4、异步电动机变压调速
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机调速方法有几种
在工业生产中，三相异步电动机是一种常见的电动机类型，它广泛应用于各种
机械设备中。
而电动机的调速方法对于生产效率和设备性能有着重要的影响。
本文将介绍三相异步电动机的几种常见调速方法。
第一种调速方法是电压调制调速。
电压调制调速是通过改变电动机的供电电压
来实现调速的方法。
当电动机的供电电压发生变化时，电动机的转速也会相应地发生变化。
这种调速方法简单易行，成本较低，但调速范围有限，且调速精度较低。
第二种调速方法是频率调制调速。
频率调制调速是通过改变电动机的供电频率
来实现调速的方法。
当电动机的供电频率发生变化时，电动机的转速也会相应地发生变化。
这种调速方法调速范围广，调速精度高，但设备成本较高，且需要专门的变频器设备。
第三种调速方法是极数变换调速。
极数变换调速是通过改变电动机的极数来实
现调速的方法。
当电动机的极数发生变化时，电动机的转速也会相应地发生变化。
这种调速方法调速范围广，调速精度高，但需要专门设计的多极电动机，成本较高。
除了以上三种常见的调速方法外，还有一些其他的调速方法，如机械变速调速、电流调制调速等。
每种调速方法都有其适用的场景和特点，需要根据具体的生产需求和设备要求来选择合适的调速方法。
总的来说，三相异步电动机有多种调速方法可供选择，每种方法都有其独特的
优势和局限性。
在实际应用中，需要根据具体的情况来选择最适合的调速方法，以提高生产效率和设备性能。
希望本文介绍的内容对您有所帮助。
(完整版)异步电动机变频调速系统..
《自动控制元件及线路》课程实习报告异步电动机变频调速系统1.4.1 系统原理框图及各部分简介本文设计的交直交变频器由以下几部分组成，如图1.1所示。
图1.1 系统原理框图系统各组成部分简介：供电电源：电源部分因变频器输出功率的大小不同而异，小功率的多用单相220V，中大功率的采用三相380V电源。
因为本设计中采用中等容量的电动机，所以采用三相380V电源。
整流电路：整流部分将交流电变为脉动的直流电，必须加以滤波。
在本设计中采用三相不可控整流。
它可以使电网的功率因数接近1。
滤波电路：因在本设计中采用电压型变频器，所以采用电容滤波，中间的电容除了起滤波作用外，还在整流电路与逆变电路间起到去耦作用，消除干扰。
逆变电路：逆变部分将直流电逆变成我们需要的交流电。
在设计中采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT。
电流电压检测：一般在中间直流端采集信号，作为过压，欠压，过流保护信号。
控制电路：采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828，控制电路的主要功能是接受各种设定信息和指令，根据这些指令和设定信息形成驱动逆变器工作的信号。
这些信号经过光电隔离后去驱动开关管的关断。
1.4.2 变频器主电路方案的选定变频器最早的形式是用旋转发电机组作为可变频率电源，供给交流电动机。
随着电力半导体器件的发展，静止式的变频电源成为了变频器的主要形式。
静止式变频器从变换环节分为两大类：交-直-交变频器和交-交变频器。
1.交-交型变频器：它的功能是把一种频率的交流电直接变换成另一种频率可调电压的交流电（转换前后的相数相同），又称直接式变频器。
由于中间不经过直流环节，不需换流，故效率很高。
因而多用于低速大功率系统中，如回转窑、轧钢机等。
但这种控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的1/3～1/2,所以不能高速运行。
2.交-直-交型变频器：交-直-交变频器是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再直流变换成频率电压可调的交流，又称间接变频器，交-直-交变频器是目前广泛应用的通用变频器。
异步电动机调压调速系统
（5-4）
Tema x 21Rs
3npUs2 Rs212(LlsL'lr)2
（5-5）
由图5-4可见，带恒转矩负载工作时， 普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点 为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超 过 0 ~ sm ，调速范围有限。如果带风机类 负载运行，则工作点为D、E、F，调速范 围可以大一些。
U TVC——双向晶闸管交流调压器
n2
