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第9章 交流电动机的电力拖动 §9-1三相异步电动机的机械特性 §9-2三相异步电动机的起动 §9-3三相异步电动机的制动 §9-4三相异步电动机的调速 §9-5三相异步电动机过渡过程的能量损耗 §9-1三相异步电动机机械特性 2.异步电动机机械特性的参数表达式 电动机过载倍数KT 二、异步电动机的固有机械特性 三.人为机械特性 1、 降低电源电压 Ux时的人为机械特性 2、转子电路串联对称电阻时的人为机械特性 3、定子电路串联对称电抗时的人为机械特性 4、定子电路串联对称电阻时的人为机械特性 5、转子电路接入并联对称阻抗时的人为机械特性 与直流拖动系统相似，在实际应用中往往也要求拖动生产机械的交流电动机的转速能够调节，但是要实现交流调速要比直流调速复杂和困难得多。本节仅讨论异步电动机调速的方法、基本原理和特点。 §9-3三相异步电动机的调速 可知，若要改变异步电动机的转速，可以有以下三种方法： （1）改变电动机的磁极对数p（变极调速）。 （2）改变电动机的电源频率f1（变频调速）。 （3）改变电动机的转差率s（变转差调速）。 还有一种异步电动机的调速方法分类，而且是常用的。按照异步电动机的基本原理，从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分：一部分 为拖动负载的有效功率；另一部分是转差功率 ， 与转差率成正比。 从能量转换的角度看，转差功率是否增大，是消耗掉还是回收， 显然是评价调速系统效率的一个指标。 据此可把异步电动机的调速方法分为三类： （1）转差功率消耗型 —全部转差功率都转换成热能消耗掉。这类调速方法的效率最低。 （2）转差功率回馈型 —— 转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收的功率越多，其效率比前者高。 （3）转差功率不变型 ——无论转速高低， 转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。 对于一般异步电动机，其它参数不变的情况下，改变定子绕组的极对数，就可以改变同步转速n0=60f1/p ，从而改变电动机的转速n=n0(1-s)。这就是变极调速的基本原理。 变极调速方法一般适于笼型异步电动机。因为笼型异步电动机转子绕组本身没有固定的极对数，能自动地与定子绕组相适应。 变极调速的电动机往往被称为多速电动机，改变定子绕组的极对数， 通常用改变定子绕组的联结方式来实现。有多种方式方法。 一.变极调速（转差功率不变型） 1、方法描述 2、变极原理 3、常用变极方式 Δ-YY（2p-p) Y-YY（2p-p) 二相对调。 上述两种变极连接方法，虽然都能使定子绕组的极对数减少一半，转速增大一倍，但电动机的负载能力的变化却不同。为充分利用电动机，在保持定子电流为额定值的条件下，分析一下调速前后电动机轴上输出的转矩和功率的变化。 分析时，设定子的功率因数和电动机的效率均不变。有： 4、常用方案的允许输出 忽略定子损耗： 设电源线电压为UN，有： （1）Y-YY 改接后电动机的输出功率增加了一倍。 改接后电动机的输出转矩不变。 这说明：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。 设电源线电压为UN，有： （2）Δ-YY 即采用△/YY改接方法，电动机的输出功率在改接前后基本保持不变，所以△/YY变极调速属于恒功率性质。根据转矩关系式可知，采用△/YY改接方法，当转速增加一倍时，转矩则减小一半。其机械特性如图所示。 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。 5、变极调速的特点 从异步电动机转速公式n=n0(1-s)可知，若改变电源频率f1，则可平滑地改变异步电动机的同步转速n0=60f1/p，异步电动机的转速n也随之改变，所以改变电源频率可以调节异步电动机的转速。 二.变频调速（转差功率不变型） 2、额定转速以下（基频以下）的变频调速方案 1、方法描述 这是因为如果磁通太弱，电动机的铁心得不到充分利用，是一种浪费； 而如果磁通太强，又会使铁心饱和，导致过大的励磁电流，严重时甚至会因绕组过热而损坏电机。 （1）原则 主磁通?m保持为恒定值，即为额定值。 在异步电动机中，要想保持?m