三相异步电动机串级调速特征
第四章 三相异步电动机的调速
静差率： δ=
n0－n n = ( 基本不变） × 100% n n0 0
5. 调速的经济性 经济性好。 6. 调速时的允许负载 ① YY－Y —— 恒转矩调速。 满载输出功率： P2 = 3 UN IN cos1 P2 满载输出转矩： T2 =
因为
Y INY 1 1 INYY = 2 ， YY = 2
在不同频率时，不仅最大转矩保持不变，而且对应于最大转矩时的 转速降也不变。所以，变频调速时的机械特性基本上是互相平行的。
（3）起动点
2 m1 PU1 r2 2 Tst ） 2 2 2 2 2 f （ 2 f ） （ L L ） 2f 1 （r1 r 2 ） （x1 x 2 ） 1 1 1 2
高速YY接法时（P）
UN P 3 2 I NYY COS YY 3U N 2 I NYY COS YY YY 3
不考虑cos和的变化时：
P YY 2 P Y
TYY 9.55P YY / nYY 1 TY 9.55P Y / nY
这种接法极数减少一半，转速增加一倍，功率增加一倍，接近 恒转矩调速，适宜带起重电葫芦、运输传送带等恒转矩负载。
4 三相异步电动机的调速
变极调速的特点： n0 0.5n0
O
n YY
Y
n0 0.5n0
n YY △
T
TL
O
T
TL
1. 调速方向 Y(△)→YY ：n YY→Y () ： n 2. 调速范围 D = 2 ~ 4
3. 调速的平滑性 平滑性差。 4. 调速的பைடு நூலகம்定性 稳定性好。
4 三相异步电动机的调速
4 三相异步电动机的调速
电机变频器一体化产品
异步电动机的串级调速
2024年1月16日星期二
向低于同步速方向的串级调速
串附加电动势之前：电机匀速转动，I2，Te=Tl； 串附加电动势之后：
I2'
sE20 R2
E f jsX 20
I2'
I2
Te ' Te
n
s s' n s I2 ' I2 ' I2 n'
Te ' Te
电机在转速n′处实现平衡，转速调为n ′ 。
串级调速的原理与基本类型
一.串级调速的原理 二.串级调速的基本运行状态及功率关系 三.串级调速系统的基本类型
2024年1月16日星期二
绕线型异步电动机的转子
2024年1月16日星期二
绕线型异步电动机的转子
2024年1月16日星期二
集电环
三相绕线型异步电动机示意图
转子三相绕组接成 Y 形
2024年1月16日星期二
2024年1月16日星期二
4. 高于同步转速的回馈制动运行状态 s＜0，Te＜0。则
Pem Te0 0
PM (1 s)Pem 0 Ps s Pem 0
说通明 过电 定动 子机 回从馈轴给上电吸网收；机另械 一功 部率 分变PM为，转一差部功分率变P为s，电通磁过功产率生PemE•，f 装置回馈给电网。
迟一个角度 p 。
电流越大，这个强迫延时换相 角就越大，但有：
00 p 300
2024年1月16日星期二
3.转子整流器的故障状态 （Id过大，p 300
特征：
当重叠达到600、 强迫延时 换相角达到300时的电压电流波 形如右图所示。
如果负载电流继续增大， 重叠角又会大于600，但强迫延 时换相角会保持300不变。原因 是：即使前面两个管子换流未 换完，后面该导通的管子也会 承受正压而导通，这样，就会 出现共阴极管和共阳极管都在 换流，四个二极管同时导通---转子整流器短路的故障情况 。
浅析三相异步电动机的串级调速
浅析三相异步电动机的串级调速作者：梁永成来源：《中国新技术新产品》2014年第04期摘要：串级调速即将可调节电势附加至绕线式电动机的转子回路中，通过附加电势的串入，对电动机转差进行改变，用以调整电动机速度。
附加电势会将其所在电路中大部分的转差功率吸收掉，再将电势吸收的反差功率通过附加装置转换能量再次利用，或返还回电网。
关键词：串级调速：转差率；电动机中图分类号：TM34 文献标识码：A1 原理概述电阻调速在绕线式电动机的转子回路中调速效率极低，将调速电阻串联入转子回路中，回路中会产生一定的转差功率损耗，转差功率会随着转速的降低而不断的增加，换言之，转差功率的损耗量便会越高，但是由于调速电阻的串入便会造成转差功率的消耗，因此系统效率便无法提升。
2 调速方法三相异步式电动机的转速可以通过“60f/p（1-s）”公式进行计算求得，式中f代表供电频率，P代表极对数，s则为转差率。
通过改变f、p、s值中的任何一个，均能够对转速予以改变。
串级调速是在传统的串电阻调速基础上发展而来的，其原理继承了一部分原有调速结构的原理，但在转差功率的利用上远远优于串电阻调速的方式。
使得转差功率被最大程度的加以利用，提高了电机的整体效率。
并且将控制量引入电动转子侧，即并将一个同转子的相数相附加且回路频率相同的电势串入绕线式电动机转子的回路中，通过附加电势实现电机的调速。
