大学电机与拖动课程 第七章三相异步电动机的电力拖动幻灯片.pptVIP

近年来，随着电力电子技术的发展，异步电动机的调速性能大有改善，交流调速应用日益广泛，在许多领域有取代直流电动机调速系统的趋势。 从异步电动机的转速关系式n = n1(1-s)= 可以看出，异步电动机的调速可分以下三大类： (1) 改变定子绕组的磁极对数p，称为变极调速； (2) 改变供电电源的频率f1，称为变频调速； (3) 改变电动机的转差率s，其方法有改变电压调速、绕线式电动机转子串电阻调速和串级调速。 在电源频率不变的条件下，改变电动机的极对数，电动机的同步转速就会发生变化，从而改变电动机的转速。若极对数减少一半，同步转速就提高一倍，电动机转速也几乎升高一倍。 第四节 三相异步电动机的调速 若将U相绕组中的一半相绕组a2x2反向，如图所示，产生一对磁极。 图8.10 三相四极电动机定子U相绕组 图8.11 三相二极电动机定子U相绕组 通常用改变定子绕组的接法来改变极对数，这种电动机称多速电动机。其转子均采用笼型转子，其转子感应的极对数能自动与定子相适应。这种电动机在制造时，从定子绕组中抽出一些线头，以便于使用时调换。下面以一相绕组来说明变极原理。先将其两个半相绕组a1x1与a2x2采用顺向串联，如图所示，产生两对磁极。 目前，在我国多极电动机定子绕组联绕方式最多有3种，常用的有两种：一种是从星形改成双星形，写作Y/YY，如图所示；另一种是从三角形改成双星形，写作△/YY， 如图所示，这两种接法可使电动机极数减少一半。在改接绕组时，为了使电动机转向不变，应把绕组的相序改接一下。 变极调速主要用于各种机床及其他设备上。它所需设备简单、体积小、质量轻，但电动机绕组引出头较多，调速级数少，级差大，不能实现无级调速。 图8.12 异步电动机Y/YY变极调速接线 二、变频调速 三相异步电动机的同步转速为 因此，改变三相异步电动机的电源频率，可以改变旋转磁场的同步转速，达到调速的目的。 1. 变频调速的条件 三相异步电动机的每相电压U为 U≈E1=4.44f1N1K1 若电源电压Ul不变，当降低电源频率f1调速时，则磁通 将增加，使铁心饱和，从而导致励磁电流和铁损耗的大量增加，电动机温升过高等，这是不允许的。因此在变频调速的同时，为保持磁通 不变，就必须降低电源电压，使 或 为常数。 额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调。 2. 从基频向下调变频调速 降低电源频率时，必需同时降低电源电压。降低电源电压U1，有以下两种控制方法： (1) 保持 为常数。降低电源频率f1时，保持 为常数，则 为常数，是恒磁通控制方式，也称恒转矩调速方式。降低电源频率f1调速的人为机械特性，如图?8.14所示。 降低电源频率f1调速的人为机械特性特点为：同步速度n1与频率f1成正比；最大转矩 不变；转速降落?n=常数，特性斜率不变(与固有机械特性平行)。这种变频调速方法与他励直流电动机降低电源电压调速相似，机械特性较硬，在一定静差率的要求下，调速范围宽，而且稳定性好。由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好，另外，转差功率Ps较小，效率较高。 (2) 保持 为常数。降低电源频率f1，保持 为常数，则 近似为常数，在这种情况下，当降低频率f1时，?n不变。但最大转矩 会变小，特别在低频低速时的机械特性会变坏，如图8.15所示。其中虚线是恒磁通调速时为 常数的机械特性，以示比较。保持 为常数，则低频率调速近似为恒转矩调速方式。 3. 从基频向上调变频调 升高电源电压( )是不允许的。因此，升高频率向上调速时，只能保持电压为 不变，频率越高，磁通 越低，是一种降低磁通升速的方法，类似他励直流电动机弱磁升速情况，其机械特性如图所示。 保持 不变升速，近似为恒功率调速方式。随着