A A’ 闭环变压调速系统的近似动态结构图
’’ 现代带电流闭环的电子控制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来（图5-12中曲线c），起动时间
也短于一级降压起动。
U 根采变据用化图 普 时5通静-6异差a所步率示电很的机大原的（理变见图电图，压5-5可调）以速，画时开，出环调静控速态制范结很围构难很图解窄，决，如这采图个5用矛-7高所盾转示。子。电阻的力矩电机可以增大*n调3速范围，但机械特性又变软，因而当负载
为此，对于恒转矩性质的负载，要求调 速范围大于D=2时，往往采用带转速反馈 的闭环控制系统（见图5-6a）。
1. 系统组成
~
+
U*n +
GT ASR Uc
Un
M 3~
n
T-G-
a)原理图
图5-6 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
2. 系统静特性 异步电机近似的传递函数
由图5-4可见，带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超过 0 ~ sm ，
ua VT2
a)
ub
VT3
uc
Ua0 a
b 0
c 负载
•型接法
ia ua b) ub
交流电机变频调速及其应用第一章 异步电动机变压变频调速理论基础
I
' r
k
s Rr'
Us
n
s n0 n n0
I
' r
额定恒转矩条件下，降压则过载！例如冰箱、空调等。
U I 电动机为非线性负载，不能简单套用欧姆定律。
因此，降压调速的方法仅适用于负载较轻或 调速范围较小的情况。
11
交流力矩电机的机械特性
为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能
在较低转速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高
第一章 第一章 异步电动机变频调速理论基础
主讲教师： 崔纳新
1
本章提要 • 1.1 异步电动机运行原理 • 1.2 异步电动机的机械特性 • 1.3 变频调速的基本控制方式 • 1.4 负载转矩特性及其与调速方
式的配合
2
1.2 异步电动机的机械特性
异步电动机不同的调速方式 异步电动机的机械特性
人为地改变
M
Te m a x Ten
ns
M称为过载倍数。 n0 0
a
sm
b
01
Tq TL
Temax Te
图1-7异步电动机固有机械特性
6
1.2 异步电动机的机械特性
• （2）异步电动机的工作区域，一般只能在 s 0 ~ sm 范围内，在该范围内转矩可以近似看成和转差率成正
比，故称为机械特性的线性段，大于sm部分则为机械 特性的非线性段。
电磁转矩与定子电压的平方成正比。 3
1.2 异步电动机的机械特性
• 当电压Us和频率1一定时，机械特性方程式Te= f（s） 是一个二次表达式。在定子电压Us和频率1均为额定
值的情况下，可画出异步电动机的固有机械特性曲线
如图1-7所示。 n s
简述交流异步电动机变压调速系统的特点及应用场合
简述交流异步电动机变压调速系统的特点及应用场合交流异步电动机变压调速系统是一种常见的电动机调速控制系统，其特点和应用场合如下：特点：1. 变压调速系统采用变压器来调整电动机的输入电压，从而实现调速控制。
通过调整输入电压，可以改变电动机的转速，从而满足不同工况下的需求。
2. 交流异步电动机变压调速系统结构简单，成本低廉。
相比其他调速方法，如变频调速系统，变压调速系统的设备和维护成本较低。
3. 变压调速系统的调速响应速度较快，精度较高，可在短时间内实现从低速到高速的平稳调速。
4. 变压调速系统的稳定性较强，适用于工况变化较大的场合。
由于其调速控制是通过调整输入电压实现的，所以对负载的适应性较好。
应用场合：1. 工业生产线：交流异步电动机变压调速系统常用于工业生产线上，如输送带、搅拌设备、风机等。
由于生产线上的负载和工况经常变化，变压调速系统能够快速、稳定地满足不同负载要求。
2. 电梯系统：电梯是一个需要精确调速的系统，交流异步电动机变压调速系统可根据电梯载重情况和乘客需求来调整电梯的运行速度，提高乘坐的舒适性和安全性。
3. 污水处理系统：污水处理系统中的泵和风机需要根据进水量和水质变化来调整运行速度，以保证处理效果。
交流异步电动机变压调速系统能够根据实时需求来调整设备的转速，提高处理效率。
4. 能源系统：交流异步电动机变压调速系统可用于风力发电机组和太阳能跟踪系统中，根据天气条件和电网负荷情况来调整发电设备的转速，最大限度地利用风能和太阳能资源。