而转差功率的大部分则被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加电势的装置设法把所吸收的这部分转差功率回馈入电网，就能使电动机在低速运转时具有较高的效率。
以下通过分析对附加电势的改变是如何对电动机的转速进行调节的，串级调速系统对电动机的调速原理是什么。
异步电动机在云状过程中具有自然机械性，此时附加电势为零，电动机运转速度稳定且接近额定转速值，若是电动机对恒转矩进行拖动而负载，那么转子每项的电流为，由于定子电压相对较为恒定，因此气隙磁通始终不会改变，电动机中电磁转矩T =，当电势串入到电动机的转子回路中，且转子的感应电势同相位之间的差角不小于90°，那么电动机主要向下进行调速。
5.5三相异步电动机的调速特性
U 1 E 1 4 . 44 f 1 N m
8
可以看出：
U1 f1
E1 f1
4 . 44 N m
在上式中，N、Φ m均为常数，要使主磁通Φm保持不 变此在变频调速过程中，电压应该与频率成正比例 变化。
9
从调速范围、平滑性以及调速过程中电动机的性 能等方面来看，变频调速很优越，可以和直流电动机 的调速相媲美，但要使电压U1和频率f1同时可调，必 须要有一套专门的变频电源。近年来，由于电力电子 技术的发展，为获得这种变频电源提供了新的途径， 半导体变频装置的出现，促进了变频调速的广泛应用 ，推动了交流调速的发展。
广泛用于机电联合调速的场合，特别是中、小型机床 上用得极多。
7
二、改变电源频率来调节转速 当改变电源频率f时，旋转磁场的同步转速n0=60f／p 与频率正比变化，于是感应电动机的转速n也随之而改变 ，达到调节转速的目的。 在变频调速时，总希望保持磁通Φ m不变。因为： ①如果主磁通Φm的数值增大，将引起磁路饱和而使激磁 电流增大，从而降低电动机的功率因数。 ②如果主磁通Φm减小，电机出力下降T=Kt Φm I2cosφ 2， 在电流I2不变的情况下，主磁通Φm减少，电磁转矩必然下 降。因此在调速过程中，如要保持电磁转矩不变，总希望 主磁通Φm维持不变，从公式
5.5 三相异步电动机的调速特性
在现代工业生产中，为了提高生产率和产品质量 ，对各种电动机的调速性能提出了越来越高的要求， 要求它们的转速能够在宽广范围内平滑地调节。 虽然感应电动机具有结构简单、价格便宜、工作可 靠以及可以从交流电网直接供电等一系列优点，但是 由于它的调速性能不好，使得它的应用范围受到一定 的局限。在调速要求较高的场合，仍然不得不采用价 格昂贵、工作可靠性较差的直流电动机和其他特殊类 型的电动机。因此，感应电动机调速问题的研究，便 成为当前重要的课题之一。
5.5 异步电动机调速特性
5.5
三相异步电动机的调速方法与特性 依据： 依据： n = n 0 (1 − s ) =
n1 可控整流 n
N 磁 极 S
T
f
电
M 3~
电磁转差离合器 (a） (a）结构示意
T枢
生产机械
f (b） (b）工作原理
1、电磁滑差离合器的调速原理 当磁极上通过直流励磁电流时，产生固定的磁极。 当磁极上通过直流励磁电流时，产生固定的磁极。异 步电动机拖动电枢旋转，电枢就切割磁力线， 步电动机拖动电枢旋转，电枢就切割磁力线，而产生涡流 。如果将电枢看作不动，相当 如果将电枢看作不动， 于固定的磁极在空间转动， 于固定的磁极在空间转动，可 见它和感应电动机的旋转磁场 作用相当。 作用相当。电枢作为载流导体 ，处在磁场中，受到电磁力作 处在磁场中， 用而产生转矩。 用而产生转矩。
2 2 2
可看出，当转子回路串入的附加电动势 可看出，当转子回路串入的附加电动势Ead与转子电动 势同相位时，转子电流增大，电磁转矩增大， 势同相位时，转子电流增大，电磁转矩增大，转速将增高 称为高同步 高同步。 附加电动势E 与转子电动势反相位时， 称为高同步。而附加电动势 ad与转子电动势反相位时，转 子电流减小，电磁转矩减小，转速将降低，称为低同步 低同步。 子电流减小，电磁转矩减小，转速将降低，称为低同步。
接法中， 端都于0点相联， 在YY接法中，将1、2、3 端都于0点相联，4、5、6 接法中 端接电源，然后B 二相接电源对调， 端接电源，然后B、C二相接电源对调，每相二个半相绕组 并联，其中一个半相绕组电流反相，这时， 并联，其中一个半相绕组电流反相，这时，极对数为p， 同步转速为2 属恒转矩调速。 同步转速为2ns，属恒转矩调速。
5.5 异步电动机调速特性
采用恒磁通调压调速（也称恒转矩调速）。
即:
U1 f1
4.44N1kw1m
常数
分析：
当 f1↑时，再继续保持U1/f1=常数比较困难，因为 f1>50Hz时，UΦ↑> U1N不允许，这样只能保持UΦ不变。
