最新三相异步电动机电力拖动运行(共92张PPT课件).pptx

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1、2022-7-21第一页，共九十二页。6.1 三相三相(sn xin)异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性 6.3 三相三相(sn xin)异步电动机的调速异步电动机的调速 6.2 三相三相(sn xin)异步电动机的起动异步电动机的起动 6.4 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 6.5 异步电动机的各种运行状态异步电动机的各种运行状态 2022-7-22第二页，共九十二页。 Pem = m2 E2 I2 cos 2E2 = 4.44 f1 kW2N2 m Tem = Pem 160Pem2 n1 = Tem = CT m I2 cos 2 电磁电磁(dinc)转矩常数转矩常数:

2、p Pem 2 f1 = 4.44 pm2kw2N2 2 CT = = pm2kW2N2 1 2 2022-7-23第三页，共九十二页。R2 sPem = m1 I22 ， 2f1 p 1 = 根据根据(gnj): Tem = ， Pem 1 U1 I2 = R1 (X1 X2 )2 R2 s 2 m1p2 f1 U1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 2022-7-24第四页，共九十二页。 Tem s 曲线曲线(qxin) 1M S O Tem s -1 发电机发电机 电动机电动机 制动制动 s 0 s=0 n= n1 n= 0 n n1 n 0 n 0 202

3、2-7-25第五页，共九十二页。 临界临界(ln ji)转差率：转差率： 电动状态电动状态(zhungti)取取 “ ”，发电状态，发电状态(zhungti)取取 “”。 sm = R1 (X1 X2 )2 R2 2 当当 R1 (X1 X2 ) 时：时： sm R2X1 X2 T pm1U1 4 f1 (X1 X2 ) 2 Tm = R1 R1(X1 X2 )2 U1m1p 4 f1 2 2 2022-7-26第六页，共九十二页。 结论结论(jiln)： 当当 f1 和电机参数不变时，异步电机的和电机参数不变时，异步电机的 Tm 与与 电源相电压电源相电压 U1 的平方成正比。的平方成正比。

4、当当 U1 和和 f1 一定时，一定时， Tm 近似与定、转子漏抗近似与定、转子漏抗 之和成反比。之和成反比。 Tm与与 R2 无关无关(wgun)，而，而 sm与与R2 成正比。成正比。 如如 R2 变大变大时，时，Tm不变，但不变，但 sm 则随之增大。则随之增大。 如忽略如忽略 R1，Tm与与 成正比。成正比。 U1 f1 2 过载过载(guzi)倍数倍数 (最大转矩倍数最大转矩倍数) KT ： Tm TN KT =2022-7-27第七页，共九十二页。 s = 1 时：时： m1p2 f1U1 R2 Tst = ( R1 R2)2 (X1 X2 )2 2 结论结论(jiln)： 当当

5、f1 和电机参数不变时，异步电机的和电机参数不变时，异步电机的 Tst 与电源相电压与电源相电压 U1 的平方成正比。的平方成正比。 当当 U1 和和 f1 一定时，一定时，Tst 近似近似(jn s)与定转子漏抗之和成反比。与定转子漏抗之和成反比。 在一定的范围内增加在一定的范围内增加 R2 时，可增大时，可增大 Tst 。 当当sm= 1 时，时，Tst = Tm，Tst 最大。最大。 起动转矩倍数起动转矩倍数 Tst TN Kst =2022-7-28第八页，共九十二页。1. 额定额定( dng)效率效率 N N = 72.5% 96.2 % （Y 系列）系列） 2. 额定功率因数额定功

6、率因数 cos N cos N = 0.7 0.9 （Y 系列）系列） 3. 最大转矩倍数最大转矩倍数 km kT = 1.8 2.2 （Y 系列）系列） 4. 堵转转矩倍数堵转转矩倍数 kst kst = 1.6 2.2 （Y 系列）系列） 5. 堵转电流倍数堵转电流倍数 kI kI = 5 7 （Y 系列）系列） 2022-7-29第九页，共九十二页。 当当 U1L = U1N 、f1 = fN，且绕线型转子中不外串，且绕线型转子中不外串 任何任何(rnh)电路参数时的机械特性。电路参数时的机械特性。n1 Tem n O S M 同步点：同步点： n = n1，s = 0，Tem = 0

