电机拖动第6章2

第6章三相异步电动机的电力拖动6.1笼型异步电动机的起动6.1.1在额定电压下直接起动6.1.2星-三角（Y-Δ）降压起动6.1.3自耦变压器降压起动6.1.4定子回路串接电抗器或电阻降压起动——后者不讲6.1.5软起动——不讲6.1.6高起动转矩异步电动机——不讲第6章三相异步电动机的电力拖动6.2绕线转子异步电动机的起动6.2.1转子回路串电阻起动6.2.2转子串接频敏变阻器起动——不讲6.3异步电动机的调速6.3.1变频调速——重点6.3.2变极调速6.3.3转子串电阻调速6.3.4串级调速——不讲6.3.5调压调速第6章三相异步电动机的电力拖动6.4三相异步电动机的制动6.4.1回馈制动6.4.2反接制动6.4.3倒拉反转制动6.4.4能耗制动6.4.5软制动与软停车——不讲6.5异步电动机的各种运行状态6.3异步电动机的调速6.3.1变频调速——重点6.3.2变极调速6.3.3转子串电阻调速6.3.4串级调速——不讲6.3.5调压调速6.3异步电动机的调速异步电动机转速的表达式为异步电动机有三种基本的调速方法：变频调速：改变电源频率f1变极调速：改变定子绕组的极对数p变转差率调速：改变电动机的转差率s11nns=n1(1)n=ns160(1)(621)f=sp改变同步转速的调速方法不改变同步转速的调速方法改变转差率调速方法又有以下几种：转子串电阻调速：绕线转子异步电动机转子回路串接不同的电阻串级调速：绕线转子异步电动机转子串接电势调压调速：改变异步电动机定子电源电压6.3.1变频调速——重点改变三相异步电动机电源的频率f1可以改变旋转磁动势的同步转速n1从而达到调速的目的将电动机的额定频率（f1=50Hz）称为基频变频调速时既可以从基频向上调也可以从基频向下调1160fn=p1．基频以下的变频调速三相异步电动机运行时，由于定子漏阻抗压降很小，所以电动机定子每相电压（参见教材P121(5-7)式）故在降低电源频率f1的同时必须相应地降低电源电压U1以保证主磁通Φ1基本不变11UE11w114.44(622)fNkU1不变2Fe03mpIRΦ1↑I0↑↑pFe↑↑η↓↓f1↓降低U1有两种方式：降低U1有两种方式：保持E1/f1=常数——电动势难以直接控制保持U1/f1=常数——常用11UE11w114.44(622)fNk变频器结构框图f=50Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~图6.20保持U1/f1=常数的变频调速机械特性曲线f1较高时Tm基本保持不变转速降△nm不变机械特性近似平行f1较低时f1↓→Tm↓转速降△nm↓机械特性会更硬些TLT0n1n1n1n1n1f1f1f1fABCDmnmT1111ffff（1）最大转矩Tm当f150Hz（基频以下），但f1较高时有此时，Tm将基本保持不变但当f1较低时，R1的影响不可忽略此时，Tm将会随f1的下降而减小112()RXX'=常数21m221111234[()]pUTfRRXX21m11234()pUTfXX212211238()pUfLL2XfL（2）运行段的斜率当f150Hz（基频以下），但f1较高时有2m22112()RsRXX'112()RXX2m12RsXX21122()RfLL（2）运行段的斜率转速降此时，不同f1的各条机械特性近似平行11nnsn11mmm11()nnnnsnnmm1nsn21112602π()RfpfLL21230()RpLL=常数（2）运行段的斜率但当f1较低时R1的影响同样不可忽略故转速降也将减小此时的机械特性会更硬些mm1nsn（3）特点由于Φ1≈常数所以该调速方式为近似恒转矩调速方式低频时，Tm下降较多所以电动机在低速运行时可能带不动负载适用于风机、泵类负载2．基频以上的变频调速基频以上调速时，频率从向上升高受到电机绝缘耐压的限制定子电压不能随之升高只能保持U1=UN不变f1↑→Φ1↓所以三相异步电动机在基频以上的调速类似于他励直流电动机的弱磁升速11UE11w114.44(622)fNk（1）最大转矩Tm由于基频以上f150Hzf1越高，Tm越小112()RXX2Nm2211238()pUTfLL211f（2）运行段的斜率由于基频以上f150Hz∴不同f1的各条机械特性近似平行112()RXX2m12RsXX21122()RfLLmm1nsn21112602π()RfpfLL21230()RpLL=常数2XfL图6.21保持U1=UN不变的升频调速机械特性曲线f1越高Tm越小不同f1的各条机械特性近似平行T0n1n1n1n1nLT1f1f1f1fABCDmnmT1111ffff（3）基频以上调速的特点近似为恒功率调速方式而∴PM=TΩ1近似不变适用于恒功率负载f1↑Φ1↓T↓f1↑n1↑Ω1↑U1=UN不变122cosTJTCI1160fnp11260n111w114.44UfNk变频调速主要特点目前，三相异步电动机变频调速具有很好的调速性能完全可与直流电动机调速性能相媲美其主要特点如下：（1）调速范围广（2）频率f1可连续调节，故变频调速为无级调速（3）机械特性较硬，静差率小（4）从基频向下调速，属恒转矩调速方式从基频向上调速，属恒功率调速方式（5）运行效率高6.3.2变极调速改变三相异步电动机的极对数p可以改变同步转速n1从而使转速得到调节绕线转子异步电动机一般不采用变极调速笼型异步电动机极对数的改变是通过改变定子绕组的接线方式来实现的1160fn=p6.3.3转子串电阻调速绕线转子异步电动机转子串入不同电阻值便可调节电动机的转速适用范围：绕线式异步电动机恒转矩负载图6.26绕线转子异步电动机转子串电阻调速的机械特性曲线n1、Tm保持不变RS↑→sm↑，斜率β↑稳定工作点下移即转速下降如图中A、B、C、D交点1nns02R21SRRLTTCBA0D22SRR23SRR1mT转子串电阻调速的优缺点优点：设备简单，初投资不高，易于实现缺点：转子串电阻分级调节，属有级调速，调速平滑性差空载或轻载时转速变化不大机械特性较软低速时转子铜耗大，效率低虽然PM=TΩ1=TLΩ1=常数，但n↓→s↑→pCu2=sPM↑→Pm=PM－pCu2↓→P2↓→η↓6.3.5调压调速异步电动机的调压调速是指降低定子电压调速对于恒转矩负载，前两种电压下的稳定工作点分别为a、b，在电压U″下没有交点对于风机、泵类负载，在各不同电压下的稳定工作点分别为a′、b′、c′达到调速的目的sn1n010abb'a'1''Uc'1'UNULTT图6.28异步电动机调压调速时的机械特性曲线恒转矩负载风机泵类负载调压调速的特点：当定子电压较低时最大转矩Tm减小很多，过载能力较差负载稍有波动，电机就会停转对于恒转矩负载调速范围很小对于风机、泵类负载调速范围虽然较大但在低速时，电机发热严重因此电动机不能在低速下长期运行第5章作业：必做题：P1956-2