f1↑→ Xm↑→ Im↓→ Φm↓→T↓ ，而 f1↑→n↑， P =TΩ属恒功率调速。所以工频以上采用恒压调速。
已知：n0=60f/p，当 f 改变，n0和n都将改变。 1.变频变压调速：
UΦ EΦ 4.44 f N1kw1Φ
当 f↓而UΦ不变时，Xm↓→ Im↑→ Φm↑→I0→I1↑ 引起电动机过热。
而Im↑→cosφ1↓Φm↑→pFe↑造成电动机带载能力 下降。
为了克服上述缺点，在工频（50Hz）以下调速时，
5.5 三相异步电动机的调速方法与特性
依据：
n
n0 (1 s)
60 f p
(1 s)
三相异步电动机的调速大致可以分成以下几种类型：
（1）改变转差率s调速，包括降低电源电压、绕线式异步 电动机转子回路串电阻等方法； （2）改变旋转磁场同步转速调速，包括改变定子绕组极 对数、改变供电电源频率等方法； （3）双馈调速，包括串级调速，属改变理想空载转速的 一种调速方法； （4）利用滑差离合器调速。
R M 3～
Rf
K2
+ -
(3)能耗制动时的机械特性：
2
3n 1 ns
Tmax2 Tmax1
0
Tz
T
(4)特点： 机械特性过原点，即n=0时T=0。能迅速、准确停车。
反馈制动、反接制动和能耗制动。
5.6.1 反馈制动 由于某种原因异步电动机的运行速度高于它的同步速
三相异步电动机的变频调速方法(精)
三相异步电动机的变频调速方法一、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;2、装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速 70%-90%的生产机械上;3、调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;4、晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大,电动机的转速越低。
此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
属有级调速,机械特性较软。
二、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:1、具有较硬的机械特性,稳定性良好;2、无转差损耗,效率高;3、接线简单、控制方便、价格低;4、有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;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、升降机、起重设备、风机、水泵等。
三、变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
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-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点:1、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;3、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。
三相异步电机的调速
一.基频以下变频调速 A),保持 为常数
上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
一.基频以下变频调速 B),保持 为常数 为防止磁路的饱和，当降低定子电源频率时，保持 为常数，使气 隙每极磁通 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动 机的电磁转矩为 上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
当某一瞬间电势的极性 与 或同相时，有转子回路电流为
反相
式中“–”号表示 与 反相，“+”号表示 与 同相。异步电动机的电磁 转矩为
当电动机定子电压及负载转矩都保持不变时，转子电流可看成常数；同时考虑到电 动机正常运行时s很小，sx2《 r2 忽略sx2 则： 在负载转矩 一定的条件下，若 转子串入 与 反相，则
变频调速原理及其机械特性
