电机第十三章.ppt

Tmax 4f1 r1
3 pU12
r12 x1
x2 2
3p
4
U1 f1
2
r1
f1
1
2
r1 f1
2 2 Ll1 Ll2 2
sm
r2
r12 2f1 2 Ll1 Ll2 2
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二、基频以上调节的变频调速
当 f1>fN 时，要保持φm=C，定子电压需要高于额定值，这是不允 许的。因此保持 U1=UN ，这样 f1↑，φm↓，相当于弱磁调速。
p
2
E
r2
r2 s
2
x22
s
3p
2
E f1
2
r22
sf1r2
sx2
2
3p
2
E f1
2
r22
sf1r2
2Ll2 2 sf1 2
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机械特性分析
当电动机拖动恒转矩负载时：T TL C
sf1 C
同时由于：
sf1
f2
p 60
n1
n
p n 60
n C
采用△/YY改接方法，电动机的输出 功率在改接前后基本保持不变，属 于恒功率性质。根据转矩关系式可 知，采用△/YY改接方法，当转速增 加一倍时，转矩则近似减小一半。 其机械特性如图所示。
8
4、变极调速的优缺点
从以上分析可以看出，异步电动机的变极调速简 单可靠、成本低、效率高、机械特性硬，且既可适 用于恒转矩调速也可适用于恒功率调速，属于转差 功率不变型调速方法，但变极调速是有级调速，不 能实现均匀平滑的无级调速，且能实现的速度档也 不可能太多。此外，多速电动机的尺寸一般比同容 量的普通电动机稍大，运行性能也稍差一些，且接 线头较多，并需要专门的换接开关，但总体上，变 极调速还是一种比较经济的调速方法。
第十二章 三相异步电动机的调速
要求电动机具有几种转速
在一定范围内可以连续调速
异步电动机在变频调速大量应用之前调速性能 较差，要求调速性能较高的生产机械不得不采 用直流电动机拖动。
直流电动机有换向器的存在，使得它的应用也 存在一些缺陷。
异步电动机没有换向器，所以不存在直流电动 机的缺点，只是因为调速性能不理想而不得不 采用直流电动机，因此如何提高异步电动机的 调速性能，就是我们追求的理想目标。
IN 2p 2IN p
1
当定子绕组从一个三角形联结改成二个星形联结的并联时，极对数
也减小一倍，ns 也增加一倍。两种联结法的功率比为
P2Δ 3UIN 3 0.866
P2YY U 2IN 2
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Y/YY 变 极 调 速 属 于 恒 转 矩 性 质 ， 其 机械特性如图所示。这种变极调速方 法适用于恒转矩负载的拖动系统，如 起重机、传输带等机械。
Tm a x
3p
4f1
r1
U
2 N
r12
x1
x2
2
3
pU
2 N
4f1
2f1
1
Ll1
Ll2
1）具有机械特性较硬，调速范围较 大，平滑性较高，低速时稳定好等优 点。
2）同时由于频率可连续调节，所以 变频调速为无级调速，调速的平滑性 好，
3）此外，电动机拖动负载在不同转 速下运行时，转差率较小，因此转子 铜耗小效率高。
所以变频调速是异步电动机调速最有
发展前途的一种方法。
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可见∆n仅由TL决定，与f1无关，因此保持EΦ/f1=C变频调速 时，f1为不同值时各机械特性曲线是相互平行的。
临界转差率和最 大转矩：
dT 0 ds
sm
r2
2f1Ll2
r2 x2
Tm a x
3p
8 2
E f1
2
1 Ll2
C
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机械特性曲线
变频调速具有优异的性能，它与 他励直流电动机降压调速相似。
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一、基频以下调节的变频调速
三相异步电动机定子每相电压UΦ≈ EΦ，气隙磁通为：
E
U
4.44 f1N1kw1 4.44 f1N1kw1
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1、 保持EΦ/f1=C
保持EΦ/f1=C变频调速时的机械特性方程式为：
T
PM 1
3I 22
r2 s
2f1
3p
2f1
三相异步电动机的调速方法概述
异步电动机转速的表达式
n
ns
1
s
60 f1 p
1
s
异步电动机调速的方法
（1）改变定子绕组的极对数p；
（2）改变电源的频率f1,以改变ns进行调速，称为变频调速； 改变同步转速
（3）改变电动机的转差率； • 改变定子绕组的端电压； • 改变定子绕组的外加电阻或电抗； • 转子回路加电阻或电抗； • 转子回路引进f＝sf的外加电势。
调速方式
基频以下调速时的转子电流：
I 2
E2 ( E1)
r2 s
2
x2
Csf 1
r22 2 2 sf1 2 L2l2
(E1 Cf1)
负载转矩不变时：
T TL C sf1 C
I2 I2N C
I1 I1N C
所以保持EΦ/f1=C时属于恒转矩调速方式
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第一节 变极调速
1、变极原理
由于一般异步电动机正常运行时的转差率很小，电动 机的转速n=ns(1-s)主要取决于同步转速。
从ns=60f1/p可知， 在电源频率保持不变的情况下，改 变定子绕组的极对数p， 即可改变电动机的同步转速ns，
从而使电动机的转速n也随之改变，这就是变极调速的基
本原理。
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2、 保持UΦ/f1=C
保持UΦ/f1=C变频调速时的机械特性方程式为：
T
2f1
r1
3 pU12
r2 s
r2 s
2
x1
x2
2
3p
2
U1 f1
2
sr1
sf1r2
r22 2 2 sf1 2 Ll1
忽略
Ll2 2
T TL C
sf1
n p 60
f2
C
n C
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源自文库
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2、三相绕组的联结方式
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3、变极前后转矩和功率的关系
变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的 关系。输出功率为
P2 P1 3UI1 cos 1
在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流，这样在两种联
结法下的转矩之比为
TY TYY
U U
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第二节 变频调速
当极对数一定时，三相异步电动机的同步转速与 定子电源的频率f1成正比，改变f1就可以改变同步转 速，进而达到调速的目的。
如果电源频率可以连续调节，则电动机的转速就 可以连续、平滑调节。
通常把异步电动机定子的额定频率称为基频。变 频调速时，可以从基频向下调节，也可以向基频以上 调节。