电机及拖动 知识点1 三相异步电动机的变极调速 5.5.1三相异步电动机的变极调速.docVIP

第五节三相异步电动机的调速 【教学目的】 n 1.了解三相异步电动机调速的常用芳法: n ，，‘、 2.掌握三相异步电动机的变极调速的原理和特点: S、 3. 了解三相异步电动机= m变p频调速的原理: 4. 了解电磁滑差离合器调速的原理和特性: ，，.、 【教学内容】 ? 概述: s 、‘.，， ? 三相异步电动机的变极调速: ? 变频调速: ? 电磁滑差离舍器调速: 异步电动机具有结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便等优点，但在调速性能上比 不上直流电动机。同时，直到现在还没有研制出调速性能好、价格便宜、能完全取代直流电 动机的异步电动机的调速系统。但人们己研制出各种各样的异步电动机的调速方式，并广泛 应用于各个领域。近十几年来，随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术及自动控制技 术的飞速发展，交流调速技术己日趋完善，大有取代直流调速的趋势囚 一、 盟主主 交流调速在工业应用中，大体上有三大应用领域: (1)凡是能用直流调速的场合，基本上都能用交流调速z (2) 直流调速达不到的，如太容量、高转遮、高电压以及环境十分恶劣的场合，都能使 用交流调速: (3) 原来不调速的风机、泵类拖动，采用交流调遮后，可大幅度改善性能，并节省能源。 通过前面的学习，我们已经知道三相异步电动机转子的转速可表示为: (1)式中: n1一电机的同步转速， p 一电动机定子的极对数: S 一转差率: 因此，从上式知道，人为调节三相异步电动机转子转速的方法，从原理上讲有三种: (1)改变磁极对数 p; (2) 改变定子电源电压频率ft; (3) 改变转差率S 0 除了兰种方法外，目前还广泛采用电磁转差离合器调速。 二、三相异步电动机的变极调速 1.变极调速的原理 在从式(1)可知:三相异步电动机转子的转速n 与磁极对数 p 的多少成反比。所以，改 变三相异步电动机的磁极对数 P 就可以改变电动机的转速，称为变极调速。 那么，如何改变磁极对数p 呢? 为了说明这个问题，先看一下图 1所示的定子绕组〈只画出其中一相)的不同接线方式， 对电动机工作的影响。 图 1中，为了简便起见，每相绕组用两个等效集中的线圈来代表。 UI U:1 {臼》 ，，、I } [r，) 图1变极调速的原理 从上面的分析可以看出z 三相鼠笼式异步电动机的定子绕组，若把每相绕组中一半线圈 的电流改变方向，即半相绕组反向，则电动机的极对数便成倍变化.因此，同步转速叫也成 倍变化，对拖动恒转矩负载运行的电动机来讲，运行的转速也接近成倍改变. 2 两种常用的变极方案 改变定子绕组的接线方式使半相绕组反向，从而实现变极的具体方法很多，下面重点介 绍两种典型的变极方法. 由上章中知道电动机定子绕组有 Y、A两种接法z U w V U 11 V I \\111 i  W V UII VI \V 31 i 阻 Ua l v坦 他)Yi形核泌 (0.)l::，.形核泌 图 2 定子绕组的按法 u 1:..， Un U V:; W J:I  y.J 1Jt :n  V咀 飞11 有 l V:u: \ a)I.Ill(t陆 (l;I )y j型模也 \IinY抽 V可11 Vn l]l!  可号叨飞再把 \! u (C:IAlfl，阻也 :el)YV 啦慢u 圄 3 改变反对数接线圄 3 变极后三相异步电动机的转向问题由三相异步电动机的运行原理知道z 具有 P 对磁 极的三相异步电动机对应的空间电角度为磁极对数PX3600 t 设定子绕组 u、v、w 的空间位置如图 4，依顺时针方向相差 120 的空间机械角度. P=l 时，对应的空间电角度也顺时针方向依次相差 1200 ，相序为u-v-w。 P=2 时，各相对应的电角度为: u=o 。 V=2 X 120 0 =240 。 )W=2 X 240 0 =480 0 = (120 0 +360 0 ) 二字 1 = J ，月忡忡 相FF U-\，i W ( ) O V w 11=2 . l7.时十(i-相J T- lU .，... V-W (h 图 4 变极后的相序 则由三角函数的知识知，W 相滞后 U 相 120 0 ，V 相滞后 U 相 2400 ，三相绕组的相序变 为逆时针相序，U-V-W。因而电机反向。 表 1: 变极后的相序 4 变极后的负载能力及机械特性前面已经讲述了电动机负载能力的概念及电动机的机 械特性，那么，对三相异步电动机改变磁极对数后，负载能力如何变化呢? 设变极前后电源的线电源UN 不变，通过线圈的电流IN 不变: (1) y/yy 变极调速 Y 联结时: 乓=去M 叫=.J3uN 1N 1J ? COS yy