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 ，可以改变同步 转速n 1 ，从而改变转速。如果频率 连续可调，则可平滑的调 节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电 压为 如果降低频率 ，且保持定子电源电压 不变，则气隙每 极磁通 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大 的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。 因此，降低电源频率 时，必须同时降低电源电压 ，以达到控 制磁通 的目的。对此，需要考虑基频（额定频率）以下的调 速和基频以上调速两种情况
三相异步电动机的调速
根据三相异步电动机的转速公式为
通过上式可知，改变交流电机转速的方 法有三种 1．变转差率调速：改变s实现调速； 2．变极调速：改变p来实现调速 3．变频调速：改变f1实现调速
三相异步电动机的调速
改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子 电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电 阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后 者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平 滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节 过程中转子绕组均产生大量的钢损耗（ ）(又称转差功 率)，使转子发热，系统效率降低；主要存在调速范围窄、效率低， 对电网污染较大，不能满足交流调速应用的广泛需求； 改变电机的极数的调速，无法实现连续调速，并且接线麻烦， 应用的场合少；但价格便宜； 改变频率进行调速是最理想的，但这个梦想经历了百年之久， 直至20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）的开发成功，才实现 变频调速，随着电子技术和计算机技术的日益发展变频调速技术 日益成熟，应用得越来越广泛了
相异步电动机的七种调速方法及特点：
三相异步电动机分类特点以及调速方法三相异步电动机分类：1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。
不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。
2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
我们清楚三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。
一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。
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、升降机、起重设备、风机、水泵等。
特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；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调速特性。
二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
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-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
简述三相异步电动机改变磁极对数调速特点
简述三相异步电动机改变磁极对数调速特点
三相异步电动机改变磁极对数调速是通过改变电动机的磁极数目来实现调速的一种方法。
其特点如下：
1. 调速范围广：三相异步电动机改变磁极对数调速可以实现较大范围的调速，通常可以达到100:1以上。
这使得其在不同工
况下的应用更加灵活。
2. 调速连续性好：由于改变磁极对数可以实现连续的调速，因此可以达到较好的调速精度和稳定性。
在实际应用中，能够满足对速度精度要求较高的系统。
3. 调速响应速度快：三相异步电动机改变磁极对数调速的响应速度较快，可以在较短的时间内实现调速要求，适用于对速度变化要求较高的系统。
4. 效率较高：三相异步电动机改变磁极对数调速在高速运行时，由于磁极数减少，磁场扭矩减小，因此效率相对较高。
但在低速运行时，由于磁极数增加，磁场扭矩增大，可能会导致效率降低。
5. 负载适应性较好：三相异步电动机改变磁极对数调速可以适应不同负载的变化，无论是大负载还是小负载，都可以实现稳定的调速效果。
这使得其在各种工业应用中都可以灵活运用。
三相异步电动机的调速方法与特性
里仅就其原理做简要介绍。
