感应电机调速技术.ppt

第6章 感应电动机调速技术 风机 泵类 负载的节能运行 直流调速技术无法应用的大容量、高转速、高电压等场合，同时解决起动问题 直流调速技术涉及的场合，包括具有高性能控制要求的伺服控制系统以及随动系统等 实现转速控制的同时，显著改善感应电机的机械特性(宽范围带负载能力) 转子绕组中串入电阻： 起动转矩将发生变化 临界转差率也会发生变化 最大转矩不变。 变化规律： 在一定范围内增加转子电阻，可以增加电动机的起动转矩，但若是串接电阻值达到一定值后，再继续增大转子电阻，起动转矩将开始减小。 6.1 感应电机调速技术概述 6.2 感应电机的调速方法 6.3 变频调速技术 6.4 变频调速系统 应用领域 6.1 感应电机调速技术概述 无需优良调速性能 通过改变电机转速进而实现系统的节能运行 减小起动电流,改善起动性能 应用领域 6.1 感应电机调速技术概述 受永磁体成本及制造难度的限制，直流电机容量通常在100kW以下 高压变频技术 应用领域 6.1 感应电机调速技术概述 直流电机存在机械摩擦环节(电刷)，使用寿命较低 感应电机定转子无机械接触，使用寿命长，无永磁材料，结构简单，成本较低 控制要求 6.1 感应电机调速技术概述 应用于节能领域，应具有较高运行效率 保持转差功率不变 提高电机功率因数 可实现优良控制性能 稳态精度 动态响应 调速范围 等效电路 6.2.1 感应电机的固有机械特性 感应电动机的Ｔ型等效电路 (1) 6.2 感应电机调速方法 一、物理表达式 二、参数表达式 三相感应电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存在一定的关系，所以感应电动机的机械特性通常用 表示。 表明：三相感应电动机的电磁转矩是由主磁通 与转子电流的有功分量 相互作用产生的。 说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ1、f1）、结构参数（R、X、m1、p）和运行参数（s）有关。 6.2.1 感应电机的固有机械特性 三相感应电动机的机械特性 曲线 6.2.1 感应电机的固有机械特性 由于感应电机固有机械特性具有非线性的特点，与直流电机相比，调速控制难度增加，必须考虑控制方法对机械特性的影响 几个特殊点： 1.起动点A: 2.最大转矩点B: 3.额定运行点C: 4.同步运行点D: 6.2.1感应电机的固有机械特性 在特性曲线上有两个最大转矩，最大转矩对应的转差率称为临界转差率，可令 求得: 2、 越大， 越大； 与 无关。 1、 与 成正比； 与 无关。 3、 和 都近似与漏抗成反比 6.2.1 感应电机的固有机械特性 在特性曲线上还有一个起动转矩，即 时的转矩: 结论：当其它参数一定时 1、起动转矩与电源电压平方成正比； 2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小； 3、绕线式电动机，转子回路电阻增大，起动转矩先增后减。 4、起动转矩倍数 6.2.1感应电机的固有机械特性 几个特殊点： 1.起动点A: 2.最大转矩点B: 3.额定运行点C: 4.同步运行点D: 6.2.1感应电机的固有机械特性 各点的变化将影响：同步转速，起动性能，带载能力，过载能力 由感应电动机的转速公式 可知，感应电动机有下列三种基本调速方法： （1）改变定子极对数 调速。 （3）改变电源频率 调速。 （2）改变转差率 调速。 6.2.2 感应电机基本调速方法 6.2 感应电机调速方法 需讨论各方法对机械特性的影响 6.2.2.1 变极调速 一、变极原理 一对极 状态1 状态2 每相绕组只有一个线圈，产生的旋转磁场具有一对磁极。在一个交流电压周期内，磁场在空间上旋转360度 6.2.2.1 变极调速 一、变极原理 一对极 状态3 状态4 6.2.2.1 变极调速 一、变极原理 二对极 旋转磁场的转速：与磁极对数、定子电流的频率之间存在着一定的关系：具有p对磁极时，电流变化一周，其旋转磁场在空间转过 1/p周。 电流变化一周时，四极旋转磁场在空间旋转 180°。 6.2.2.1 变极调速 一、变极原理 二对极 6.2.2.1 变极调速 一、变极原理 以2对极变1对极为例： U相两个线圈，顺向串联，定子绕组产生4极磁场： 反向串联和反向并联，定子绕组产生2极磁场： 二、三种常用变极接线方式 Y→反并YY，2p-p Y→反串Y，2p