第6章异步电动机的调速

第6章三相异步电动机的调速)1(60)1(nn0spfs:变s、f、p三种方式调速§6－1改变转差率调速调速原理：PcusPFesPemPcur=PfP1PMP0P2转差功率=Pem·s(4-82)输入有功功率电磁功率机械功率轴上输出功率P0＝Pfv+Ps=风摩损耗＋杂散损耗（含各谐波损耗）emfemM2P)s1(PPPPf1em121Fescus1emPPsPPPPPPPPf1emMem0em2PPP)s1PTTTPT－（变转差率调速的实质是：将P1的一部分转化为转差功率转移到运动系统之外，以消弱P2，达到减速的目的。方法：1、消耗型：将转差功率全部消耗在转子电路中：调压（笼型）、串电阻调速（绕线转子）2、回馈型：将转差功率大部分回馈电网：串极调速（绕线转子）3、转差功率不变型：变极调速、变频调速a、笼型，降压：2S2'rs2ss2smaxUXXRRUf4p3T2'rS2s'rXXRRcrS，与电压无关低压时，最大转矩很小，恒转矩负载时，最低转速受Scr限制。nsn00scr10TTmaxTLUUUNs1s212恒转矩风机负载能力：当rNrII时，rNmerrNmeemIKcosIKT,mmNssssCkfN44.4EUemmsTU与直流电机不同，不属于恒转矩性质调速。优：简单缺：低速下效率低2'r2'r'rr)SX()(RRcos应用范围：长期高速，短时低速b、绕线转子绕组串电阻1)不同附加电阻下的机械特性n=f(T)·同步点不变，与附加电阻无关·极限点：XXUf4p3T'rs2smax（4－96）与附加电阻无关'rs'n'rcrXXRRS(4-97)随附加电阻增大而增大snn00sNsLsN2dcbaeRrRr+RnTTNTL102)附加电阻的计算方法设（0，Scr）范围内，n=f(T)近似为直线由（5－2）trRRSC,Tnr2NrNRRSRS,由图中相似三角形有LLN2NTSTS＝)RR1(TSSTrnLLNN当rLLNNRSTST，，，，已知时，可求得nR。3)负载性质(电流不变时，若转矩不变，则为恒转矩；若功率不变，则为恒功率）rrmTemcosIKT，sU一定时，m基本是定值，若保持rNrII，则因为2r2nrr2r2NrrrNrXSRREXSREII必有SRRSRnrNr=常数，由rrrrjXSREI（4－73）可推得rNrcoscos,即为恒转矩调速。缺点：损耗大、效率低转差功率：S)SRI3(SSPPCI,CSR'r2'remf'r'r在电阻上消耗4、改进：串极调速~~~Eks设RrsXr，则若控制使ksE与转子电势rE同频率、相位相差180度，则可控制使0ErrcTrksr'rksL|RsEREEsI，其中s’为0Eks时的转差率。这时rks'EEss，即当nsE'ks。机械特性：将sjXREEIrrksrfrf中的有功分量代入rrmTemcosIKT，得ks2r2rrksmT2r2rrrmTemTT)sX(RREKX)s/R(s/REKT在第二项中，当S=0即maxTnnks,0机械特性为二者之和：nsn00scr10TTmaxEEEks=0ks1ks2－Tksn0T0ks0Eks且绝对值增大时，机械特性向下移动，最大转矩、起动转矩减小。0Eks且绝对值增大时，机械特性向上移动，最大转矩、起动转矩增大。Es=ErΦImIrIrRrSjXrIrφrIsUsjXsIsRsIssφmEs=ErΦImIrIrRrSjXrIrφrIsUsjXsIsRsIssφmEksSE若ksE超前0'r90SE,转子合成电势E在相位上超前SE'r，转子电流稍有增长，r基本不变，s减小，功率因素提高。若ksE超前SE'r角，则其cos分量与SE'r同相使电动机调速，sin分量将提高定子的功率因素。困难：串入电势频率如何跟踪n、s的变化而变化。实现：将转子绕组电势整流成直流后再逆变回电网。UVW通过变压器回馈到电网UdUβUd=kSEr=UβMrkEUS优点：效率高；缺点：价高，对恒转矩负载调速范围较小。§6－2改变磁极对数调速〖略〗§6－3改变定子绕组供电电源频率调速－变频调速)1(60)1(nn0spfsNf以下：mNsssskfNEU44.4,为不使磁通饱和，必须同时降压Nf以上：受绝缘耐压限制，电压只能维持额定，磁通必随频率上升而下降。一、在额定转速以下保持fEs为常数的变频调速RsXsIs·Im·Er'=Es··-+Xr'Rr'Ir'·1-ssRr'Us·+-不计Rm后三相异步电动机的T型等值电路由4－39、4－78、4－88，有sRIf2p3T'r2'rem而s'r2'r2'r'r'rEE,XsREI2'r2'r'r2semXsR1sRffE2p3T令dT/ds=0，可得'r'rcrXRs对应转速：nnpL2R60pf60)s1(nn0'r'rcr0cr；对同一电机n为与0n无关的常数,最大电磁转矩'r2smaxL41fE2p3T，与f无关，为常数。机械特性：Tmaxnf11f12f130Tn01n02n03nnnΔΔΔ负载能力：Es/f=常数的变频调速属恒转矩调速证明见〖参考文献1，P329～P330〗。实现：Es测量困难，用保持Us/f=常数近似。2'rs2'rs'r2sem)XX(sRR1sRffU2p3TS很小时，转矩近似与S成正比，机械特性是一段直线：sRfsfU2p3)XX(sRsRssRffU2p3T'r2s2'rs22'rs2'r2sem2'rs2s'rcrXXRRsC)LL(2Rp60XXRRpf60Snn'rs'r2'rs2s'rcr0不同f时机械特性为一族平行曲线。2'rs2ss2smaxXXRRffU4p3T随频率减少而减少。S接近于1时，转矩近似与S成反比，机械特性是关于原点对称的一段双曲线：s1s1)XX(RRfRfU2p3)XX(sRR1sRffU2p3T2'rs2'rs'r2s2'rs2'rs'r2semTmaxnf11f12f130Tf14Us/f=常数补偿后fUs补偿0高低速最大电磁转矩不一致：Rs影响：低速时补偿Rs的压降。二、在额定频率以上保持Us为额定不变的弱磁升速2'rs2'rs'r2sem)XX(sRR1sRffU2p3Tf1XXRXXRRs'rs'r2'rs2s'rcr2'rs22s2'rs2ss2smaxf1)LL(21fU4p3XXRRffU4p3TCsRU3pf60602XXsRRf2sRpU3TP'r2s2'rs2'rs'r2s0emCUUEE,XsREIsNss'r2'r2'r'r'r（运行时若保持电流不变，S将基本不变）恒功率调速。nf11=ff12f130Tf14Nf14f13f12f11特点：变频调速平滑性好，无级，调速范围较宽。缺点：动态性能较差，低速时性能受定子参数影响较大，可能发生不稳定现象。习题6－5