[工学]第09章-交流电机拖动基础.ppt

第九章 交流电机拖动基础 由此可见，在恒功率调速时，如按 控制定子电压的变化，能使电机的过载能力保持不变，但磁通将发生变化；若按 控制定子电压的变化，则磁通?m将基本保持不变，但电机的过载能力保持将在调速过程中发生变化。 2） 基频以上调速 频率f1从额定频率f1N往上增加，若仍保持Us/f1 =常数，势必使定子电压Us超过额定电压UN，这是不允许的。这样，基频以上调速应采取保持定子电压不变的控制策略，通过增加频率f1，使磁通?m与f1成反比地降低，这是一种类似于 直流电机弱磁升速的调速方法。 设保持定子电压Us=UN，改变频率时异步电动机的电磁转矩 （9-43） 第九章 交流电机拖动基础 由于f1较高，可忽略定子电阻Rs，故最大转矩为 其对应的最大转差与转速降落同式（9-39）和式（9-40），为常数。这样，保持定子电压Us不变，升高频率调速时，最大转矩随频率的升高而减小，而最大转矩对应的转速降落是常数，因此对应的机械特性是平行的，硬度也相同的。但频率越高，最大转矩越小，如右图所示。 基频以上变频调速过程中，异步电动机的电磁功率为 在异步电动机的转差率s 很小时，由于 上式中的Rs、 均可忽略，即基频以上变频调速时，异步电动机的电磁功率可近似为 （9-44） 由于变频调速过程中，若保持Us不变，转差率s变化也很小，故可近似认为调速过程中Pem是不变的，即在基频以上的变频调速，可近似为恒功率调速。 第九章 交流电机拖动基础 把基频以下和基频以上两种情况综合起来，可得到异步电动机变频调速控制特性，如图9-27所示。 第九章 交流电机拖动基础 第九章 交流电机拖动基础 2. 深槽式异步电动机 这种电动机是靠适当改变转子的槽形，充分利用电动机起动过程中转子导条内的“集肤效应”，以达到既改善起动性能又不降低正常运行效率的目的。所谓集肤效应即是转子槽漏磁通引起转子导条的电流集挤在导条表层的效应。 第九章 交流电机拖动基础 3. 双笼型异步电动机 这种异步电动机的转子上安装了两套笼，如图9-11所示。两个笼间由狭长的缝隙隔开，显然里面的笼相连的漏磁通比外面的笼的大得多。外面的笼导条较细，采用电阻率较大的黄铜或铝青铜等材料制成，故电阻较大，称为起动笼；里面的笼截面较大，采用电阻率较小的紫铜等材料制成，故电阻较小，称为运行笼。 第九章 交流电机拖动基础 五、中、大容量电动机重载起动——绕线转子异步电动机的起动 中、大容量电动机重载起动时， 起动的两种矛盾同时起作用，问题最尖锐。 如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。三相绕线式异步电动机的起动方法通常有转子串接电阻起动和转子串接频敏变阻器起动 两种方法。 第九章 交流电机拖动基础 1. 转子串接电阻起动方法 绕线式异步电动机的转子是三相绕组，它通过滑环与电刷可以串接附加电阻，因此可以实现一种几乎理想的起动方法，即在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩， 待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除， 进入正常运行。 第九章 交流电机拖动基础 2. 转子串接频敏变阻器起动方法 转子串接电阻起动的绕线式异步电动机，当功率较大时，转子电流很大；若起动电阻逐段变化，则转矩变化也较大，对机械负载冲击较大；此外，大功率电动机的控制设备较庞大，操作维护也不方便。如果采用频敏变阻器代替起动电阻，则可克服上述缺点。频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的上升而自动减小。 第九章 交流电机拖动基础 第三节 异步电动机的调速 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基本原理和 方法。 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