三相异步电机的调速.ppt

三相异步电动机的调速 根据三相异步电动机的转速公式为 ??  ????通过上式可知，改变交流电机转速的方法有三种 ??1．变转差率调速：改变s实现调速； ??2．变极调速：改变p来实现调速 ??3．变频调速：改变f1实现调速 三相异步电动机的调速 改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节过程中转子绕组均产生大量的钢损耗（ ）(又称转差功率)，使转子发热，系统效率降低；主要存在调速范围窄、效率低，对电网污染较大，不能满足交流调速应用的广泛需求；  改变电机的极数的调速，无法实现连续调速，并且接线麻烦，应用的场合少；但价格便宜； 改变频率进行调速是最理想的，但这个梦想经历了百年之久，直至20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）的开发成功，才实现变频调速，随着电子技术和计算机技术的日益发展变频调速技术日益成熟，应用得越来越广泛了 1.三相异步电动机的降定子电压调速 .调速原理及机械特性 其特点和性能为： a）三相异步电动机降压调速方法比较简单； b）对于一般的鼠笼式异步电动机，拖动恒转矩负载时，调速范围很小，没多大实用价值； c）若拖动泵类负载时，如通风机，降压调速有较好调速效果，但在低速运行时，由于转差率 增大，消耗在转子电路的转差功率增大，电机发热严重； d）低速时，机械性能太软，其调速范围 和静差率达不到生产工艺的要求； 若要使调速范围大一点，可在转子回路串 入电阻。其机械特性右图所示。由于低 速下转子发热严重，多采用绕线式异步电 动机，使大部分转差功率消耗在电机外部 的电阻上。 2 .绕线式异步电动机转子回路串电阻调速 1）.调速原理及机械特性 由三相异步电动机转子回路串电阻的人为机械特性在同步转速 和最大转矩 不变的条件下，临界转差率 与转子回路串电阻值 成正比，即 , 改变转子回路串入的电阻值R，可以改变临界转差率，即降低了转速，其机械特性如下图所示。对于恒转矩负载 一定时，转子回路串入电阻（ ）越大，临界转差率越大（ ）,则转速越低（ ）,从而实现了转速的调节。 2）.调速方法的特点和性能 转子回路串电阻属恒转矩调速方法，其特点和性能为： a）绕线式异步电动机转子回路串电阻调速方法简单，调速设备简单，易于实现; b）调速方法为分段多级调节，为有级调速系统，且调速的平滑性较差; c）不利于空载或轻载调速，表现于转速变化很小; d）低速时转差率 大。转差功率 大，效率低，经济性差; e）调速范围不大，一般为（2～3）︰1，负载小时，调速范围更小。 这种调速方法多用于起重机一类的对调速性能要求不高的场合，对泵类负载也能应用。 3.改变电机极对数的调速 通过改变定子绕组的连接方式来实现。变极调速是改变异步电动机的同步转速 所以一般称变极调速的电动机为多速异步电动机。 4绕线式异步电动机的串级调速 1).串级调速原理 绕线式异步电动机转子回路串电阻调速时，在转子回路产生转差功率损耗 ，且转速越低，转差率越大，转差功率损耗越大，效率就越低，而且完全消耗在转子电阻上。 三相绕线式异步电动机的串级调速，就是在转子回路中不串入电阻，而是串入一个可控的转子外加电压 ，其频率与转子频率 相同，其相位与转子电势 反向或同相。工作原理图如左图所示。 当某一瞬间电势的极性 与 反相 或同相时，有转子回路电流为 式中“–”号表示 与 反相，“+”号表示 与 同相。异步电动机的电磁 转矩为 当电动机定子电压及负载转矩都保持不变时，转子电流可看成常数；同时考虑到电动机正常运行时s很小，sx2《 r2 忽略sx2 则： 在负载转矩 一定的条件下，若 转子串入 与 反相，则 在负载转矩 一定的条件下，若 转子串入 与 同相，则 1).串级调速的特点和性能为 (1)串级调速的控制设备较复杂，成本较高，控制困难。因为转子回路串入了一个频率与转子电压 频率相同的外加电压 ，且要随频率 变化，是相当困难的。因此，在实际