7、起动点：起动点： n = 0，s = 1，Tem = Tst 临界工作点：临界工作点： s = sm，n = (1sm) n1，Tem = TmTm (1sm) n12022-7-210第十页，共九十二页。n1Tem n O S M工作工作(gngzu)段段N nM 稳定运行稳定运行(ynxng)条件：条件： dTLdndTemdn 额定运行点额定运行点 N ： n = nN ， s = sN ， Tem = TN ，P2 = PN。 额定状态额定状态说明了电动机说明了电动机 长期运行的能力：长期运行的能力： TLTN，P2PN，I1IN。 sN = 0.01 0.06 很小，很小， Tem

8、增加时，增加时，n 下降很少下降很少 硬特性。硬特性。硬特性硬特性 TL 2022-7-211第十一页，共九十二页。忽略忽略(hl) R1 的影响，则的影响，则 sm = R2X1 X2 T = pm1U1 4 f1 (X1 X2 ) 2 m1p2 f1 U1 Tem = (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 2022-7-212第十二页，共九十二页。将将 Tem 与与 Tm 相除得：相除得： = (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s Tem Tm 2 (X1 X2 ) = sm ss sm 2 Tem = sm ss sm 2Tm 即即 sm s= 解上述解上述(shngsh)方

9、程，可得方程，可得 根据根据(gnj) s 和和 sm 的相对大小，取的相对大小，取“”或取或取“”。 ( )2= 1 s sm Tm Tem Tm Tem 2022-7-213第十三页，共九十二页。 若忽略若忽略(hl) T0，则在额定负载时，则在额定负载时 sN = sm ( kT kT1 )2 sm = sN ( kT kT1 )2 实用公式实用公式(gngsh)计算简单、使用方便，计算简单、使用方便， 但只适用于一定的范围内，即但只适用于一定的范围内，即 0 s sm 。 2022-7-214第十四页，共九十二页。 【例例6-1】 Y280M-4 型三相异步电动机，额定功率型三相异步电

10、动机，额定功率 PN = 90 kW，额定频率，额定频率 fN= 50 Hz，额定转速，额定转速nN= 1480 r/min， 最大转矩倍数最大转矩倍数KT= 2.2。试求：。试求：(1) 该电动机的电磁该电动机的电磁(dinc)转矩实转矩实 用公式；用公式；(2) 当转速当转速 n = 1 487 r/min 时的电磁转矩；时的电磁转矩； (3) 当负载转矩当负载转矩 TL= 450 N m 时的转速。时的转速。 n1nN n1sN = = 0.0133 1 5001480 1 500解：解：(1) 额定额定( dng)转差率为转差率为 额定额定( dng)转矩为转矩为 TN = 9.55P

11、NnN最大转矩为最大转矩为 Tm = kTTN = 2.2580.7 N m = 1 277.5 Nm = 9.55 Nm = 580.7 Nm 90 000 1 4802022-7-215第十五页，共九十二页。= 0.0133( 2.2 2.221 ) = 0.0553 实用实用(shyng)(shyng)电磁转矩公式为电磁转矩公式为 s 0.0553 Tem = 2 555 0.0553s Tem = Nm = 392.3 Nm +2 555 0.0553 0.0087 0.0087 0.0553 sm = sN ( km km1 ) 2 临界临界(ln ji)转差率为转差率为 (2) 当

12、转速当转速(zhun s) n = 1 487 r/min 时转差率为时转差率为 n1n n1s = = 0.0087 1 5001487 1 500电磁转矩为电磁转矩为 2022-7-216第十六页，共九十二页。(3) 当当 TL = Tem = 450 Nm 时的转差率为时的转差率为 转速转速(zhun s)为为 n = ( 1s ) n1 = ( 10.0101 )1 500 r/min = 1 485 r/min ( )2s = sm 1 Tm Tem Tm Tem = 0.0553 1 = 0.0101 ( )2 1277.5 450 1277.5 450 2022-7-217第十七

13、页，共九十二页。 降低降低 U1 转速转速(zhun s)稳定后稳定后 若若TL = TN ，则，则 ssN ，nnN 结论：结论： sm 不变；稳定运行段的特性变软了；不变；稳定运行段的特性变软了； 起动能力和过载能力显著降低。起动能力和过载能力显著降低。 1 sN I2N = I2 ， 1s 2 2 m1 R2 1 sTem = I2 2 Tm I2 I2N smn Tem O UN n1 0.8UN0.64Tm 2022-7-218第十八页，共九十二页。解：解：(1) 在额定在额定( dng)电压下的额定电压下的额定( dng)转矩为转矩为 【例例6-2】 Y315S-6 型三相异步电动