变极调速的电动机往往
被称为多极电动机，其定子
绕组的接线方式很多，其中 常见的一种是角接/双星接， 即△/YY，如图所示。
图变极调速定子接线图
由定子绕组展开图知： 只要改变一相绕组中一半元 件的电流方向即可改变磁极 对数。当T1、T2、T3外接三 相交流电源，而T4、T5、T6 对外断开时，电动机的定子 绕组接法为△，极对数为2P， 当T4、T5、T6外接三相交流 电源，而T1、T2、T3连接在 一起时，电动机定子绕组的 接法为YY，极对数为P，从 而实现调速，其控制电路图 如所示。
1．定子调压调速
图为定子调压的机械特性曲线， 由图可知对恒转矩负载而言，其调 速范围很窄，实用价值不大，但对 于随转通速风的机变负化载而而变言化，，其如负图载中转虚矩线TL 所示。可见其调速范围很宽，所以 目前大多数的风扇采用此法。
但是这种调速方法在电动机转 速较低时，转子电阻上的损耗较大， 使电动机发热较严重，所以这种调 速方法一般不宜在低速下长时间运 图 行。
定子调压调速 机械特性曲线
2．转子串接电阻调速
该方法仅适用于绕线形异步
电动机，其机械特性如图所示。
图中曲线是一Βιβλιοθήκη 电源电压不变，而转子电路所串电阻值不同的机
械特性曲线。从图中不难看出，
当串入电阻越大时，稳定运行速 度越低，且稳定性也越差。
转子串电阻调速的优点是方
法简单，设备投资不高，工作可
靠。但调速范围不大，稳定较差，
em
L
实现降速的调速。
当附加电动势的相位与转子电动势相位相同时，
为
E
正值，使串电动势后的转子电流大于原来的电流，
f
则
＞Tem ， TL
三相异步电动机的调速特性
三相异步电动机的调速特性
由公式在已知T的条件下可推算出S：
再由公式和公式可得到：
依据上述公式，转变其四个参数（Tmax、Sm、f、p），有如下4种相应的调速方法：
调压调速
转子电路串电阻调速
转变极对数调速
变频调速
1.转变定子磁极数的调速特性
由式n0=60f/p 可知，假如磁极对数p减小一半，则旋转磁场的转速n0将提高一倍，转子转速n差不多也提高一倍。
因此转变p可以得到不同的转速。
如何转变磁极对数，取决于定子绕组的布置和联接方式。
原理：变换异步电动机绕组极数从而转变同步转速进行调速，其转速是按阶跃方式变化，而非连续变化。
应用：变极调速主要用于笼型异步电动机，变极电动机有转换单绕组接线转变极数的电动机和同一铁芯上设置两个以上极数不同绕组的电动机。
下图是YD系列(IP44)变极多速三相异步电动机。
YD系列(IP44)变极多速三相异步电动机
2.转变定子回路电压的调速特性
3.转变定子回路电源频率的调速特性
原理：
利用电动机的同步转速随频率变化的特性，通过转变电动机的供电频率进行调速
间接变换方式（交-直-交变频）
原理：
把沟通电通过整流器变为直流电，再用逆变器将直流电变为频率可变的沟通电供应异步电动机。
电压型变频调速
原理：整流输出经电感电容滤波，具有恒压源特性，逆变器具有反馈二极管，是一种方波电压逆变器。
变频器对三相沟通异步电动机供应可调的电压与频率成比例的沟通电源。
缺点：这种方法若不设置与整流器反向并联的再生逆变器，则不能实现再生制动。
应用：电压型变频器一般在单方向运转、不要求快速调整及多台电动机协调运行等场合使用。
三相异步电动机的调速的几种方式比较精华
三相异步电动机的调速的几种方式比较精华展开全文三相异步电动机的调速由异步电动机的转速公式可见，三相异步电动机的调速方法，可有改变极对数p（变极调速）、改变频率f1（变频调速）和改变s（改变转差率调速）三种。
一、变极调速方法：改变定子绕组接法—将每相定子绕组分成两个“半相绕组”，改变它们之间的接法，使且中一个“半相绕组”中的电流反向。
极对数就成倍改变。
如图6—16所示，a）图为4极，b）和c）图变为2极。
三相绕组同时改接。
但要注意，极数成倍变化时，必须同时改变出线端的相序（如将V、W对调）。
例如极对数由p变为2p时，V相绕组与U相的相位差变为2400，W相与U相差，相当于1200，如果不改变电源相序，电动机将反转。
另外，由于绕线式转子绕组不易改变极对数而笼型转子绕阻的极对数总与定子绕组的极对数相同，所以变频调速只能用于笼型异步电动机。
三相异步电动机变极调速的典型线路有Y－YY和△-YY两种。
Y－ＹＹ变极调速绕组改变接方法如图6－17 a）所示，机械特性如图6－18a）所示，YY接时理想空载转速（同步转速）为2n0，最大转矩Y接时的同步转速为n0，最大转矩可见 TmYY＝2TmYY－YY变极调速的容许输出：Y接容许输出功率和容许输出转矩分别为YY接容许输出功率和容许输出转矩分别为可见Y－ＹＹ变频调速方法属于恒转矩调速方式。
△－YY变极调速绕组改接方法如图6－17 b）所示。