总之，交流异步电动机变压调速系统具有调速响应快、稳定性强、成本低廉等特点，广泛应用于工业生产线、电梯系统、污水处理系统和能源系统等场合。
它为各种设备和系统的调速控制提供了可靠的解决方案。
建筑电工试题及答案
一填空题1．电动势是衡量电源〔〕的一个物理量。
2变压器的电磁感应局部包括〔〕和〔〕两局部。
３异步电动机根本构造由〔〕和〔〕两大局部组成。
４异步电动机的调速有〔〕，〔〕，〔〕几种５低压配电的系统包括〔〕，〔〕， ( ) ，〔〕．６人体触电的方式包括〔〕，〔〕，〔〕。
7,从照明范围大小来区别分为〔〕，〔〕，〔〕，( )二选择题1.以下表征电路性质的物理量，不能被称为电路参数的是〔〕A:电阻 B 电源 C 电感 D 电容〔〕2.欧姆定律的正确表达式〔〕A: I=U/R B:R=U/I C:U=R*I D:I=Q/T3.以下不是特殊用途变压器的是〔〕A：自耦变压器 B：电压互感器 C：电流互感器 D：电力变压器 4.电力变压器不包括〔〕A：升压变压器 B：电焊变压器 C：降压变压器 D：配电变压器 5.异步电动机的启动时是指电动机接通交流电源使电动机的转子由静止状态开场转动，一直加速到〔〕，进入稳定状态运动的过程。
A：额定转速 B：额定电压 C：额定电流 D：额定功率6.异步电动机的启动方法不包括〔〕A:直接启动 B:降压启动 C:降流启动 D;绕线式电动机转子串联电阻启动 7.高压供电的用户必须保证功率因数在〔〕以上。
A:0.5 B:0.7 C:0.8 D：0.98.供电可靠性较高，配电设备集中，检修方便，但系统灵活性较差，有色金属消耗量较多，一般适用容量大，负荷集中的用电设备的配电系统类型是〔〕A:放射式配电系统 B:树干式配电系统 C:变压器-干线式配电系统 D:链式配电系统9.下面与照明质量无关的根本概念〔〕A:光通量 B: 温度 C:发光强度 D:照度10.本教材的是〔〕Ａ：人民Ｂ：Ｃ：高等教育Ｄ：科学三判断1、电路有空载、负载和短路三种运行状态。
〔〕2、正弦交流电的有效值，就是与其热效应相等的直流值。
通常都用有效值来表示正弦交流电的大小。
〔〕3、三相变压器用来变换三相电压，三相绕组的连接方式有Y/Y。
5.3 异步电动机的变压变频调速解析
5.3.2 变压变频调速时的机械特性 式（5-5）已给出异步电机在恒压恒频正弦 波供电时的机械特性方程式 Te= f (s)。 当采 用恒压频比控制时，可以改写成如下形式：
Us s1 Rr' Te 3np ( sR R ' ) 2 s 2 2 ( L L' ) 2 （5-28） s r 1 ls lr 1
对于直流电机，励磁系统是独立的，只要 对电枢反应有恰当的补偿， m 保持不变 是很容易做到的。 在交流异步电机中，磁通 m 由定子和转 子磁势合成产生，要保持磁通恒定就需要 费一些周折了。
• 定子每相电动势
Eg 4.44 f1Ns kNS Φm
（5-11）
式中：Eg —气隙磁通在定子每相中感应电动势的有 效值，单位为V； f1 —定子频率，单位为Hz；
2
• 特性分析 当s很小时，可忽略上式分母中含s各项，则
U s s1 Te 3np R' s r 1
2
（5-29）
s1
Rr'Te Us 3n p 1
2
10 R T 60 n sn1 s1 2 n p n
阻抗压降所占的份量就比较显著，不再能
忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一
些，以便近似地补偿定子压降。
带定子压降补偿的恒压频比控制特性示
于下图中的 b 线，无补偿的控制特性则为a 线。
• 带压降补偿的恒压频比控制特性
Us
UsN
b —带定子压降补偿
a —无补偿
O
f 1N
图5-9 恒压频比控制特性
2
Eg R s1 Rr' 3np R '2 s 2 2 L'2 s 1 lr 1 r
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法交流异步电机调速方法对于工业生产具有重要意义，它能够提高生产效率、节约能源并且减少设备的维护成本。
下面我们将详细介绍交流异步电机调速的方法，包括电压调节、频率调节、转子电阻调节和变频调速等。
我们来看电压调节方法。
一、电压调节电压调节是一种简单而有效的交流异步电机调速方法。
通过调节电源的电压来改变电机的输出转矩和转速。
在低电压状态下，电机的输出转矩和转速会降低，而在高电压状态下则会增加。
这种方法简单易行，但是效果有限，且可能影响电机的寿命。
二、频率调节频率调节是另一种常见的交流异步电机调速方法。
通过改变电源的输出频率来改变电机的转速，实现调速的效果。
在工业生产中，通常采用变频器来实现频率调节，它能够准确地控制电机的输出频率，实现精确的调速效果。