14、机的额定功率型三相异步电动机的额定功率 PN = 75 kW，额定转速，额定转速 nN = 990 r/min，起动转矩倍数，起动转矩倍数 Kst1.6，过载，过载(guzi)能力能力 KT= 2.0。求：。求：(1) 在额定电压下的在额定电压下的 Tst 和和 Tm ；(2) 当电网电压降为额定电压的当电网电压降为额定电压的 80时，该电动时，该电动 机的机的 Tst 和和 Tm 。 TN = 9.55 PN nN = 9550 Nm = 723.5 Nm 75 990 起动转矩起动转矩(q dn zhun j)和最大转矩分别为和最大转矩分别为 Tst = KstTN = 1.6723.5.

15、7 N m = 1157.6 N m Tm = KTTN = 2.0723.5.7 N m = 1447.0 N m (2) 当当U1L = 80%UN 时，起动转矩和最大转矩分别为时，起动转矩和最大转矩分别为 Tst = 0.82Tst = 0.821157.6 N m = 740.9 N m Tm = 0.82Tm = 0.821447.0 N m = 928.1 N m 2022-7-219第十九页，共九十二页。 设串联设串联(chunlin)电阻为电阻为 Rs ： Tm 不变。不变。 sm = R2Rs X1 X2 Rs3Rs2Rs1 Tm R2Rs1 R2Rs2 n Tem O R2

16、 n1 smsm1sm3R2Rs3 结论结论(jiln)： 当当 sm1 时，时， Rs sm Tst 。 当当 sm = 1 时，时， Tst = Tm 。 当当 sm1 时，时， Rs sm Tst 。 2022-7-220第二十页，共九十二页。 【例例6-3】 一台绕线型三相异步电动机带恒转矩负载一台绕线型三相异步电动机带恒转矩负载 运行运行(ynxng)，当转子回路不串电阻时，当转子回路不串电阻时，n = 1440 r/min，若在转，若在转 子回路串入电阻使转子电路每相电阻增加一倍，试问这子回路串入电阻使转子电路每相电阻增加一倍，试问这 时电机的转速是多少？时电机的转速是多少？ 解：

17、解：因为因为 TL 不变，由电磁转矩公式不变，由电磁转矩公式(gngsh)可知可知 R2 s = R2Rs s ，故串联，故串联(chunlin)电阻后的转差率为电阻后的转差率为 s = s = 2s R2Rs R2 而转而转速速 n = 1 440 r/min 时转差率为时转差率为 n1n n1s = = 0.04 1 5001440 1 500故故 s = 2s = 20.04 = 0.08 则则 n = ( 1s ) n1 = ( 10.08 )1 500 r/min = 1 380 r/min 2022-7-221第二十一页，共九十二页。P165【例例5-2】 一台绕线型三相一台绕线型

18、三相(sn xin)四极异步电动机，四极异步电动机，nN = 1460 r/min，PN=150kW，fN1=50Hz，UN1=380V，KT=2。求：。求：（1）固有机械特性表达式；）固有机械特性表达式；（2）起动转矩；）起动转矩；（3）当负载转矩）当负载转矩TL=755N.m时的转速。时的转速。 2022-7-222第二十二页，共九十二页。 结论结论 ： 定子回路串对称定子回路串对称(duchn) Rf 或或 Xf 不改变不改变 n1 。 Rf (Xf ) Tm、Tst 。 Rf (Xf ) sm，使临界点上移。，使临界点上移。 n Tem O Rf = 0 (Xf = 0) n1 Tst

19、 m1p2 f1 U1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s2 R2 s 2 sm = R1 (X1 X2 )2 R2 2 Tm = R1 R1(X1 X2 )2 U1pm1 4 f1 2 2 Rf (Xf) Tst sm sm 2022-7-223第二十三页，共九十二页。 电动机的起动指标电动机的起动指标 起动电流倍数起动电流倍数 kI = Ist/IN。 起动转矩倍数起动转矩倍数 kst = Tst/TN。 起动时间。起动时间。 起动时绕组中消耗的能量和绕组的发热。起动时绕组中消耗的能量和绕组的发热。 起动时的过渡过程起动时的过渡过程(guchng)。 起动设备的简单性和可靠性。