△接时的最大转矩故△－YY变极调速的机械特性如图6－18 b)所示。
△接时的容许输出功率可见△－YY变极调速方法近似为恒功率调速方法。
优缺点及适用场合。
二、变频调速改变f1，即改变n0，从而调节n 。
变频调速时，一般希望磁通φ保持不变。
因为φφ都不利。
根据为使φ保持不变，就要保持为定值，即改变f1的同时按比例改变UX，这时电动机容许输出的转矩不变，为恒转矩调速方式。
一般在额定频率往下调时，采取这种调速方式。
但从额定频率往上调时，电压不容许按比例上升而只能保持额定，此时，f1越高，φ越弱，容许输出的转矩越小，而输出转速越高，为恒功率调速方式。
机车三相异步电动机调速特性—变频调速的特性
变频调速的特性
在通常情况下，等值电路中的Xm>>X1和X‘2，Im很小，则I1≈I’2，
这样电流公式可以简化为：
I1 I '2
U1
( R1
R'2 S
)2
(X1
X '2
)2
上式代入：
T
mp
2f1
I '22
R'2
/
S
电磁转矩为：
T
m p (U1 )2
2 f1
( SR1
R'2
Sf1 R'2 ) S2(X1
I'2
SE 1 R'2
E1 f2 R'2 f1
且在恒功率范围内，U1已提高到一定数值，可认为U1≈E1，故得
T
mp
2R'2
(U1 f1
)2
f2
或：
Tf1 KU12
f2 f1
K (U12 f1
)
f2
KU12 S
变频调速的特性
（1）U1不变，S=f2/f1=常数的调节方式
由于f1较高，与电抗相比可忽略R1的影响，则最大转矩可
异步电机等效电路
变频调速的特性 一、异步电机的等值电路及转矩表达式
图中 U1 、I1 — 电源相电压和电机定子
电流； I1 — 归算到定子侧的转子电
流； Im — 电机激磁电流； E1 E2 — 分别为一相定子感应电势和归算到定子
侧的转子感应电势； S — 转差率，为
转差频率与定子频率的比值：S=f2/f1； R1、X1 — 定子绕组电阻及漏电抗； R2'、X2 —归算到定子侧的转子电阻及 漏电抗； Rm、Xm — 激磁电阻及电抗。
异步电动机的串级调速
4. 高于同步转速的回馈制动运行状态 s＜0，Te＜0。则
PemTe00
P M(1s)P em 0 Ps sPem0
说通明 过电 定动 子机 回从馈轴给上电吸网收；机另械 一功 部率 分变PM为，转一差部功分率变P为s，电通磁过功产率生PemE ，f 装置回馈给电网。
可见，三相交流附加电势的取得在实际中十分困难。 超同步串级调速系统系统装置复杂，费用高。
实用的串级调速系统，一般采用低同步串级调速： 将转子电路接整流电路； 在直流回路中串入直流附加电动势； 通过调节直流附加电势的大小来调速的控制方案。
主要介绍低同步串级调速系统的基本类型。
低同步串级调速系统，首先把转子交流能量通过二极管整流桥整 成直流电，在直流电路中串入可调直流电源，调节所串入的直流电源 的电压对转子调速，并从直流附加电源将转差功率回馈电网。
I2'
sE 20 R2
E f jsX 20
I2'
I2
Te ' Te
n
s s'
n
s
I2 '
I
2
'
I2
n'
Te ' Te
电机在转速n′处实现平衡，转速调为n ′ 。
向高于同步速方向的串级调速
串附加电动势之前：电机匀速转动，I2，Te=Tl； 串附加电动势之后：
方向相反，频率相同
* 这种向下调速的情况成为向低于同步速方 向的串级调速。
b. 如串入的附加电势
Ef
与转子感生电势sE 20
方向相同，频率相同
* 这种向上调速的情况称为向高于同步 速方向的串级调速。
三相异步电动机的调速
2023年8月26日 星期六
§4－7 三相异步电动机的调速
3、恒电流变频率调速
用于负载容量小且变化不大的场合。
四、异步电动机调速方法比较（表3—8） 五、电磁调速异步电动机
2023年8月26日 星期六
§4－7 三相异步电动机的调速
三相异步电动机虽然可以有三种调速，但方 法却不尽人意。因此人们又设计出一类使用三 相交流电能在一定范围内平滑、宽广调速的电 动机，称为电磁调速异步电动机，又称滑差电 动机。 1、滑差电动机的组成
②缺点
转差离合器是依靠涡流而工作的，涡流损耗使 电枢发热，n↓→ S↑→ 涡流↑，不宜长期低速运 行。机械特性是软特性。
⑶转向
如果要改变输出轴的转动方向，必须改变异步 电动机的转动方向。
返回首页
2023年8月26日 星期六
§4－7 三相异步电动机的调速
返回
2023年8月26日 星期六
§4－7 三相异步电动机的调速
PYY 1.15P
TYY 0.58T
可见，∆-YY联结方式时，电动机的转速增大一倍，容许 输出功率近似不变，而容许输出转矩近似减少一半，所以这种 变极调速属于恒功率调速，它适用于恒功率负载。
同理可以分析，正串Y-反串Y联结方式的变极调速属恒功率 调速。