频率调节方法精度高，但需要专门的变频器设备，成本也相对较高。
三、转子电阻调节转子电阻调节是一种早期的交流异步电机调速方法。
通过改变电机转子上的外接电阻，来改变电机的转速。
这种方法已经日渐淘汰，因为它存在电器损耗大、调速精度低等缺点。
四、变频调速变频调速是目前应用最广泛的一种交流异步电机调速方法。
通过变频器来改变电源的频率和电压，从而控制电机的输出转速。
变频调速具有调速范围广、响应速度快、能耗低等优点，已经成为许多工业生产中的标配调速方法。
除了以上介绍的几种方法外，还有一些基于磁阻变化原理的电磁式调速、基于转子电流控制的矢量调速等高级调速方法。
随着科技的发展，交流异步电机调速技术也在不断演进，相信未来会有更多更先进的调速方法出现，为工业生产带来更多便利和效益。
第九周异步电动机的调压调速
B
iB
A
Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
2020年12
23 月17日星 23期四
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N• B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
30
CS'
X' •
• ZN'
A
n0
NZ •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
n0
60 f p
(转/分）
I m iA iB iC t
3
按电动机的实际调速方法分类
①降电压调速 ②转差离合器调速 ③转子串电阻调速 ④绕线电机串级调速或双馈电机调速 ⑤变极对数调速 ⑥变压变频调速
4
5
•按电动机的能量转换类型分类
按照交流异步电机的 原理，从定子传入转 子的电磁功率可分成 两部分：
➢ 一部分是拖动负载的有效 功率，称作机械功率；
➢ 另一部分是传输给转子电 路的转差功率，与转差率
在不同电压下的机械特性
42
5.2.3 闭环控制的变压调速系统及 其静特性
采用普通异步电机的变电压调速时，调速范 围很窄，采用高转子电阻的力矩电机可以增 大调速范围，但机械特性又变软，因而当负 载变化时静差率很大，开环控制很难解决这 个矛盾。
为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速范 围大于D=2时，往往采用带转速反馈的闭环 控制系统。
2020年12
17 月17日星 17期四
三相异步电动机的调速
m1 p U1 2 1 ( ) 常数 ' 4 f1 2 ( L1 L2 ) Te max的降低是由定子绕组电阻 r 的影响所致。尤其是当 f1 低到使得 r 由上式可见， 1 1 ( x1 x2 ) 相比较时， Te max下降严重。 可以与 Te max
解决措施： 可以对 U1 / f1的线性关系加以修正，提高低频时的 U1 / f1 ，以补偿 低频时定子绕组电阻压降的影响（见下图）。
TY 9550PY 9550PYY ( ) /( ) 1 TYY n1 2n1
结论：Y/YY接变极调速属于恒转矩调速方式。
第12章 三相异步电动机的调速
b、△/YY接变极调速
假定变极调速前后电机的功率因数 cos1 、效率 均不变，并设每半相绕组中的电 流均为额定值 I 1N ，则 /YY变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：
改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，故为有级调速。 改变定子绕组的联结法改变绕组极对数的原理。 见下页图12－1，12－2
第12章 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的转子转速可由下式给出：
60 f1 n (1 s) p
由上式可见，三相异步电动机的调速方法大致分为如下几种： 变极调速； 变频调速； 改变转差率调速； 其中，改变转差率的调速方法涉及： 改变定子电压的调压调速； 绕线式异步电动机的转子串电阻调速； 电磁离合器调速； 绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速。
由此绘出保持U1 / f1=常数时变频调速的典型机械特性如下图所示。为便于比较，图 中还同时绘出了 Te max 常数时的机械特性，如图中的虚线所示。
三相异步电动机变频调速时 的机械特性( U1 / f1 =常数)
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