20、起动设备的简单性和可靠性。 2022-7-224第二十四页，共九十二页。 Ist = kI IN = (5 7) IN（较大）（较大） Tst = kstTN = (12 ) TN （较小）（较小） 若变压器若变压器 SN 相对电动机相对电动机 PN 不算大时，不算大时， Ist 会会 使变压器输出电压短时下降幅度较大。使变压器输出电压短时下降幅度较大。 不利影响：不利影响： 影响自身的起动，当负载较重时，可能无法起动。影响自身的起动，当负载较重时，可能无法起动。 影响同一台变压器供电的其他负载工作。影响同一台变压器供电的其他负载工作。 频繁起动时造成热量频繁起动时造成热量(rling)积累，

21、易使电动机过热。积累，易使电动机过热。 2022-7-225第二十五页，共九十二页。 直接起动的使用条件直接起动的使用条件(1) 小容量的电动机（小容量的电动机（PN 7.5 kW）。）。 (2) 电动机容量满足电动机容量满足(mnz)如下要求：如下要求：IstINKI = 3 14电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kW) 如果不满足上述使用条件如果不满足上述使用条件(tiojin)，则要采用降压起，则要采用降压起 动，把动，把 Ist 限制到允许的数值。限制到允许的数值。 2022-7-226第二十六页，共九十二页。(1) 定子串联定子串联(chunlin)电阻或电抗器减压

22、电阻或电抗器减压起起动动Xst KM1 KM23 M33 RSKM1 KM2M32022-7-227第二十七页，共九十二页。(2) 自耦变压器自耦变压器减压减压(jin y)起动起动 M3TA3 UNKM1 KM2 KM3 UN/ /kaIst/ka Ista 设设TA 的电压的电压(diny)比为比为 ka U1L = UN/ /ka I1L = Ist/ /ka 起动电流为起动电流为 Ista = Ist ka 2 起动转矩起动转矩(q dn zhun j)为为 Tsta Tst UN/ka UN =2 Tsta = Tst ka 2 2022-7-228第二十八页，共九十二页。 优点：电

23、压优点：电压(diny)比比 ka 可调。可调。 QJ2 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器： N2/N1 = 0.55、0.64、0.73 ka = 1.82、1.56、1.37 QJ3 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器： N2/N1 = 0.4、0.6、0.8 ka = 2.5、1.67、1.25 缺点：自耦变压器体积大，价格高。缺点：自耦变压器体积大，价格高。 适用：较大容量适用：较大容量(rngling)笼型异步电动机的起动。笼型异步电动机的起动。 使用条件：使用条件： IstaImax 与与 TstaTL 。 2022-7-229第二十九页，共九十二页。 适用：正常适用：正常(zh

24、ngchng)运行为联结的电动机。运行为联结的电动机。 (3) 星星三角三角(snjio)降降压压起动（起动（Y降降压压起动）起动） U1 V1 W13 UNKM1 KM2 KM3 U2 V2 W2 起动电流起动电流(dinli)（定子（定子 线电流）为线电流）为 IstP 3 Ist 3 3 = IstY = Ist132022-7-230第三十页，共九十二页。ABCAZBXYCBCAXYZNUI1PINUYI1PI定子定子(dngz)线电压线电压比比111NLYLNUUUU定子定子(dngz)相电压相电压比比1111313PYLYPLUUUU定子定子(dngz)相电流相电流比比111113

25、PYPYPPIUIU 起动电流比起动电流比11133stYPYstPIIII电源电流比电源电流比13stYYstIIII2022-7-231第三十一页，共九十二页。 起动转矩起动转矩(q dn zhun j)为为 TstY = Tst13TstY Tst =2 UN 3 UN IstYImax 与与 TstYTL 。 Y减压减压起动起动(q dn)(q dn)的使用条件的使用条件 优点：优点： 起动设备简单起动设备简单(jindn)(jindn)、价格低、维修方便。、价格低、维修方便。 2022-7-232第三十二页，共九十二页。【例例63】三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机，PN=60k

26、w，UN=380v，定子，定子联结，联结，IN136A，Kst1.1，KI6.5，供电变压器允许的最大起动电流，供电变压器允许的最大起动电流(dinli)为为500A。若拖动负载转矩。若拖动负载转矩TL0.3TN(要求要求Tst=1.1TL)，能否，能否采用星三角起动法？采用星三角起动法？2022-7-233第三十三页，共九十二页。故不允许直接起动。故不允许直接起动。 (2) Y减压减压(jin y)起动计算起动计算 因为因为 【例例6-4】 一台一台 Y280S-4 型三相异步电动机，额定型三相异步电动机，额定( dng)容容 量量 PN = 75 kW，三角形联结，全压起动电流倍数，三角形

