第三讲异步电动机的机械特性及调压电路.ppt

第一章 本 章 提 要 1.1 异步电动机运行原理 1.2 异步电动机的机械特性 1.3 变频调速的基本控制方式 1.4 负载转矩特性及其与调速方式的配合 1.2 异步电动机的机械特性 可见，当电源频率?1、转速或转差率s一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比。当电压Us和频率?1一定时，机械特性方程式Te= f（s）是一个二次表达式。在定子电压Us和频率?1均为额定值的情况下，可画出异步电动机的固有机械特性曲线如图1-7所示。 1.2 异步电动机的机械特性 从机械特性曲线上看，转矩有一个最大值Temax。对应于最大转矩的转差率sm称为临界转差率，它可由式（1-18）对s求导，并令dTe/ds = 0求得 （1-21） 将sm代入式（1-18）即可求得最大转矩Temax为 （1-22） 1.2 异步电动机的机械特性 注意： （1）设计电动机时通常把额定转矩Ten确定为 左右,。定义最大转矩Temax与额定转矩Ten之比为 1.2 异步电动机的机械特性 (2)异步电动机的工作区域，一般只能在 范围内，在该范围内转矩可以近似看成和转差率成正比，故称为机械特性的线性段，大于sm部分则为机械特性的非线性段。 二、调压时的人为机械特性 异步电动机调压调速方式广泛应用于启动时限制启动电流和一些调速精度要求不高的场合，目前调压调速方式在家用风扇、电动工具等小容量系统中仍然普遍应用。 可见，当电源频率?1、转速或转差率s一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比，这说明不同的定子电压，可以得到不同的人为机械特性，如图1-8。 调压时的机械特性 交流调压调速的基本结论 降压调速在恒转矩条件下，转子电流随转速的降低而增大 由公式(1-17) 可得：当Te=TL时，有 Us n 额定恒转矩条件下，降压则过载！例如冰箱、空调等。 U I 电动机为非线性负载，不能简单套用欧姆定律。 因此，降压调速的方法仅适用于负载较轻或调速范围较小的情况。 显然，带恒转矩负载时的变压调速范围增大了，堵转工作也不致烧坏电机，这种电机又称作交流力矩电机。 交流力矩电机的机械特性 调压调速更适合于风机泵类负载－转子电流随转速的 下降明显上升，有时还会下降（调速范围比较宽） 由公式(1-17)可得： 稳态运行时： U1 n s 必有最大值 交流调压调速的基本结论 解上式，得s＝1/3。 当s1/3时，转子和定子电流仍随速度的降低而增大，此其电流增大程度比恒转矩负载条件下小得多； 当s1/3时，转子和定子电流将随速度的降低而降低。 异步电动机变压调速电路 变压调速是一种典型的转差功率消耗型调速系统。 Y形接法 △形接法 交流变压调速系统可控电源 控制方式 (二) 在电阻—电感性负载时 作业题 对于三相星型晶闸管调压电路，带纯电阻性负载，分析α＝45°时A相电阻上的电压波形。 为什么说交流调压调速更适合于风机泵类负载？ 交流调压调速有哪些特点？ 下 课 (3) α＝60°情况下的具体分析与α＝30°时分析相似。 ①每个晶闸管导通120° ②每个区间均有两个晶 闸管构成回路。 导通特点： α＝60°时A相脉冲分配图，导通区间图和负载电压波形的波形 o uRA VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 1 2 3 4 5 6 o a) b) c) d) uA uB uC ug t1 t2 t3 ωt ωt ωt π/3 π (4) α＝90°情况 α＝90°情况 图2-9 o uRA VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 1 2 3 4 5 6 o a) b) c) d) uA uB uC ug t1 t2 t3 ωt ωt ωt π/2 π 6 由此．负载电压URA可以求出(正、负半周反向对称)， 波形如图所示。 N a b c ua ub uc ia Ua0 VT1 VT3 VT5 VT4 VT6 VT2 RA RB RC 小 结 电路移相范围为150°，为设计触发电路参考。 电阻性负载： 如电炉子 电解过程 白炽灯 60 90 150 120 1