4章 交流异步电动机变频调速系统
为交流异步电动机转矩系数，其中Nr为转子绕组有效匝数；
φr为转子功率因数角。
可见，转矩控制的困难体现在以下几点： T T ① m 是由定子电流is iA , iB , iC 和转子电流 ir ia , ib , ic 共同产生的，它的
空间位置相对于定子和转子都是运动的。 ② m 与 I r 是两个相互耦合的变量，且 I 对于一般的鼠笼形异步电机是无法 r ③ r 是与转速相关的时变量（与转差s有关）， 且当电机运行时转子电阻 Rr 随温度变化而变化， Te 也随之变化。除此以外，式中的 Te 只是平均转矩的概念， 对平均转矩的控制已十分困难了，更何况瞬时转矩。对转速的控制实质上就是 对转矩的控制，转矩控制的困难是实现交流电机高性能调速的主要障碍，也是 过去限制交流调速系统获得广泛应用的主要原因。 2）调速装置中器件发展的限制：调速装置中两大组成部件是主电路和控制电路。 主电路中的主要器件—电力电子功率器件在近五十年来更新换代了五代之多，以 适应变频调速（PWM脉宽调制）的需要。控制电路中的主要器件—微处理器在 近二十年中运算速度提高了数倍，以适应高性能变频调速复杂算法的需要。交流 调速系统的发展依赖于新型电力电子器件的应用、微电子技术的发展。
直流调速系统中各部分分别为5%，40%和55%，而交流调速系统中各部分分别 为10%，60%和30%。特别是当功率大于500 kW，交流调速系统的成本比直流 调速系统的成本明显降低。 4.1.2交流电动机的调速方法及其主要应用领域 1．交流电动机的调速方法 由电机学可知，交流电动机的同步转速表达式为 60 f s （4.6） ns np ns 为同步转速。 式（4.6）中，np为电机极对数；fs为电机定子供电频率； (1) 同步电动机的调速方法 可见，均匀地改变同步电动机的定子供电频率fs，就可以平滑地调节电动机
运动控制系统运动控制系统试卷(练习题库)(2023版)
运动控制系统运动控制系统试卷（练习题库）1、弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。
2、采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。
3、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。
4、直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。
5、静差率和机械特性硬度是一回事。
6、带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。
7、双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。
8、逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。
9、可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。
10、双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。
11、与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。
12、α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段。
13、转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
14、电压闭环相当于电流变化率闭环。
15、闭环系统可以改造控制对象。
16、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
17、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。
18、电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。
19、对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。