27、联结，全压起动电流倍数 kI7.0， 起动转矩倍数起动转矩倍数 Kst1.9，电源容量为，电源容量为 1 250 kV A。若电动。若电动 机带额定负载起动，试问应采用什么方法起动机带额定负载起动，试问应采用什么方法起动? 解：解：(1) 直接直接(zhji)起动计算起动计算 电源允许的起动电流倍数为电源允许的起动电流倍数为KI 3 14电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kW)= 3 = 4.92 141 250 75 1 3 = KI =IstY IN7 3 4.92 1 3TstY = Tst = KstTN1 3= TN 1.9 3 TN 2022-7-234第三十四页

28、，共九十二页。所以所以(suy)不能采用不能采用 Y起动。起动。 (3) 自耦变压器起动计算自耦变压器起动计算 Tsta = Tst ka 2 = kI ka 2 Ista IN 4.92 TN = TN 1.9 ka 2 1.193ka1.38 = 7 ka 2 所以可以所以可以(ky)选用选用 QJ3 型三相自耦变压器，取型三相自耦变压器，取 ka = 1.25。 2022-7-235第三十五页，共九十二页。VT1 VT2 VT3 M3 3 起动之初，晶闸管的触发角很大，起动之初，晶闸管的触发角很大， 电动机的线电压很低。电动机的线电压很低。 起动过程中，逐渐起动过程中，逐渐(zhjin)

29、减小触发角，减小触发角， 电动机的线电压逐渐升高。电动机的线电压逐渐升高。 (1) 软起动器的原理软起动器的原理(yunl) 软起动的特点：软起动的特点： 无冲击电流。无冲击电流。 有软停车功能，即平滑减速、逐渐停机。有软停车功能，即平滑减速、逐渐停机。 起动参数可根据不同负载进行调整，起动参数可根据不同负载进行调整， 有很强的负载适应性。有很强的负载适应性。 具有轻载具有轻载(qn zi)节能和多种保护功能。节能和多种保护功能。 2022-7-236第三十六页，共九十二页。 槽深槽深 h 与槽宽与槽宽 b 之比为：之比为： h / b = 8 12X2 小小X2 大大 起动时，起动时，f2

30、高，高， X2 大，电流的集肤大，电流的集肤 效应使导条的等效效应使导条的等效(dn xio) 面积减小，即面积减小，即 R2 ， 使使 Tst 。 运行时，运行时， f2 很低，很低， X2 很小，集肤效应很小，集肤效应 消失，消失，R2 。 j h O2022-7-237第三十七页，共九十二页。深槽式异步电动机的机械深槽式异步电动机的机械(jxi)特性特性 n OTen11 2凸形槽凸形槽 刀形槽刀形槽 2022-7-238第三十八页，共九十二页。 起动起动(q dn)时，时， f2 高，高， 漏抗大，起主要作用，漏抗大，起主要作用， I2 主要集中在外笼，主要集中在外笼， 外笼外笼 R2

31、 大大 Tst 大。大。 外笼外笼 起动笼。起动笼。 运行时，运行时， f2 很低很低 ， 漏抗很小，漏抗很小，R2 起主要作用，起主要作用， I2 主要集中在内笼。主要集中在内笼。 内笼内笼 工作笼。工作笼。R2 大大X2 小小R2 小小X2 大大2022-7-239第三十九页，共九十二页。 双笼型异步电动机的机械双笼型异步电动机的机械(jxi)特性特性 n OTen11 32 转子电阻转子电阻(dinz)比一般笼型异步电动机的大：比一般笼型异步电动机的大： 转子导条采用电阻率较高的合金铝转子导条采用电阻率较高的合金铝 (如锰铝或如锰铝或 硅铝硅铝) 浇注而成。浇注而成。 2022-7-24

32、0第四十页，共九十二页。 国产国产(guchn)YH 系列高转差率异步电动机系列高转差率异步电动机 ： sN = (7 14)%，Kst = 2.4 2.7，kI = 4.5 5 。 适用适用(shyng)于拖动飞轮转矩大和不均匀冲击负载以及于拖动飞轮转矩大和不均匀冲击负载以及 频繁正、反转的工作场合。频繁正、反转的工作场合。 如锤击机、剪刀机、冲压机和锻冶机等如锤击机、剪刀机、冲压机和锻冶机等 。 采取改变转子采取改变转子(zhun z)槽形，减小导条截面积等措施。槽形，减小导条截面积等措施。 高转差率异步电动机高转差率异步电动机 的机械特性的机械特性 n OTen1YH 系列系列 YZ 系

