5.5-异步电动机调速特性

5.5三相异步电动机的调速方法与特性依据：)1(60)1(0spfsnn三相异步电动机的调速大致可以分成以下几种类型：（1）改变转差率s调速，包括降低电源电压、绕线式异步电动机转子回路串电阻等方法；（2）改变旋转磁场同步转速调速，包括改变定子绕组极对数、改变供电电源频率等方法；（3）双馈调速，包括串级调速，属改变理想空载转速的一种调速方法；（4）利用滑差离合器调速。5.5.1改变极对数调速变极调速要采用专用调速电机，其转子为鼠笼式。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。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、6、10级三速如图所示。0TLnT变极降压调速机械特性U1U2U3U4U1U2U3U4U2U1U3U3U2U1U4U4p=2(2p=4)p=3(2p=6)p=5(2p=10)5.5.2改变转差率调速2202222st202max202m0260XRURKTXUKTXRSpfn1.调压调速改变电源电压时的人为机械特性如图所示：特点：1.高速工作（负载较小）时，调速范围不大；2.低速工作时，转子电路电流大，容易烧坏电动机。2.转子电路串电阻调速接线原理图和机械特性如图所示：这种调速方法只适用于线绕式异步电动机，其启动电阻可兼作调速电阻用，不过此时要考虑稳定运行时的发热，应适当增大电阻的容量。特点：•转子电路串电阻调速简单可靠，但它是有级调速。•随转速降低，特性变软。•转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械中，如在起重运输设备中应用非常广泛。调速过程：（物理过程）L222L22TTTIsEEsnTTTIR3.串级调速：绕线式异步电动机在转子回路串入一个与转子电势频率相同、相位相同或相反的外加电动势Ead，对转差功率加以吸收，实现调速和节能。K1I2Uad~~~M3~已知：n0=60f/p，当f改变，n0和n都将改变。1.变频变压调速：当f↓而UΦ不变时，Xm↓→Im↑→Φm↑→I0→I1↑引起电动机过热。而Im↑→cosφ1↓Φm↑→pFe↑造成电动机带载能力下降。为了克服上述缺点，在工频（50Hz）以下调速时，采用恒磁通调压调速（也称恒转矩调速）。即:44.41w1ΦΦΦkNfEU常数44.4m1w111kNfU5.5.3变频调速分析：当f1↑时，再继续保持U1/f1=常数比较困难，因为f150Hz时，UΦ↑U1N不允许，这样只能保持UΦ不变。f1↑→Xm↑→Im↓→Φm↓→T↓，而f1↑→n↑，P=TΩ属恒功率调速。所以工频以上采用恒压调速。特性曲线：Dnn00TmnT变频调速的机械特性fNf2’f1’f1f2f3f4f5f2'f1'fNf1f2f3f4f5变频调速的特点：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U1/f1为常数的配合,为近似的恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。在基频以上调速时，保持U1=U1N不变，随f1升高，Φm下降，属于近似恒功率调速方式。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)运行时转差率s小，转差功率损耗小，效率高。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。5.6三相异步电动机的制动特性异步电动机和直流电动机一样，亦有三种制动方式：反馈制动、反接制动和能耗制动。5.6.1反馈制动由于某种原因异步电动机的运行速度高于它的同步速度，即nn0，S0，异步电动机就进入发电状态。反馈制动时，电机从轴上吸取功率后，一部分转换为转子铜耗，大部分则通过空气隙进入定子，并在供给定子铜耗和铁耗后，反馈给电网。反馈制动的机械特性是电动状态机械特性是第一象限向第二象限的延伸或第三象限向第四象限的延伸。1）负载转矩为位能性转矩的起重机械在下放重物时的反馈制动运行状态。2）电动机在变极调速或变频调速过程中，极对数突然增多或供电频率突然降低，使同步转速n0突然降低时的反馈制动运行状态。5.6.2电源反接制动如果正常运行时异步电动机三相电源的相序突然改变，即电源反接，这就改变了旋转磁场的方向，电动机状态下的机械特性曲线就由第一象限的曲线1变成了第三象限的曲线2，如图所示。5.6.3能耗制动异步电动机能耗制动的线路原理图：(1)方法：将正在运行的三相异步电动机定子绕组断开三相交流电源，同时在定子两相绕组内通入直流电流。电动运行状态时，K1闭合，能耗制动时断开K1，K2闭合。M3～RfRK2K1+-(2)制动原理：当定子绕组通入直流电时，定子产生恒定磁场。转子由于惯性仍然旋转。转子导体切割磁场产生的感应电流的方向与电动状态时相反，使电动机产生的电磁转矩与电动状态时相反，故为制动状态。当转速n=0时，T=0，从而能准确停车。(4)特点：机械特性过原点，即n=0时T=0。能迅速、准确停车。0TzTTmax1Tmax2nns123(3)能耗制动时的机械特性：