三相异步电动机调速

电动机定子电路的电压平衡方程式：
当U1不变时
f1下降 m 增大 磁路过饱和
f1上升
m 减小 输出转矩下降
第12章 三相异步电动机的调速
原则：任何负载类型下变频调速时都能百度文库证电动机 过载能力 l m不变，由此推出：
U f1 x Ux f1
TN TN
对于恒转矩调速 对于恒功率调速
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。
a、基频以下的变频调速
U 1 U 1N const 由 U1 E1 4.44 f1 N1k w1 m 可知，要想确保主磁通 m不变，可满足 f1 f 1N
亦即变频的同时必须调压，实现定子电压和频率的协调控制。 考虑到 T e max
m1 p 1 U1 U1 2 ( ) ) 2f1 2 ( x1 x2 f1
a、Y/YY接变极调速
假定变极调速前后定子的功率因数 cos1 、效率 均不变，为了确保电动机得到充分 利用，每半相绕组中的电流应均为额定值 I 1N ，于是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：
3U N I 1N cos1 PY 1 PYY 3U N (2 I 1N ) cos1 2
第12章 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
本章主要介绍异步电动机的各种调速方法的基 本原理、实现与特性。 12.1 变极调速 12.2 变频调速 12.3 能耗转差调速 本章小结
第12章 三相异步电动机的调速
§12－1
变极调速
•变极调速是一种通过改变定子绕组极对数来实现转子转速调节的 60 f 调速方式。在一定电源频率下，由于同步速 n1 1 与极对数 p 成反比，因此，改变定子绕组极对数便可以改变转子转速。 改变定子的极对数，通常用改变定子绕组联结法的方法。转子为笼型， 则转子的极对数自动随定子的极对数对应。也可以在电动机上安装两组 独立的绕组，各个绕组联结法不同构成不同的极对数。
3U N ( 3I 1N ) cos1 P 3 0.866 PYY 2 3U N (2 I 1N ) cos1
T 9550P 9550PYY ( ) /( ) 3 TYY n1 2n1
结论： /YY接变极调速属于近似恒功率调速方式。
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Y/YY接变极调速的机械特性
第12章 三相异步电动机的调速
图12-1 三相异步电动机变极前后定子绕组的接线图
a1 x1 代表A 图12-1a、b、c分别为三相异步电动机变极前后定子绕组的接线图。其中， 。 相的半相绕组， a2 x2 代表A相的另一半相绕组。
结论: 只要改变定子半相绕组的电流方向便可以实现极对数的改变。
为了确保定子、转子绕组极对数的同时改变以产生有效的电磁转矩，变极调速一般 仅适用于鼠笼式异步电动机。
Τ Ν Τ Ν
f1 TNf1 TN
U Ux x 定值 f1 f1
Ux Ux 定值 f1 f1
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对变频调速的要求： （1）主磁通 m N ，以防止定子铁心过饱和； T （2）电动机的过载能力（或最大电磁转矩 e max）尽可能保持不变。
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。
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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：

/YY接变极调速的机械特性
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§12－2 变频调速
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。

一、变频时的基本规律
U1 E1 I1 z1 E1 4.44f1W1 m K1 U1 E1 4.44f1W1 m K1 f1 m
2
因而，此时电机的过载能力保持不变。
下面对两种情况下变频调速时的机械特性进行讨论：
（1）保持 E1 / f1 =常数的机械特性
根据T型等效电路，可以获得用感应电势 E1 表示的电磁转矩的表达式为：
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Tem
Tem
（7-14）
Pem 1
)2 m1 p( I 2 2f1
上式表明：若采用 E1 / f1 =常数控制，则最大转矩 Te max 保持不变。 对应于最大转矩Te max 处的转速为：
nm n1 (1 s m )
60 f1 60r2 n1 nm p 2pL2
结论: 最大转矩 Te max处的转速降 nm 与频率无关。亦即:在变频调速过程 中，若保持 E1 / f1 =常数，则机械特性的硬度保持不变。即不同频率 下的机械特性是平行的。
r2 s m1 p ( E1 ) 2 2 f1
f1
r2 2 ) 2 ] [( ) ( x2 s
r2 s
利用
s
0 可以获得临界转差率
s m和最大转矩 Te max分别为：
Te max m1 p E1 2 1 ( ) 2 f1 4L2
r2 sm x2
结论: 对于三相异步电动机，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。这主要是极对数的改变会引起相序发生改变所致
第12章 三相异步电动机的调速
图12-2a 三相异步电动机Y/YY 接变极调速的接线
图12-2b 三相异步电动机 /YY 接变极调速的接线
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