33、列系列 Y 系列系列 2022-7-241第四十一页，共九十二页。Rst1Rst23 M3KM1 KM2 Q起动起动(q dn)过程过程串联串联 Rst1 和和 Rst2 起动（特性起动（特性 a） 总电阻总电阻 R22 = R2 + Rst1+ Rst2n1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1切除切除 Rst2 2022-7-242第四十二页，共九十二页。n1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1(1) 起动起动(q dn)过程过程b (R21)b1b2 合上合上 KM2 ，切除，切除(qich) Rst2（特性（特性 b） 总电阻总电阻 R21 = R2+ Rst1切

34、除切除(qich) Rst1 3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Q2022-7-243第四十三页，共九十二页。 合上合上 KM1 ，切除，切除(qich) Rst1（特性（特性 c） 总电阻总电阻: R2c (R2)c1c2起动起动(q dn)过程过程p3 M3KM1 KM2 Rst1Rst2Qn1Te nOa (R22)TLTs2a1a2Ts1b (R21)b1b22022-7-244第四十四页，共九十二页。 频敏变阻器频敏变阻器 频率频率(pnl)高：损耗大，电阻大。高：损耗大，电阻大。 频率低：损耗小，电阻小。频率低：损耗小，电阻小。 转子电路起动时转子电路起动时 f2 高，电阻大

35、，高，电阻大， 频敏变阻器频敏变阻器 转子电路正常转子电路正常(zhngchng)运行时运行时 f2 低，电阻小，低，电阻小， 自动切除变阻器。自动切除变阻器。 Tst 大，大， Ist 小。小。 2022-7-245第四十五页，共九十二页。 频敏变阻器起动的特点：频敏变阻器起动的特点： 起动设备结构简单，低格低廉。起动设备结构简单，低格低廉。 运行可靠，坚固耐用，使用维护运行可靠，坚固耐用，使用维护(wih)方便。方便。 控制系统简单，便于实现自动控制。控制系统简单，便于实现自动控制。 能获得接近恒转矩的机械特性，减少冲击，能获得接近恒转矩的机械特性，减少冲击， 实现电动机的平稳起动。实现电

36、动机的平稳起动。 cos 较低，一般为较低，一般为 0.5 0.75， 使使 Tst 的增大受到限制。的增大受到限制。 适用于频繁起动、对适用于频繁起动、对 Tst 要求不高的生产机械。要求不高的生产机械。 2022-7-246第四十六页，共九十二页。(1) 变极调速变极调速 (2) 变频变频(bin pn)调速调速 (3) 变转差率调速变转差率调速 异步电动机的转速异步电动机的转速(zhun s)公式公式 n = (1s) n1 = (1s)60 f1 p 调压调速调压调速 转子串电阻调速转子串电阻调速 串级调速串级调速 改变改变 n1 不改变不改变 n1 调速方法：调速方法：2022-7-

37、247第四十七页，共九十二页。n1 = 60 f1 p 变极调速为有级调速：变极调速为有级调速： f1= 50 Hz 时：时： p 1 2 3 4 5 6 n1/(r/min) 3 000 1 500 1 000 750 600 500 变极调速适用于笼型异步电动机：变极调速适用于笼型异步电动机： 因为笼型转子的极对数能自动随定子因为笼型转子的极对数能自动随定子(dngz)磁场的极磁场的极 对数改变而改变，而绕线型转子的极对数则不对数改变而改变，而绕线型转子的极对数则不 能自动随定子磁场极对数的改变而改变。能自动随定子磁场极对数的改变而改变。 改变定子绕组的极对数改变定子绕组的极对数(du s

38、h)有两种方法：有两种方法： (1) 双绕组变极双绕组变极 (2) 单绕组变极单绕组变极2022-7-248第四十八页，共九十二页。U1U2U1U2 U1U2U1U2 p = 2 S NN SNS p = 1 N S N S U1 U2 U1 U2 U1 U2U1 U2U1 U2 U1 U2 N S U1 U2 U1 U2 U1 U2N S 结论：结论： 对于由两个半相绕组构成对于由两个半相绕组构成(guchng)的一相绕组，只要改变其的一相绕组，只要改变其中一个半相绕组的电流方向，就可将极对数增加一倍中一个半相绕组的电流方向，就可将极对数增加一倍(正串正串) 或或减少一半减少一半 (反串或反

