第7章 三相异步电机的电力拖动.pptVIP

调速性质的分析：假定基频以上变频调速过程中电机的功率因数、效率均不变，每相绕组中的电流仍保持额定值不变。此时，三相异步电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：（7-20）（7-21）结论：由于基频以上的调速过程中保持，基频以上的变频调速属于恒功率调速，其输出转矩反比于定子绕组的供电频率（或转速）（见图7.19中的虚线所示）。一般结论：基频以下为恒转矩调速；基频以上为恒功率调速；变频调速过程中，异步电动机机械特性的硬度保持不变，调速范围宽；频率连续可调，可以实现无级调速。第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日C、改变转差率的调速对于改变转差实现调速的方案，其效率可由下式给出：（7-26）上式表明，转子转速越低，效率越低。因此，一般来说，改变转差率的调速方案的经济性较差。下面针对目前常用的调速方法（改变定子电压的调压调速、转子绕组串电阻调速、利用滑差离合器调节转速以及双馈调速与串级调速）介绍如下：a、改变定子电压调速一般三相异步电动机调压调速的人工机械特性如图7.22a所示。图7.22三相异步电动机的降压调速第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日由图7.22a可见，对风机、泵类负载，其调速范围较宽，故调压调速特别适用于风机、泵类负载。对恒转矩负载，调压调速的范围较小，而对于高转差率电机（如双鼠笼式或深槽式鼠笼异步电机），则可得到较宽的调速范围，如图7.22b所示。为了提高调压调速机械特性的硬度，增大鼠笼式异步电动机的调速范围，可采用如下两种方案：采用转速闭环的方案（见图7.23）；将调压调速与变极调速结合。图7.23具有速度反馈的异步电动机调压调速系统第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日调速性质的分析：根据可见，调压调速时电磁转矩与转差率成反比。结论：调压调速既不属于恒转矩调速也非恒功率调速。b、绕线式异步电动机的转子串电阻调速三相绕线式异步电动机转子串电阻的人工机械特性如图7.24所示。图7.24绕线式异步电动机转子串电阻的人工机械特性结论：外加转子电阻越大，则转子转差率越大，转速越低。第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日调速性质的分析：考虑到，由于电源电压保持不变，故主磁通为定值。调速过程中，为了充分利用电动机的绕组，要求保持，于是有：由上式可得：（7-27）根据式（7-27）得转子回路的功率因数为：因此，电磁转矩为：结论：转子串电阻调速属于恒转矩调速。第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日绕线式异步电动机转子串电阻的调速方案可借助于图7.25所示的电力电子变流器加以实现。图7.25绕线式异步电动机转子回路串电阻的斩波调速图中，转子的等效电阻为：。其中，为IGBT开关器件的占空比。c、电磁滑差离合器调速滑差离合器电动机又称为“电磁调速电动机”，其基本结构如图7.26所示。第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日图7.26滑差离合器电机的基本结构图滑差离合器的工作原理：当鼠笼式异步电动机旋转时，滑差离合器的电枢则一同以角速度旋转，设其转向为顺时针。当磁极上的励磁绕组中无励磁电流（即）时，离合器的电枢与磁极无任何联系，负载侧电磁转矩为零。当励磁绕组中有励磁电流（即）时，离合器的电枢和磁极之间通过磁场相互作用。其工作原理类似于一台反装的感应电动机。其最终结果是：磁极随电枢沿同一方向旋转，设其角速度为。显然，。电磁滑差离合器由此而得名。图2.27电磁滑差离合器的工作原理第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日图7.28给出了电磁滑差离合器的机械特性。其中，理想空载转速是指异步电动机转子的转速。图7.28电磁滑差离合器的机械特性结论：随着直流励磁电流的增大，相同转速条件下滑差离合器输出的电磁转矩增大；改变直流励磁电流可以调节输出负载侧的转速。滑差离合器的调速原理：第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日d、绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速双馈调速与串级调速的引入：上