交流电动机的调速原理及方法

17.4.2交流电动机的调速（P422）交流电动机调速的原理：n=60f/p*(1-s)=n0(1-s)式中p——极对数f——供电频率，Hzn0——同步速s——转差率（同步电动机s=0）1)变极调速改变定子绕组的联接达到变极适用于笼型异步电动机有单绕组多速、双绕组多速有倍极比（2/4，4/8等）和非倍极比（4/6，6/8等）属于有级调速2)转子串电阻调速改变机械特性的斜率R↑→斜率↑→s↑→n↓适用于绕线转子异步电动机属于无级调速缺点：转子功耗大nTn0s=0s=1机械特性n~TnTn0s=0s=1不串电阻串入电阻串入电阻，斜率变大，转速下调，s增大3)串级调速转子接入整流器代替接入电阻作用同转子串电阻调速能量可以回馈串接方式：电气串接方式（图17-4-13）电机串接方式（图17-4-14）低同步串接方式（图17-4-15）超同步串接方式（图17-4-16）4)调压调速改变机械特性的斜率U↓→斜率↑→s↑→n↓适用于笼型异步电动机属于无级调速缺点：转子功耗大，过载能力小nTn0s=0s=1不降电压降低电压降低电压，斜率变大，转速下调，s增大5)电磁转差离合器调速在电机和负载之间串接电磁耦合器调节电磁耦合器的励磁励磁↓→s↑→n↓适用于笼型异步电动机属于无级调速缺点：电磁耦合器功耗大6)液力耦合器调速在电机和负载之间串接液力耦合器调节液力耦合器的油量来改变s7)变频调速利用静止变频器改变供电频率f↓→n0↓→n↓适用于各种异步、同步电动机属于无级调速是发展方向8)无换向器电动机调速利用静止变频器改变供电频率f↓→n0↓→n↓供电频率由电机本身确定通过转子位置检测获得（图17-4-23）这种方式称为自同步无换向器电动机类型：正弦波电源驱动——自控式同步电动机方波电源驱动——无刷直流电动机静止变频器分类（P424）：1)间接变换方式(交-直-交变频器)①电压型变频调速（图17-4-19）恒压源特性，适用于①象限运行②电流型变频调速（图17-4-20）恒流源特性，适用于四象限运行③脉宽调制(PWM)变频调速（图17-4-21）效果同电压型，波形好优点：电源侧功率因数高，电机侧谐波成分少，调速范围宽，响应快2)直接变换方式(交-交变频器)（图17-4-22）优点：效率高，输出波形好缺点：输出频率低交流调速系统的特点：•维修工作量小•功率大、速度高•转动惯量小•节能、节水•机电一体化•大功率系统成本低变频调速的方式（P440）：1)恒转矩调速从基速向下调时，保持磁通不变，实现恒转矩调速。保持磁通不变的条件：∵U1≈E1=Kef1Φ∴U1/f1≈E1/f1=KeΦ=常数在低频时，定子电阻压降比例较大，U1偏离E1较多，为了保持E1/f1=常数，U1/f1要适当加大以作补偿。（图17-4-41）U/f控制方式：按U1/f1比值进行控制的方式或称VVVF控制方式。2)恒功率调速从基速向上调时，保持电压不变，频率增高，磁通必然减小，实现近似的恒功率调速。注：严格的恒功率调速要满足U1/√f1=常数Tff基恒转矩段恒功率段变频调速的T~f特性：例题1(1)电磁转差离合器调速，(2)液力耦合器调速，其调速原理是：A．(1)改变极对数p，(2)改变转差率sB．(1)改变转差率s，(2)改变极对数pC．(1)改变频率f，(2)改变频率fD．(1)改变转差率s，(2)改变转差率s哪组是正确答案？答案：D例题2变频调速的原理是：A．改变同步转速，实现调速B．保持主磁通不变，进行调速C．控制主磁通，实现恒功率调速D．恒功率调速时，频率增大，主磁通也增大哪个是不正确答案？答案：D例题3与直流调速比较，交流变频调速的特点是：A．不受换向条件的限制，没有由于换向器所带来的维修工作量大、事故率高的弊病B．容量、电压、电流、转速的上限，不象直流电动机那样受限制C．交流电动机体积小、重量轻、飞轮矩小、单机容量大、效率高D．交流调速的调速性能超过直流调速哪个特点使得投资及维护费用大为降低？答案：C