39、并反串或反并)。 2022-7-249第四十九页，共九十二页。 (a) YY (p ) (b) Y(2p) (c) (2p) 2022-7-250第五十页，共九十二页。 变极时必须把三相绕组中任意变极时必须把三相绕组中任意(rny)两相的出线端两相的出线端 对调再接到电源上，保证电动机的转向不变。对调再接到电源上，保证电动机的转向不变。 因为因为 电角度电角度(jiod)= 电机极对数电机极对数 p机械角度机械角度设当设当 p = 1 时，时，UVW 互差互差 120o 正序；正序； 当当 p = 2 时，时，UVW 互差互差 240o 负序。负序。 对调为对调为 UV (W)W (V) 正序

40、。正序。 p 对磁极对磁极(cj) 2p 对磁极对磁极 调速方向：调速方向： YY Y：n Y YY ：n 调速范围：调速范围： D = 2 4 调速的平滑性：差调速的平滑性：差 调速的稳定性：好调速的稳定性：好 静差率：静差率：2022-7-251第五十一页，共九十二页。 p 对磁极对磁极(cj) 2p 对磁极对磁极(cj) 调速方向调速方向(fngxing)： YY：n YY ：n 调速范围：调速范围： D = 2 4 调速的平滑性：差调速的平滑性：差 调速的稳定性：好调速的稳定性：好 静差率：静差率： = 100% n1n n1 n n1 = （基本不变）（基本不变） 2022-7-25

41、2第五十二页，共九十二页。(1) 双速电动机双速电动机 采用采用 YYY 和和YY 方式变极。方式变极。 其极对数成倍地变化，如其极对数成倍地变化，如 2/4 极、极、4/8 极等。极等。 (2) 多速电动机多速电动机 如国产如国产 YD250M-4/6/8/12 型多速电机，型多速电机， 有有4 极、极、6 极、极、8 极、极、12 极四种极数。极四种极数。 操作简单方便操作简单方便(fngbin)、机械特性硬、效率高。、机械特性硬、效率高。 只能有级调速，可获得恒转矩和恒功率调速。只能有级调速，可获得恒转矩和恒功率调速。 YYY 应用于起重机、运输传送带等恒转矩负载；应用于起重机、运输传送

42、带等恒转矩负载； YY 应用于如各种机床切削等恒功率负载。应用于如各种机床切削等恒功率负载。 2022-7-253第五十三页，共九十二页。 E14.44 f1 kw1N1 m = U14.44 f1 kw1N1 恒磁通控制恒磁通控制(kngzh)方式方式 (1) 保持保持 为常数为常数 E1 f1 Tem= Pem 1 = 2 f1 p R2 s 3I2 2 = 3p 2 f1 E2 R2 s 2 R2 s X2 2 2 = 3p f12 2 R2 s 2 E1 f1 sX2 R2 1 2022-7-254第五十四页，共九十二页。在不同频率下，产生在不同频率下，产生(chnshng)最大转矩时

43、的转速降最大转矩时的转速降落为落为 nm = smn1 对上式进行对上式进行(jnxng)求导，并令求导，并令 = 0 ，可得，可得 dTem ds Tm = 3p 4 2 E1 f1 f1 X2 = 3p 4 2 E1 f1 1 2 L2 sm = R2 X2 = R2 2 L2 f1 60f1 p = R2 2 L2 f1 = R2 2 L2 60 p 1 f1 结论：结论： 当保持恒电动势频率比调速时，当保持恒电动势频率比调速时，Tm 和和 nm 是是 与频率无关与频率无关(wgun)的常数。的常数。 2022-7-255第五十五页，共九十二页。f1fNf1n1 Tem n O fN T

44、m n1 恒电动势频率比调速时的机械恒电动势频率比调速时的机械(jxi)特性特性 采用恒电动势频率采用恒电动势频率(pnl)比控比控 制方式具有以下优点：制方式具有以下优点： 电动机的机械特性硬、电动机的机械特性硬、 调速范围宽且稳定性好。调速范围宽且稳定性好。 由于正常运行时转差率由于正常运行时转差率 s 较小，较小， 转差功率小，电动机的转差功率小，电动机的 高。高。 由于由于 Tm 不变，这种控制不变，这种控制(kngzh)方式方式 适合于带恒转矩负载调速。适合于带恒转矩负载调速。2022-7-256第五十六页，共九十二页。(2) 保持保持 为常数为常数 U1 f1 sm = R1(X1