20、静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，静差率（）21、下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是O22、常用的可控直流电源有O23、调速系统的稳态性能指标包括O24、反馈控制系统的作用是O25、常见的调速系统中，在基速以下按（），在基速以上按（）26、自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟O和对扰动输入信号的O27、电力牵引的（）。
34、PWM变换器可以通过调节O来调节输出电压。
35、PWM逆变器根据电源类型不同可以分为（）。
三相异步电动机变频调速
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近，磁场转速 n1改变后，电机转速 n 也60 f 1可知，改变电源频率 f 1，可以调节磁场旋转，从就随之变化，由公式 n1p而改变电机转速，这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率 f 1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U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；f1为定子电源频率； N1为定子每相绕组匝数； k m为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1，且保持定子电源电压U1不变，则气隙每极磁通m 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 f 1时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率 f 1时，保持U1为常数，使气每f 1极磁通m 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[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 ， 即dT ，有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知：当U1常数时，在 f 1 较高时，即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时， r 1 = x 1 x 2 ，随着 f 1 的降低， T m 减少的不多； 当 f 1 较低时， x 1 x 2较小； r 1 相对变大，则随着 f 1 的降低， T m 就减小了。
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机是工业生产中常见的一种电动机，它在工业生产中具有广泛的应用。
在实际应用中，为了满足不同的生产需求，三相异步电动机需要进行调速。
那么，三相异步电动机调速方法有几种呢？接下来，我们将介绍三种常见的调速方法。
第一种调速方法是变频调速。
变频调速是通过改变电动机的输入电压和频率来实现调速的方法。
在变频调速系统中，通过变频器对电源电压和频率进行调整，从而改变电动机的转速。
这种调速方法具有调速范围广、精度高、效率好等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
第二种调速方法是级联调速。
级联调速是通过改变电动机的绕组接法来实现调速的方法。
在级联调速系统中，通过改变电动机的绕组接法，使电动机在不同的运行状态下具有不同的极数，从而实现调速的目的。
这种调速方法具有结构简单、成本低、可靠性高等优点，适用于一些对调速要求不是很高的场合。
第三种调速方法是变压调速。
变压调速是通过改变电动机的输入电压来实现调速的方法。
在变压调速系统中，通过改变电动机的输入电压，从而改变电动机的转矩和转速。
这种调速方法具有调速范围广、结构简单、成本低等优点，适用于一些对调速要求不是很高的场合。
综上所述，三相异步电动机调速方法主要包括变频调速、级联调速和变压调速三种。
不同的调速方法适用于不同的场合，可以根据具体的生产需求选择合适的调速方法。
希望本文介绍的内容对大家有所帮助。
- 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)。
TVC的变压控制方式
27
• 可逆和制动控制
电路结构：
采用晶闸管 反并联供电 方式，实现 异步电动机 可逆和制动。
图4-2 采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路
28
反向运行方式
