1 常用电气控制基础.ppt

三相异步电动机定子每相电动势的有效值为： 只要控制好E和f，便可达到控制磁通的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。 1、基频以下调速 由式可知，要保持Φm不变，当频率f从额定值fn向下调节时，必须同时降低E，使 即采用恒电动势频比控制方式。 绕组中的感应电动势是难以直接控制，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏阻抗压降，而认为定子相电压U≈E，则得： 即采用恒压频比控制方式。 2、基频以上的调速 在基频以上调速时，速度调高。但此时也按比例升高电压是不行的，因为往上调U将超过电动机额定电压，从而超过电动机绝缘耐压限度，危及电动机绕组的绝缘。因此，频率上调时应保持电压不变，即U＝常数(即为额定电压)，此时，f升高，Φm应下降，相当于直流电动机弱磁调速。 （二）变频调速的机械特性 图1-67 U／f＝常数的变频调速机械特性 图1-68 U＝UN变频调速机械特性曲线 （三）变频器结构 随着现代电力电子技术的飞速发展，异步电动机变频调速所要求的变频电源几乎都采用静止式变频器。交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换(整流、逆变)，又要处理信息的收集、变换和传输，因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题和新型电力电子器件的应用技术问题，后者要解决(基于现代控制理论的控制策略和智能控制策略)硬、软件开发问题。 2、三相逆变桥的工作原理 只要按图b的规律控制6只逆变管的导通和关断，就可以把直流电逆变成矩形波三相交流电；而矩形波三相交流电的频率可在逆变时受到控制。 然而，矩形波不是正弦波，含有许多高次谐波成分，将使交流异步电动机产生发热、力矩下降、振动噪声等不利结果。为了使输出的波形接近正弦波，可采用正弦脉宽调制波。 （四） 变频器的电气控制电路 1.5 电动机的保护 短路保护 熔断器和低压断路器 过热保护 热继电器和低压断路器的热脱扣器 过流保护 过电流继电器和低压断路器的过电流脱扣器 零压、欠压保护 接触器或电磁式电压继电器 失磁保护 欠电流继电器 3．Y-Δ起动控制电路基本要求 （1）不得存在全电压起动的可能。 （2）Y形与Δ形接法接触器之间必须有互锁以防短路现象的发生。 （3）对有可能长期处于轻载的电动机，控制电路应考虑电动机能长期在Y形接法下工作的可能。 （三）延边Δ形起动控制电路 这一电路的设计思想是兼取星形连接与三角形连接的优点，以期完成更为理想的启动过程。其转换过程仍按照时间原则来控制。如前所述，星形启动有很多优点，但不足的是启动转矩太小。设想如果能兼取星形接法启动电流小，而三角形接法启动转矩大的优点，可在启动时将电动机定子绕组的一部分接成星形，而另一部分接成三角形，在启动结束以后，再换接成三角形接法，这就是所谓延边三角形启动方式。 延边三角形/三角形电动机绕组连接 图1-54 时间继电器延时自动切换的延边Δ形起动控制电路 图1-53 延边Δ形起动控制电路 （四）定子串电阻降压起动控制电路 （五）转子频敏变阻器起动控制电路 （六）软启动控制 交流电动机用Y／Δ启动设备启动时，在切换瞬间会出现很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，引起的机械振动对电动机转子、轴连接器、中间齿轮以及负载都是非常有害的。自耦变压器降压启动设备体积庞大，成本高，而且还存在与负载匹配的电动机转矩很难控制的缺点。由于传统的降压启动设备存在许多缺点，因此现在出现了电子控制的软启动器。 软起动设备的功率部分由3对正反并联的晶闸管组成，它由电子控制线路调节加到晶闸管上的触发脉冲的角度，以此来控制加到电动机上的电压，使加到电动机上的电压按某一规律慢慢达到全电压。通过适当地设置控制参数，可以使电动机的转矩和电流与负载要求得到较好的匹配。软起动器还有软制动、节电和各种保护功能。在大功率电动机应用上效果更显著。 软起动器起动时电压沿斜坡上升，升至全压的时间可设定在0．5～60s。软起动器亦有软停止功能，其可调节的斜坡时间在0．5～240s。不同起动方法下的起动转矩和起动时的电机电压如图1-57所示。 补充题１：常用的低压熔断器有哪些类型？ 补充题２：断路器有哪些保护功能？ 补充题３：设计三相异步电动机用接触器KM控制的单向直接起动电路，要求画出主电路和控制电路（启保停）。 1.3.2 制动控制电路 因为电动机的转动部分有惯性，所以把电源切断后，电动机还会继续转动一定时间而后停止。为了缩短辅助工时，提高生产机械的生产效率，并为了安全起见，往往要求电动机能够迅速停车和反转。这就需要对电动机制