2.7.1三相异步电机的调速原理（课件）-《电气控制线路安装与检修》同步教学（高教版）

三相异步电机的调速原理 课程内容 01 02 变极调速、改变转差率调速和变频调速的原理和机械特性分析 三相异步电机的调速的方法 一、调速方法 (1)改变极对数p，有级调速 (2)改变转差率s，无级调速，但不常用 (3)改变供电电源频率f，无级调速，变频调速 是指用人为的方式，改变电动机的参数，使其转速改变，达到预定的转速运行的过程。 调 速 注意：只适用于笼型电动机 二、变极调速 在恒定电源频率的条件下，改变定子绕组接线以改变磁极对数P，从而改变同步转速n0和相应的转子转速n。 定 义 U1 X1 X2 U2 顺向串联 i i U1 X2 X1 U2 N N S S P=2 定子剖面图 二、变极调速 反向串联 U1 X1 X2 U2 i i • U1 X1 U2 X2 i i 反向并联 U1 X2 X1 U2 N S P=1 定子剖面图 优缺点：所需设备简单、体积小、机械特性比较硬，稳定性好，可实现恒转矩调速和恒功率调速；但电动机绕组引出抽头较多，调速级数少。 YY型连接 二、变极调速 低速档：U1、W1、V1接电源， U2、W2、V2悬空，P=2。 (1)Y-YY调速方式 高速档：U2、W2、V2接电源， U1、W1、V1短接，P=1。 Y-YY变极调速方式和▲-YY变极调速方式 方 法 N u1 w1 v1 u2 w2 v2 v2 u2 w2 u1 v1 w1 Y型连接 YY型连接 二、变极调速 低速档：U1、W1、V1接电源， U2、W2、V2悬空，P=2。 (2) ▲ -YY调速方式 高速档：U2、W2、V2接电源， U1、W1、V1短接，P=1。 Y-YY变极调速方式和▲-YY变极调速方式 方 法 u1 w1 v1 u2 w2 v2 v2 u2 w2 u1 v1 w1 三角形型连接 三、转差率调速 转子串电阻机械特性曲线 TL T n n0 0 Tst1 r+ R1 0 Tm b d f h r+R2 1 r+R3 2 r 3 S 0 1 ~ ~ KM FR QF FU1 R L1 L2 L3 r<R3<R2<R1 转子串电阻电路图 1.绕线式异步电动机转子串电阻调速 R n S 优缺点： 所需设备简单、控制方便，但转差功率以发热形式消耗在电阻上，属于有级调速，机械特性较软，只适用于绕线式异步电机 8 三、转差率调速 2.调压调速 n0 n 机械特性 T 0 Tm Tst 0.8UN b c M sm UN 电机电磁转距T与负载转距TL平衡，电机稳定运行在工作点a a 电压降为0.8UN,同步转速n0和临界转差Sm率不变,机械特性变为蓝色曲线 电机工作在蓝色曲线b点时, T=TL,再次达到平衡时 电压降为0.6UN,同步转速n0和临界转差Sm率不变,机械特性变为绿色 0.6UN 电机工作在绿色曲线c点时, T=TL,再次达到平衡时 优缺点： 优点启动能力和带载能力比较低，调速范围只能从基速向下调整，适用于转矩随转速降低而减小的负载。 9 四、变频调速 n0 n 机械特性 T 0 Tm Tst M n1 n2 f1 f2 f3 指通过改变电源的频率从而改变电机转速。 定 义 U1:定子绕组电压 N1:导体总数 Kw:绕组系数 主磁通 f1 磁路过分饱和，If f1 电磁转矩及最大转矩 10 四、变频调速 基频下调和基频上调 方 法 (1)当< ，电动机的最大转矩Tm不变，为恒转矩调速。 n0 n 机械特性 T 0 Tst n1 n2 f1 f2 f3 Tm M 变频时不变， 值 (2) ，如果U1=UN， ，感应电动势Ee ，从而是输出转矩T ，电动机转速n ，电机输出功率P= 值，为恒功率调速。 总结 变极调速的过程和优缺点 (1)变频调速方法有Y-YY调速方式和△-YY调速方式 (2)特点：操作简单、成本低、机械特性硬，适用于恒转矩和恒功率调速。但不能连续调速，属于有级调速，由于接法比较复杂，变极调速不宜超过三种速度。 变转差率调速的过程和优缺点 (1)绕线式异步电动机转子串电阻调速：有级调速、调速平滑性差、适用于重载下调速，低速时，转子发热严重、效率低； (2)改变定子电压调速：调速范围小，转差率、运行稳定性不能满足生成工艺要求，一般不采用单纯调压调速。 变频调速的过程和优缺点 （1）从基频向下调速，为恒转矩调速 （2）从基频向上调速，为恒功率调速 （3）频率可连续调节，属无级调速，机械特性硬，调速范围大，稳定性好 $$