图4-2所示为采用晶闸管反并联的异步电 动机可逆和制动电路，其中，晶闸管 1~6 控制电动机正转运行，反转时，可由晶闸 管 1，4 和 7~10 提供逆相序电源，同时也 可用于反接制动。
32
•电流公式
由图可以导出
I
' r
Us R Rs C1 s
' r
2 ' L C L 1 ls 1 lr
2
2
(4-1)
式中
Rs j1 Lls Lls C1 1 1 j1 Lm Lm
33
在一般情况下，LmLl1，则，C1 1 。 这样，电流公式可简化成
18
C、 转差功率不变型调速系统
这类系统中，转差功率只有转子铜损，而 且无论转速高低，转差功率基本不变，因 此效率更高。 上述第⑤、⑥两种调速方法属于此类。其 中变极对数调速是有级的，应用场合有限。 变压变频调速应用最广，可以构成高动态 性能的交流调速系统，取代直流调速。 在定子电路中须配备与电动机容量相当的 变压变频器，设备成本最高。
20
自控变频调速利用转子磁极位置的检测信号 来控制变压变频装置换相，类似于直流电机 中电刷和换向器的作用，因此有时又称作无 换向器电机调速，或无刷直流电机调速。 开关磁阻电机是一种特殊形式的同步电机， 有其独特的比较简单的调速方法，在小容量 交流电机调速系统中很有发展前途。
21
第二节 异步电动机变压调速电路
其后，又陆续提出了直接转矩控 制、解耦控制等方法，形成了一系列 可以和直流调速系统媲美的高性能交 流调速系统和交流伺服系统。
11
3. 特大容量、极高转速的交流调速 直流电机的换向能力限制了它的容量 转速积不超过106 kW · r /min，超过这一数 值时，其设计与制造就非常困难了。 交流电机没有换向器，不受这种限制， 因此，特大容量的电力拖动设备，如厚板 轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖 动，如高速磨头、离心机等，都以采用交 流调速为宜。
'2 r
3np
m1
' r
3npU s2 Rr' / s
' 2 2 Rr 2 ' 1 R L L 1 ls lr s s ） （4-3
35
式（4 - 3）就是异步电机的机械特性方 程式。它表明，当转速或转差率一定时， 电磁转矩与定子电压的平方成正比。 这样，不同电压下的机械特性便如图4-4 所示，图中，UsN表示额定定子电压。
14
2、按电动机的能量转换类型分类
按照交流异步电机 的原理，从定子传入转 子的电磁功率Pm可分成 两部分：一部分是拖动 负载的有效功率，称作 机械功率Pmech ；另一部 分是传输给转子电路的 转差功率Ps ，与转差率 s 成正比。
~ Pm
Pmech
Ps
15
即
Pm = Pmech + Ps
Pmech = (1 – s) Pm
23
•Y形接法
ia VT1
ua a Ua0
VT2
a)
b
ub
0
VT3
uc
c 负载
24
•△形接法
ia ua b) b 负载 a
ub
c uc
25
• 交流变压调速系统可控电源
•利用晶闸管交流调 压器变压调速
~
•TVC——双向晶闸 管交流调压器
TVC
M 3~ 图4-1 利用晶闸管交流调压器变压调速
26
• 控制方式
39
为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并 使电机能在较低转速下运行而不致过热，就 要求电机转子有较高的电阻值，这样的电机 在变电压时的机械特性绘于图4-5。 显然，带恒转矩负载时的变压调速范围增 大了，堵转工作也不致烧坏电机，这种电机 又称作交流力矩电机。
40
• 交流力矩电机的机械特性
s,n n 0 0
Is I
' r
Us R Rs s
' r
2 ' 1 Lls Llr
2
(4-2)
2
34
• 转矩公式
令电磁功率 Pm = 3Ir'2 Rr' /s 同步机械角转速 m1 = 1 / np 式中 np —极对数，则异步电机的电磁转矩为
Te Pm R I 1 s
12
三、交流调速系统的主要类型 交流电机主要分为异步电机（即感应 电机）和同步电机两大类，每类电机又有 不同类型的调速系统。 现有文献中介绍的异步电机调速系统 种类繁多，可按照不同的角度进行分类。
13
1、按电动机的调速方法分类
常见的交流调速方法有： ①降电压调速 ②转差离合器调速 ③转子串电阻调速 ④绕线电机串级调速和双馈调速 ⑤变极对数调速 ⑥变压变频调速等
36
• 异步电动机机械特性
n n0 sm
恒转矩负载特性 A D C B E 0.5UsN 0.7UsN F
风机类负载特性
UsN
O
TL
Temax Te
37
图4-4 异步电动机在不同电压下的机械特性
•最大转矩公式
将式（4-3）对s求导，并令dTe/ds=0，可求 出对应于最大转矩时的静差率和最大转矩
