山东大学感应电机原理课件.ppt

感应电动机的调速 由感应电动机转速表达式 可知， 感应电动机的调速方法有以下三种 。 一、变极调速 当改变定子绕组的极对数时，改变了旋转磁场的转速，即可改变电机的转速，若极对数增加一倍，则同步速下降一半。显然该调速方法只能做到一级一级地改变转速，属于有级调速。 改变定子绕组接线，使每相的绕组中有一半绕组反向， 即可实现变极。 感应电动机的调速 （a) 连接图 （ b) 展开图 四极时一相绕组的连接 感应电动机的调速 （a）连接图 （b）展开图 两极时一相绕组的连接 感应电动机的调速 二、变频调速 在变频调速时，通常希望电机的主磁通保持不变，则： 电动机的最大转矩 额定转矩应为 此时电机的最大转矩和额定转矩都不变。 感应电动机的调速 若变频前后电机的过载能力不变，则 ，定子电压应按照下列规律进行调节 根据各种生产机械的不同要求，常采用恒转矩调速和恒功率调速两种方法，下面分别讨论它们所对应的电压调节规律。 由 得 感应电动机的调速 1、恒转矩变频调速 恒转矩调速是指整个调速过程中电机的输出转矩维持恒定，可得 恒转矩变频调速时电机的最大转矩保持不变。 2、恒功率变频调速 由 得： 最大转矩将随频率的上升而下降。 转速在额定值以下时，适合恒转矩调速；在额定转速以上时，适合恒功率调速。 变压变频的实现 三相电压型桥式逆变电路 电流型三相桥式逆变电路 三相桥式PWM型逆变电路 同步调制 三相PWM波形 感应电动机的调速 三、改变转差率调速 改变转差率实现调速的方法有多种，下面介绍几种常用的方法。 1、改变定子电压调速 改变定子电压调速 这种调速方法的调速范围小，且轻载时几乎没有调节作用；电机在额定负载下降压时，电机电流将高于额定值，使电机过载运行。主要用于拖动风机类负载的小型感应电动机。 感应电动机的调速 2、转子串电阻调速 这种调速方法仅适用于绕线式感应电动机。 改变转子电阻调速 此种调速方法的优点是：初期投资小、方法简单、调速范围较宽广；缺点是：串入电阻越大，能量损耗越大，且机械特性斜率加大，动态精度变差，主要用于起重机等场合。 感应电机的应用 电机型号 永磁同步电动机 正弦波永磁同步电动机具有正弦波的感应电动势波形和绕组电流波形，其运行原理、分析方法等与普通电励磁同步电动机基本相同，只是用永磁体取代了电励磁同步电动机中的转子励磁绕组。正弦波永磁同步电动机通过矢量控制可以获得很高的静态和动态性能，而且具有体积小，重量轻，效率高，转子无发热问题，控制系统也较简单，转矩脉动小，因此在高性能伺服驱动领域得到了广泛应用，尤其是在控制机床、工业小机器人等小功率场合。 主磁路主要由定、转子铁心和气隙组成是一个非线性磁路，受磁路饱和程度影响较大；而漏磁路的磁阻可认为是常值。 感应电动机空载运行时的电磁关系如下图所示： 三相感应电动机的磁动势和磁场 感应电动机空载运行时的电磁关系 主磁通在定子中感应出对称三相感应电动势，其表达式为 三相感应电动机的磁动势和磁场 漏磁通将在定子三相绕组中感应的电动势，其表达式为 式中 称为定子漏抗， 称为定子漏电感。 二、负载运行时的磁动势和磁场 当感应电动机带负载时，转速低于空载转速，因而定子旋转磁场与转子的相对速度增加，转子感应电动势增大，电机内部电磁关系发生变化。 三相感应电动机的磁动势和磁场 1、负载时的转子磁动势 感应电动机负载运行时转子绕组中产生感应电动势，进而产生转子电流，产生转子磁动势F2。 转子感应电动势的频率为： 分析可知 F1与F2转速相等，转向相同，在空间始终保持相对静止 ，感应电机在任何转速下均能产生恒定的电磁转矩。 感应电机负载时气隙内的磁场由定、转子磁动势共同产生的。 当负载运行时，转子磁动势除了与定子磁动势共同产生主磁场外，还产生仅与转子绕组交链的漏磁通，转子漏磁通也包括槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通三种。 三相感应电动机的磁动势和磁场 2、转子反应 负载时感应电动机转子磁动势对气隙磁场的影响称为转子反应。 负载后定子电流中除激磁分量外，还有一个补偿转子磁动势的负载分量 所产生的磁动势F1L与转子磁动势F2大小相等，