电动机的调速方法： 60 f1 n = ns (1 s ) = (1 s ) p 1、改变定子绕组的极对数p——变极调速 改变定子绕组的极对数 变极调速 2、改变供电电源的频率f1——变频调速 改变供电电源的频率 变频调速 3、改变转差率s——调节转差能耗调速 改变转差率 调节转差能耗调速

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第一节 变极调速一、 实现方法

改变定子绕组的联结，得到的极对数成倍地变化， 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 速也成倍地变化，属于有级调速 用于笼型转子， 用于笼型转子，转子极对数能自动与定子极对数相对应5

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第一节 变极调速

——改变定子绕组的联结，极对数p及2p下相序相反，须 改变定子绕组的联结，极对数 及 下相序相反 下相序相反， 改变定子绕组的联结 两相出线端对调， 将V、W两相出线端对调，以保持调速前后转向相同。 、 两相出线端对调 以保持调速前后转向相同。6

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第一节 变极调速二、容许输出功率和转矩的变化情况 输出功率： 输出功率： 由 P2 = ηP = 3U φ I1 cos 1η 1 假设在不同极对数下 与 cos 保持不变，则有 假设在不同极对数下η与 保持不变， 1

P2 ∝ U φ I1 输出转矩： 输出转矩： 若忽略定子损耗，则电磁功率 e与输入功率 1相等， 若忽略定子损耗，则电磁功率P 与输入功率P 相等， 则转矩为 Pe U φ I1 T = 9550 ∝ ∝ U φ I1 p ns ns7

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第一节 变极调速 容许输出转矩关系： 容许输出转矩关系： 定子绕组从一个星形改为两个星形并联(Y-YY),极 定子绕组从一个星形改为两个星形并联( ),极 ), 对数p减小为原来的一半 减小为原来的一半， 增加一倍， 对数 减小为原来的一半，ns增加一倍，其转矩比为TY U φ I N ( 2 p ) = =1 TYY U φ ( 2 I N ) p

——恒转矩调速方式。带恒转矩性质负载，配合较好。 恒转矩调速方式。带恒转矩性质负载，配合较好。 恒转矩调速方式 容许输出功率关系： 容许输出功率关系： 定子绕组从一个三角形改为两个星形并联(△-YY), 定子绕组从一个三角形改为两个星形并联( ), 极对数减小为原来的一半， 增加一倍， 极对数减小为原来的一半，ns增加一倍，其功率比为3U φ I N P 3 = = = 0.866 PYY U φ ( 2 I N ) 2

——近似恒功率调速。带恒功率性质负载，配合较好。 近似恒功率调速。带恒功率性质负载，配合

较好 8 近似恒功率调速

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第一节 变极调速 变极调速的机械特性： 变极调速的机械特性： 电动机高速运行时，改变定子绕组联结可使极对数增加， 电动机高速运行时，改变定子绕组联结可使极对数增加， 使电动机降速， 使电动机降速，降速过程中电动机工作在回馈制动状态

YY→△ △

YY→Y9

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第一节 变极调速 优点： 优点：调速时低速人为特性较硬，静差率较高，经济性较好； 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。 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： 缺点：属于有级调速， 属于有级调速，适用于不需平滑调速的场合

适用类型： 适用类型：笼型转子异步电动机

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第二节 变频调速n = (60 f1 p)(1 s ) 转差率变化不大时，n基本上正比于 1 转差率变化不大时， 基本上正比于 基本上正比于f 连续调节f1可以得到很大的调速范围、很好的调速平滑性 连续调节 可以得到很大的调速范围、 和足够硬度的机械特性 对磁通Φ的要求： 对磁通 的要求： 的要求 为使励磁电流和功率因数基本不变，一般要求Φ保持不变 为使励磁电流和功率因数基本不变，一般要求 保持不变 忽略定子漏阻抗压降，定子电路电动势平衡方程式为 忽略定子漏阻抗压降，

U φ ≈ Eφ = 4.44 f1 N1k w1Φ——可见，要使f1变化时 保持不变，则Uφ与f1必须成比 可见，要使 变化时Φ保持不变 保持不变， 可见 例地变化。 例地变化。11

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第二节 变频调速对过载能力的要求： 对过载能力的要求： 最大转矩 Tmaxm = 1 s 2

(

2 UΦ

′ R12 + ( X 1 + X 2 ) 2 + R1

)2

当f1较高时，R1<<X1+X2′,则： 较高时， ,2

Tmax ≈ C (UΦ / f1 )

频率变化前后，额定转矩之比为： 频率变化前后，额定转矩之比为：′ ′ ′ ′ TN Tmax KT UΦ f1 KT = ≈ ′ TN Tmax KT UΦ f1′ KT 2

——可见，为使频率变化前后有同样的过载能力，则定子 可见，为使频率变化前后有同样的过载能力， 可见 电压的调节方法为： 电压的调节方法为：′ ′ UΦ f1′ TN = UΦ f1 TN12

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第二节 变频调速一、 恒转矩调速 对于恒转矩调速： 对于恒转矩调速： ′ TN = TN′ UΦ UΦ = = 定值 f1′ f1

′ ′ UΦ f1′ TN = UΦ f1 TN

可见，恒转矩变频调速时，若保持 定值， 可见，恒转矩变频调速时，若保持UΦ/f1=定值，则可保证 调速过程中，电动机过载能力基本不变， 基本不变。 调速过程中，电动机过载能力基本不变，磁通Φ基本不变。

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第二节 变频调速二、 恒功率调速 对

于恒功率调速： 对于恒功率调速： ′ ′ PN = TN s′ = TN s TN f1′ = TN f1 ′ UΦ UΦ = = 定值 f1′ f1

′ ′ UΦ f1′ TN = UΦ f1 TN

可见，恒功率变频调速时， 定值， 可见，恒功率变频调速时，若保持 UΦ / f1 =定值，则可保 证调速过程中，电动机过载能力基本不变， 证调速过程中，电动机过载能力基本不变，但此时磁通Φ 将发生变化； 将发生变化； 如果按恒转矩调速时保持U 定值的条件 的条件， 如果按恒转矩调速时保持 Φ/f1=定值的条件，则调速过程 基本不变，但电动机过载能力将发生改变。 中，磁通Φ基本不变，但电动机过载能力将发生改变。14

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第二节 变频调速三、 变频调速的机械特性 当f1较高时，可忽略 1,则： 较高时，可忽略Rns = 60 f1 / p ∝ f1 ′ ′ sm ≈ R2 / X 1 + X 2 ∝ 1/ f1UΦ / f1 = 定值 Tmax ≈ C (UΦ / f1 ) …… 此处隐藏：1892字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……