电器控制技术-4..ppt

在同一负载下，人为地将电动机的转速从某一数值改变为另一数值，来符合生产机械工作的需要称为调速。 例如：在金属切削机床上加工零件，为保证零件加工质量，主轴的转速随着工件和刀具的材料、工件的直径、加工工艺要求及走刀量等的不同而不同。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 长期以来，在电动机的调速领域中，直流调速方案一直占有主要地位。 20世纪60年代以后，随着电力电子学与电子技术的发展，使得采用半导体交流技术的交流调速系统得以实现，特别是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力传动的进一步开发创造了有利的条件。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 实际应用中，交流调速技术不仅调速性能优良，而且还具有节约能源、减少维护费用、节约占地面积等优点，尤其是在大容量或工作于恶劣环境时，更为直流拖动所不及。 因此，了解和掌握交流调速的原理和方法，熟悉交流传动控制系统研究的现状和发展，已经成为从事机电传动与控制的人士十分关注的一个领域。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 根据异步电动机的转速公式： n = 60 f (1 - s) / p 可以知道，异步电动机的调速方法有三种： 改变频率f 、改变极对数 p 和改变转差率 s，其中, 改变转差率s 的方法，又可通过调定子电压、转子电阻、转子电压以及定转子供电频率差等方法来实现，从而派生出很多种调速方法。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 我国电网频率是固定的50Hz，改变电源频率需要专门的变频装置，控制电路复杂、成本较高，虽可实现大范围的无级调速，是一种理想的调速方法，但是由于其成本较高，故尚未普遍应用。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 目前常用的调速方法是改变极对数调速和转子电路串电阻调速方法。 这种方法调速虽然简单可靠，但它是有级调速；若在转子电路中串入一个调速变阻器，便可以实现平滑地无级变速，但是这要消耗大量的电能，不经济。并且随转速降低，特性变软。这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械中。如在起重运输设备中应用非常广泛。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 转子电路串电阻调速的方法只适用于绕线式异步电动机。 在实际中，还存在大量的生产机械，它们并不需要连续平滑的调速，只是需要几种特定的转速即可，而且对起动性能没有高要求，一般只在空载或轻载下起动，在这种情况下，可以采用变极对数的调速方法。改变定子绕组的接线，可以改变磁极对数。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 由于绕线式异步电动机改变定子极对数后，转子绕组也要重新组合，生产中难以实现。而鼠笼式异步电动机转子绕组本身无固定的极对数，它是随定子绕组极对数改变而变化的。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 变极对数的调速方法只适用于鼠笼式异步电动机。 一. 三相鼠笼式异步电动机定子绕组改变极对数的原理： 磁极对数 p 的改变取决于电动机定子绕组的结构和接线。下面，只以三相定子绕组中的一相(U1U2)为例来说明: N S U1 U2 U1 U2 p = 1 可见，可产生唯一的一对磁场磁极。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 假若每相绕组由两个线圈组成，结果就不唯一。 §2-6 异步电动机 调速控制线路 变极调速原理 N N S S A1 X1 A2 X2 每相绕组中两个线圈串联时( p=2) A1 X1 A2 X2 N S A1 A2 X1 X2 每相绕组中两个线圈并联时( p=1) A1 X1 A2 X2 U1 U2 V1 V2 W1 W2 ① ② ① ① ② ② (a)三角形联接 ① ① ① ② ② ② U1 V1 W1 U2 V2 W2 (b)双星形联接 4 / 2极双速电动机三相定子绕组接线示意图 §2-6 异步电动机 调速控制线路 此方法的原理是，通过改变定子绕组中线圈的接线，来得到不同的磁场极对数，从而改变电动机的转速。若在定子上安装两套独立的三相绕组，且各自具有所需的极对数，两套独立绕组中每套又可有不同的连接，这样就可以分别得到双速、三速或四速电动机