k电机及拖动基础》 讲义 主讲 张友斌 考教材:《电机及拖动基础》下册(第3版) 顾绳谷主编机械工业出版社
《电机及拖动基础》 讲 义 主讲 张友斌 参考教材：《电机及拖动基础》下册（第3版） 顾绳谷 主编 机械工业出版社
第十二章三相异步电动机的调速 异步电动机的转速公式: H=0(1-s) 60f1 要对异步电动机调速。可从改变三个参数方面考 虑 (1)改变定子绕组的极对数p (2)改变供电频率f (3)改变电动机的转差率s
第十二章 三相异步电动机的调速 异步电动机的转速公式： 要对异步电动机调速。可从改变三个参数方面考 虑： （1）改变定子绕组的极对数p （2）改变供电频率f （3）改变电动机的转差率s (1 ) 60 (1 ) 1 0 s p f n = n − s = −
§12-1变极调速 改变定子的极对数,通常用改变定子绕组联结 法的方法。转子为笼型,则转子的极对数自动 随定子的极对数对应。也可以载电动机上安装 两组独立的绕组,各个绕组联结法不同构成不 同的极对数。 改变极对数p都是成倍的变化,转速也是成倍的 变化。故为有极调速。 ■改变定子绕组的联结法改变绕组极对数的原理。 见教材图12-1,12-2
§12－1 变极调速 ◼ 改变定子的极对数，通常用改变定子绕组联结 法的方法。转子为笼型，则转子的极对数自动 随定子的极对数对应。也可以载电动机上安装 两组独立的绕组，各个绕组联结法不同构成不 同的极对数。 ◼ 改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的 变化。故为有极调速。 ◼ 改变定子绕组的联结法改变绕组极对数的原理。 见教材图12－1，12－2
变极调速是的容许输出功率与转矩 np=3nU 1, Cos Pu 当n与cos保持不变时 P∝U T=9550-∞ U I Ip 变极时,由于极对数p减小一半时同步转速n 却增加一倍。而电流绕组内通过额定电流不 变。故转矩保持不变,但功率有所改变
◼ 变极调速是的容许输出功率与转矩 ◼ 变极时，由于极对数p减小一半时同步转速n0 却增加一倍。而电流绕组内通过额定电流不 变。故转矩保持不变，但功率有所改变。 P2 =P1 = 3Ux I1 cos1 当与cos1 保持不变时： 2 1 P U I x U I p n U I n P T x x 1 0 1 0 = 9550
§12-2变频调速 ■变频调速时保持磁通不变时,则U1=常数 对恒转矩负载为了保持过载能力不变,一般 Uf一常数。对于恒功率负载,保持过载能力 基本不变时,U,/=com 变频调速具有优异的性能。但必须备有专用 的变频设备(《电力电子》与《运动控制工 程》讲述)
§12－2 变频调速 ◼ 变频调速时保持磁通不变时，则Ux /f1 =常数。 ◼ 对恒转矩负载为了保持过载能力不变，一般 Ux /f1 =常数。对于恒功率负载，保持过载能力 基本不变时， ◼ 变频调速具有优异的性能。但必须备有专用 的变频设备（《电力电子》与《运动控制工 程》讲述）。 U f const x / 1 =
§12-3能耗转差调速 转子电路串联电阻调速 转子串R2后,12→TsE,=sE 电机以对应s的转速运转 ■经济性不高,当转速降低时,效率下降,转 子损耗增加,但方法简单,初期投资不大。 P2=P(1-s)n
§ 12－3 能耗转差调速 ◼ 一、转子电路串联电阻调速 ◼ 经济性不高，当转速降低时，效率下降，转 子损耗增加，但方法简单，初期投资不大。 电机以对应 的转速运转。 转子串 后 I T T s R I T T n s s sE s E z Z → → = → → → = → = 2 2 2 2 , (1 ) 2 P P s = T − =1− s
二、改变定子电压调速 口由异步电动机的人为机械特性可知, U4→n-s>sn,此时对恒转矩负载不能稳定运行 但对通风机负载却可以在人为机械特性与负载转矩 特性交点上运行。 若采用闭环控制可以提高电动机的机械硬度 的同时保证一定的过载能力。 ■调速时的性能低,功率因数很低。低速时发 热严重,必须采用一定的冷却方式
◼ 二、改变定子电压调速 ◼ 由异步电动机的人为机械特性可知， ◼ 若采用闭环控制可以提高电动机的机械硬度 的同时保证一定的过载能力。 ◼ 调速时的性能低，功率因数很低。低速时发 热严重，必须采用一定的冷却方式。 特性交点上运行。 但对通风机负载却可以在人为机械特性与负载转矩 Ux → n − s s m ,此时对恒转矩负载不能稳定运行。
王、滑差电动机调速 滑差电动机又称为:电磁调速异步电动机, 在调速中起着离合器的作用 工作原理:滑差电动机电枢又异步电动机带 动,其从动部分(感应子)通以直流励磁。 与异步电动机的工作原理相似,感应子随电 枢转动。调节直流励磁,则可改变感应子的 转速 ■作为系统,一般构成闭环系统。 特点:拓宽异步电动机的调速范围,能平滑 调速。但调速效率也低,且需要增加设备
◼ 三、滑差电动机调速 ◼ 滑差电动机又称为：电磁调速异步电动机， 在调速中起着离合器的作用。 ◼ 工作原理：滑差电动机电枢又异步电动机带 动，其从动部分（感应子）通以直流励磁。 与异步电动机的工作原理相似，感应子随电 枢转动。调节直流励磁，则可改变感应子的 转速。 ◼ 作为系统，一般构成闭环系统。 ◼ 特点：拓宽异步电动机的调速范围，能平滑 调速。但调速效率也低，且需要增加设备
■四、串极调速 原理:在电动机的转子电路内引入感应电动 势E SE sE+E R2+s2X2 Ra+sX (1)E与sE2同相位时,转子电流增加 (2)E与sE2同反相位时,转子电流减小 (3)当E能平滑变化时,转速也随之平滑 变化。 ■技术难点:转子SE2的频率是可变的,则Ef 的频率也必须变化,且与sE2的频率保持同 步
◼ 四、串极调速 ◼ 原理：在电动机的转子电路内引入感应电动 势Ef，则： ◼ （ 1） Ef与sE2同相位时，转子电流增加。 ◼ （2） Ef与sE2同反相位时，转子电流减小。 ◼ （3）当 Ef能平滑变化时，转速也随之平滑 变化。 ◼ 技术难点：转子sE2的频率是可变的，则Ef 的频率也必须变化，且与sE2的频率保持同 步。 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 R s X sE E I R s X sE I f + + ⎯→ = + =
五、脉冲调速 ■利用周期闭合与断开改变电动机的电气参数的 方法,使电动机工作在电动与制动相互转化的 过渡过程中,电动机周期性的加速与减速,而 到一平均速度。改变周期时间,即改变脉冲 作用的相对时间,则可改变速度
◼ 五、脉冲调速 ◼ 利用周期闭合与断开改变电动机的电气参数的 方法，使电动机工作在电动与制动相互转化的 过渡过程中，电动机周期性的加速与减速，而 得到一平均速度。改变周期时间，即改变脉冲 作用的相对时间，则可改变速度