45、 X2 )2 R2 2 结论：结论： 当保持恒压频比调速时，当保持恒压频比调速时，Tm 已不是常数已不是常数(chngsh)， Tm 随着频率降低而减小。随着频率降低而减小。 3p 2 f1 Tem = R1 (X1 X2 )2 R2 s 2 R2 s 2 U1 f1 R1 R1(X1 X2 )2 Tm = 3p 4 f1 2 2 U1 f1 2022-7-257第五十七页，共九十二页。 恒压频比调速时的机械恒压频比调速时的机械(jxi)特性特性 f1fNf1n1 Tem n O fN Tm n1 结论结论(jiln)： 基频以下恒压频比调速基频以下恒压频比调速 近似为恒磁通控制方式，近似为恒

46、磁通控制方式， 同样适用于恒转矩负载调速。同样适用于恒转矩负载调速。 为了使电动机在低频时为了使电动机在低频时 仍保持足够大的过载能力仍保持足够大的过载能力(nngl)， 通常可将通常可将 U1 适当抬高一些，适当抬高一些， 以补偿一些定子阻抗压降。以补偿一些定子阻抗压降。 2022-7-258第五十八页，共九十二页。 f1fN ，U1L = UN（保持（保持(boch)不变）不变） f1 m ，类似于直流电动机的弱磁调速。，类似于直流电动机的弱磁调速。 当当 f1fN 时，时， R1 ( X1 X2 )， 忽略忽略(hl) R1 ，则，则 Tm = 3pU14 f1 (X1 X2 ) 2 3

47、pU1 4 (L1 L2 ) 1 f1 2 = 2 2 sm = R2 X1 X2 R2 2 (L1 L2 ) f1 = nm = smn1 R2 2 (L1 L2 ) 60 p = 2022-7-259第五十九页，共九十二页。 sm ； 1 f1 nm 保持保持(boch)不变。不变。 f1fNn1 Tem n O fN 基频向上基频向上(xingshng)调速时的机械特性调速时的机械特性 结论结论(jiln)： Tm ； 1 f1 2 n1 f1 结论：结论： 在基频以上调速时，由于在基频以上调速时，由于 m 与与 f1 成反比地降成反比地降 低，使得低，使得 Tem 也与也与 f1 近似

48、成反比变化，故电动近似成反比变化，故电动 机近似为恒功率运行。机近似为恒功率运行。 2022-7-260第六十页，共九十二页。 调速范围宽，调速范围宽，D = 100 。 调速平滑性好，调速平滑性好， 可实现无级调速。可实现无级调速。 机械特性机械特性(txng)硬，静差率小，硬，静差率小， 转速稳定性好。转速稳定性好。 基频以下为恒转矩调速，基频以下为恒转矩调速， 基频以上为恒功率调速。基频以上为恒功率调速。 调速时转差率小，调速时转差率小， 转差功率小，运行效率高。转差功率小，运行效率高。 变频器结构复杂，价格昂贵。变频器结构复杂，价格昂贵。 U、f 可变可变 M33 整流电路整流电路 逆

49、变电路逆变电路 50 Hz 控制控制 电路电路 直直 流流2022-7-261第六十一页，共九十二页。 变频器变频器 电机电机(dinj)(dinj)变频器一体化变频器一体化产品产品 优点：优点：(1) 一体化的通用变频器和电动机的组合可以提供最大效率。一体化的通用变频器和电动机的组合可以提供最大效率。 (2) 变速变速(bin s)驱动，输出功率范围宽（如从驱动，输出功率范围宽（如从 120 W到到 7.5 kW）。）。(3) 在需要的时候，通用变频器可以方便地从电动机上移走。在需要的时候，通用变频器可以方便地从电动机上移走。 (4) 高起动转矩。高起动转矩。 2022-7-262第六十二页

50、，共九十二页。nm n1 Tem n O UN TL1TL2 TL3 U1 n1 Tem n O U1UN U1 U1 UN U1U1UN TL1 改变改变 U1 调速是一种比较调速是一种比较(bjio)简便的调速方法，简便的调速方法， 但低速时但低速时 PCu2 大，大， 低，电机散热差，低，电机散热差， 发热严重。发热严重。 异步电动机调压调速异步电动机调压调速 高转差率异步电动机调压调速高转差率异步电动机调压调速 2022-7-263第六十三页，共九十二页。 结论：结论： 调速方向：调速方向：U1(UN) n 调速范围：调速范围：D 较小。较小。 调速的平滑性：若能连续调节调速的平滑性：