异步电动机调速.pptx
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1、异步电动机的调速方法:异步机变极调速鼠笼电动机变转差率 s 调速调压调速滑差电机调速(电磁离合器调速)转子串电阻调速转子串电势调速变频调速变频机组交直交变频交交变频第1页/共43页第一节第一节 变极调速变极调速 变极调速要采用专用变速电机,其转子为鼠笼式。根据:当f1一定时,ns1/p,改变极对数p,可变ns。变极原理:电机定子每相绕组由二部分组成,每一部分称为半相绕组,改变其中一个半相绕组的电流方向,电机产生的磁极对数即可改变。第2页/共43页 现改变接线,如果二个半相绕组的电流方向相同,则2 2p p=4=4;让一个半相绕组电流反向,则2 2p p=2=2,极对数可减半。第3页/共43页变
2、极接线方式:改变一个半相绕组的接线方式很多。如下:第4页/共43页1)YYY 变换(单星形变双星形)三相绕组的每相定子绕组有中心抽头。在Y接法中,将绕组1、2、3 端接电源,二个半相绕组电流相同,设此时极对数为2p,同步转速为ns。第5页/共43页 在YY接法中,将1 1、2 2、3 3 端都于0 0点相联,4 4、5 5、6 6端接电源,然后B B、C C二相接电源对调,每相二个半相绕组并联,其中一个半相绕组电流反相,这时,极对数为p p,同步转速为2 2ns,属恒转矩调速。第6页/共43页2 2)YY变换(三角形变双星形)在接线中,端点1 1、2 2、3 3接电源,4 4、5 5、6 6空
3、着,二个半相绕组中电流方向相同,设此时极对数为2 2p p,同步转速为ns s。第7页/共43页 在YY接线中,1 1、2 2、3 3端点连在一起,4 4、5 5、6 6端点接电源,其中一个半相绕组电流反向,这时极对数为p p,同步转速为2 2ns,属恒功率调速(近似)。第8页/共43页3 3)容许输出功率和转矩 输出功率:P2=P1=3U1I1cos式中:为电动机的效率;P1为电动机的输入功率;U1为电动机输定子相电压;I1为电动机定子相电流;cos为电动机定子的功率因数。现假设变极前后,和cos保持不变,则P2U1I1。已知 T=Pem/1,1=2f1/p,则T=Pem p/2f1 。设P
4、em=P1 1(忽略定子损耗),T=3U1I1cos p/2f1 所以有:T U1I1 p第9页/共43页分析:为使电机得到充分利用,在变极前后均使电动机绕组内流过额定电流,即保持半相绕组电流为I I1N1N不变。Y接时:每相电压为U1,每相电流为I I1N1N,极对数p p=2=2,故TYU1 I1N2;YY接时:相电压为U1,每相电流为2 2I1N,极对数 p=1,故TYYU12I1N1。有TY=TYY,属恒转矩调速。又因P=T,PYY=2PY,则输出功率不等。第10页/共43页分析:接时,相电压等于线电压为U U1 1,相电流为I I1N 1N,极对数p p=2=2。可见,从-YY变换的
5、变极调速为非恒转矩调速亦非恒功率调速,但比较接近于恒功率调速方式,故可认为是近似恒功率调速,允许输出转矩将减少近一半。第11页/共43页4 4)应用及注意问题1 1、应用:a.a.变极调速适用变速电机其转子为鼠笼式。b.b.适用于有级调速的场合:Y-YY用于恒转矩生产机械 ,如起重运输等生产机械;-YY用于恒功率生产机械,如各种机床的粗加工和精加工。除以上两种变极方法外,还可以利用一套定子绕组改变成三种甚至四种极数的电动机,如2 2、4 4、8 8极及4 4、6 6、8 8、1212极等。这种变极调速的电动机称为多速电动机,已较普遍地用于生产机械上。第12页/共43页2 2、注意问题:改变定子
6、接线方式时,必须将三相绕组中任意两相的出线端交换一下,否则电机将反转。3 3、优点:变极调速的优点:设备简单,运行可靠,机械特性较硬,可以有恒转矩调速方式和恒功率调速方式。缺点:转速只能成倍增长,为有级调速。第13页/共43页应用举例:为了改善变极调速电动机的调速平滑性,可以综合应用变极调速与降压调速,即变极降压调速。粗调用变极法,细调用降压法。此法可以使降压调速不运行在转差率低的情况下。变极降压调速既扩大了调速范围,提高调速平滑性,又减小低速损耗。4 4、6 6、1010级三速如图所示。第14页/共43页第二节第二节 变频调速变频调速 已知:ns=60f1/p,当f1改变,ns和n都将改变。
7、1.1.变频与调压的配合(变频调速的控制方式):当f1而U不变时,Xm Im mI0I1引起电动机过热。而Imcos1mpFe造成电动机带载能力下降。为了克服上述缺点,在工频(50Hz50Hz)以下调速时,采用恒磁通调压调速。即:第15页/共43页分析:当 f1时,再继续保持U1/f1=常数比较困难,因为f150Hz时,U U1N不允许,这样只能保持U不变。f1 Xm Im mT,而f1n,P=T属恒功率调速。所以工频以上采用恒压调速。第16页/共43页特性曲线:Dnns0TmnT 三相异步电动机 变频调速的机械特性fNf2f1f1f2f3f4f5f2f1fNf1f2f3f4f5第17页/共4
8、3页变频调速的特点:1)1)在基频以下变频调速时,应进行定子电压与频率的配合控制,保持E1/f1为常数的配合。控制时为恒磁通变频调速。保持U1/f1为常数配合控制时为近似恒磁通变频调速。前者属于恒转矩调速方式,后者属于近似恒转矩调速方式。在基频以上调速时,保持U1=U1N不变,随 f1升高,m m下降,属于近似恒功率调速方式。2)2)机械特性基本平行,属硬特性,调速范围宽,转速稳定性好。3)3)运行时s小,转差功率损耗小,效率高。4)4)可以连续调节,能实现无级调速。优点:具有良好的调速性能。缺点:需一套变频电源,成本较高。应用:冶金,化工,机械制造业,采矿等。第18页/共43页 第三节第三节
9、 调节转差能耗调速调节转差能耗调速一、转子串电阻调速1.1.串电阻后的机械特性:转子串电阻后,nS不变,R2sm,Tm不变,在同一T下,sR2+R,则转子串入不同值的电阻后,可得到不同的转速,机械特性如图。R2+R3R2+R2R2+R1sm2sm10 1n s nSsmR2T第19页/共43页2.2.调速时的损耗:转子铜耗:pCu2=sPe机械功率:Pmech=(1-s)Pe 如果忽略机械损耗,=P2/(P2+pCu2)=1-s。可看出转子串联电阻后,s增大,电机效率降低。当RspCu2Pmech,说明转速降低是靠增大转子铜耗,减小机械功率 得来的,故运行不经济。调速过程:串电阻瞬间的物理过程
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