变极调速时,转速几乎是成倍变化的,调速的平滑性较差,但 具有较硬的机械特性,稳定性好, 可用于恒功率和恒转矩负载。
2023年8月26日 星期六
第五章5 三相异步电动机的调速特性 机电传动控制课件 煤化学课件
Y— YY接变极调速
pY pYY
3U N I N cos1
3U N 2I N cos1
1 2
属于恒转矩调速方式
TY
9550PY n1
1
TYY
9550PYY 2n1
△— YY接变极调速
pY
pYY
3U N 3I N cos1
3U N 2I N cos1
3 2
近似于恒功率调速方式
TY
9550P n1
所以，这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械 中，如在起重运输设备中应用非常广泛。
三、 改变磁极对数调 速
2P=4
2P=2
b、c中两个半 相绕组反向串 联或并联
要想实现极对数的改变，只要改变定子半相绕组的电流方向即可；
因为对P对极的电动机，其电角度是机械角度的P倍，为了确保变 极前后转子的转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序；
3
TYY
9550PYY 2n1
四、变频调速
异步电动机的转速正比于定子电源的频率f，若连续地调 节定子电源频率，即可实现连续地改变电动机的转速。
变频调速用于一般鼠笼式异步电动机，采用一个频率可 以变化的电源向异步电动机定子绕组供电，这种变频电源多 为晶闸管变频装置。
5．5 三相异步电动机的调速特性
T 2Tmax
S Sm
Sm S
S
Sm
Tmax T
Tmax2 1T 来自n 60 f 1 S
P
n0
60 f p
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
Tmax
K
U2 2X 20
Tst
K
R2U 2
R22
第28讲-三相异步电动机的调速之一..
（2）改变转差率s调速；
（3）改变电源频率f1调速。 其中，改变转差率s调速包括绕线转子电动机的转子串电阻调速和
定子调压调速。另外，还有一种调速方法叫做双馈调速（如串级调速
），属于改变理想空载转速的方法。
第二页，共26页。
一、变极对数调速
在电源频率f1不变的条件下，改变电动机的极对数p，电动机
的同步转速n1就会变化，从而实现转速的调节。
综上所述，当Ead与Eas反相位时，电动机在同步速以下调速，称为低同步串级调速，此时 提供Ead的装置从转子电路中吸收电能并回馈给电网；当Ead与Eas同相位时，电动机朝着同
步速方向加速，当幅值足够大时，电动机的转速甚至超过同步转速，称为超同步串级调速，此时提供Ead的
装置向转子输入电能，同时电源也要向定子电路输入电能，称为电动机的双馈运行。
速方向的串级调速。
第十三页，共26页。
二、变转差率调速
当转子串入的Ead与Eas同相位时，电动机的转速将向高调节 。这是由于I2增大了：
此时，电动机的转矩也随I2增大，转速开始上升，转差率s减小。随s减小， I2开始减 小，电磁转矩也相应减小，直到转速上升至某个值，电磁转矩与负载转矩平衡，升速过 程结束。为向高于同步速方向的串级调速。
为了提高调压调速机械特性的硬度，可采用速度闭环控制系统。 如下图：
当电压出现波动或负载变化时，通过闭环控制系统，使系统 稳定运行。
第二十五页，共26页。
谢谢各位的聆听
第二十六页，共26页。
第十九页，共26页。
二、变转差率调速
异步电动机转子感应电动势
E2s ，sE经2三相整流器后变为直
流电动势为：
逆变器直流侧直流电动势为：
E dk1E 2sk1sE 2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相异步电动机串级调速特征串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调度的附加电势来改动电动机的转差，抵达调速的意图。
大有些转差功率被串入的附加电势所吸收，再运用发作附加的设备，把吸收的转差功率回来电网或改换能量加以运用。
依据转差功率吸收运用办法，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速办法，多选用晶闸管串级调速，其特征为： 1.可将调速进程中的转差损耗回馈到电网或出产机械上，功率较高; 2.设备容量与调速计划成正比，出资省，适用于调速计划在额外转速70%-90%的出产机械上;
3.调速设备缺点时能够切换至全速作业，防止停产;
4.晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大;本办法适宜于风机、水泵及轧钢机、矿井行进机、揉捏机上运用。
1。