Ps = sPm
从能量转换的角度上看，转差功率是否 增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调 速系统效率高低的标志。从这点出发，可 以把异步电机的调速系统分成三类 。
16
A、转差功率消耗型调速系统
即有附加转差的调速系统，这种类型的全部转差 功率都转换成热能消耗在转子回路中。 上述的第①、②、③（降压、转差离合器、转 子串电阻）三种调速方法都属于这一类。 这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越 低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的 降低的（恒转矩负载时）。 这类系统结构简单，设备成本最低，还有一定 的应用价值。
9
高性能的交流调速系统和伺服系统（续） 20 世纪 70年代初发明了矢量控制技术， 或称磁场定向控制技术，通过坐标变换， 把交流电机的定子电流分解成转矩分量和 励磁分量，用来分别控制电机的转矩和磁 通，就可以获得和直流电机相仿的高动态 性能，从而使交流电机的调速技术取得了 突破性的进展。
10
高性能的交流调速系统和伺服系统（续）
29
制动运行方式 当需要能耗制动时，可以根据制动电 路的要求选择某几个晶闸管不对称工作， 例如让 1，2，6 三个器件导通，其余均关 断，就可使定子绕组中流过半波直流电流， 对旋转着的电动机转子产生制动作用。必 要时，还可以在制动电路中串入电阻以限 制制动电流。
返回目录
30
第三节 异步电动机改变电压时的机械特性 根据电机学原理，在下述三个假定条件下： • 忽略空间和时间谐波 • 忽略磁饱和 • 忽略铁损 异步电机的稳态等效电路示于图4-3。
第 四 章 异步电动机变压调速
—— 一种转差功率消耗型调速系统
1
本章提要
交流调速概述
异步电动机改变电压时的机械特性
异步电动机变压调速电路
闭环控制的变压调速系统及其静特性 转差功率损耗分析 变压控制在软起动器和轻载降压节能中的应用
2
第一节 交流调速概述
调速的发展过程
交流调速系统的主要类型
19
3、同步电机的调速
同步电机没有转差，也就没有转差功率， 所以同步电机调速系统只能是转差功率不 变型（恒等于 0 ）的。（不能通过改变转差功率
调速）
同步电机转子极对数是固定的，因此只能 靠变压变频调速，没有像异步电机那样的 多种调速方法。 在同步电机的变压变频调速方法中，从频 率控制的方式来看，可分为他控变频调速 和自控变频调速两类。
31
• 异步电动机等效电路
Rs Is
Lls
Llr′
I’r Lm
Us
1
I0
Rr ′/s
4-3 异步电动机的稳态等效电路 图4-3 图异步电机的稳态等效电路
Rs 、 Rr′— 定子每相电 阻和折合到定子侧的 转子每相电阻； Lls、Llr′ —定子每相 漏感和折合到定子侧 的转子每相漏感； Lm—励磁电感； Us 、 1 — 定子相电 压和供电角频率； s —转差率。
变压调速是异步电机调速方法中比较 简便的一种。 由电力拖动原理可知，当异步电机等 效电路的参数不变时，在相同的转速下， 电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此， 改变定子外加电压就可以改变机械特性的 函数关系，从而改变电机在一定负载转矩 下的转速。
22
过去改变交流电压的方法多用自耦变 压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自 从电力电子技术兴起以后，这类比较笨重 的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。 目前，交流调压器一般用三对晶闸管 反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相 电路中，主电路接法有多种方案，用相位 控制改变输出电压。
恒转矩负载特性 A B C UsN
0.5UsN
0.7UsN
1
0
TL
Te
返回目录
41
图4-5 高转子电阻电动机（交流力矩电动机） 在不同电压下的机械特性
第四节 闭环控制的变压调速系统及其静特性 采用普通异步电机的变电压调速时，调速 范围窄。采用高转子电阻的力矩电机可以 增大调速范围，但机械特性又变软，因而 当负载变化时静差率很大（见图4-5），开 环控制很难解决这个矛盾。 为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速 范围D大于2时，往往采用带转速反馈的闭 环控制系统（见图4-6a）。