控制三相异步电动机转速并稳定运行讲述.pptx

任务三 控制三相异步电动机转速并稳定运行 一、保持电动机稳定运行 （一）三相异步电动机的机械特性 1．AB 区域运行情况 2．BC 区域运行情况 综上所述，三相交流异步电动机有如下主要特点：异步电动机有较硬的机械特性，即随着负载的变化而转速变化较小；异步电动机有较大的过载能力和起动能力；电源电压的波动对异步电动机的工作影响较大。 特性硬的电动机，负载变化时，转速变化不大，运行稳定特性好，适用于金属切削工作；特性较软的电动机，负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好，适用于重载起动。 （二）三相电动机的运行特性 二、有效调整电动机运行速度 从上式可见，改变供电频率f1、电动机的磁极对数p 及转差率s 均可起到改变转速的目的。从调速的本质来看，无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。 （一）变极调速 不同的磁极对数对应着不同的旋转磁场的同步转速。改变电动机定子绕组的磁极对数就能改变同步转速，电动机的转速也跟着改变。例如一电动机的磁极对数P=1，同步转速3000r/min，额定转速2940r/min。若将磁极对数改为P=2，相应的同步转速为1500r/min，额定转速就改变为1460r/min。 变极调速需要改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子磁极对数达到调速目的。这种调速方法具有较硬的机械特性、稳定性良好、无转差损耗，效率高；由于磁极对数只能成对的改变，所以这种调速方法是有级的，并且这种定子绕组的结构相当复杂，因此，一般变极的调速电动机最多不超过三速。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备等。 （二）变转差率调速 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，改变转子电阻r2，依靠增加转差功率的办法来降低转子速度，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。改变转子电阻，转差率S 及临界转差率Sm 均有改变，而最大转矩不变。 此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上，能量损耗较大，电动机的效率很低，机械特性较软，低速运行时负载稍有变化转速就波动很大，调速精度很差，一般多用在起重机等场合。对于大中容量的绕线转子异步电动机，若要求长期在低速下运行，是不宜采用此种调速方法的。 （三）定子调压调速 保持电动机的电磁转矩不变的前提下，电压的改变将会改变电动机行动中的转差率——改变电动机的运行速度。如图所示，当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，在负载转矩不变情况下，从而获得不同转速。 调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电 抗器、自耦变压器以及晶闸管调压(通常叫调压模块)等几种，晶闸管调压方式为最佳。 （1）手动控制方式 （2）外部信号控制方式 （四）变频调速 通过改变交流电频率来改变电动机转速就必须在电源与电动机之间加一变换装置——变频器，将50Hz 的交流电变为频率连续可调的交流电。变频器是可调速驱动系统的一种，是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩，也称为变频驱动器或驱动控制器。 变频器先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC），然后再把直流电（DC）变换为频率可调的三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电动机运行曲线上的n0，使电动机运行曲线平行下移，实现电动机转速平稳调整。 变频器具有调压、调频、稳压、调速、软启动等基本功能，性能良好，使用简单。变频调速以其高效率，高功率因数，节能，改善运行环境，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的一种主要调速手段。