電動機(jī)YD啟動和調(diào)速課件

1、 5.5 異步電動機(jī)的調(diào)速 調(diào)速的方法： p f snsn 1 60 1 )1 ()1 ( （1）改變定子繞組的極對數(shù)p； （2）改變電源的頻率f1； （3）改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率； 改變定子繞組的端電壓； 改變定子繞組的外加電阻或電抗； 轉(zhuǎn)子回路加電阻或電抗； 5.5.1、變極調(diào)速 基本原理： A1X1和A2X2串聯(lián)形成四極磁場； A1X1和A2X2串聯(lián)， A2X2反向， 形成兩極磁場； 單繞組和雙繞組變極 N SN S NS 變極調(diào)速的注意點(diǎn)： （1）為獲得恒定的平均轉(zhuǎn)矩， 定、轉(zhuǎn)子繞組的極對數(shù)必 須保持一致。 因此一般只適用于鼠籠式異步機(jī)。 （2）在改變繞組接法時， 要保證變極后三相繞組的對

2、稱 以及基波磁勢的轉(zhuǎn)向不變。 （3）變極調(diào)速是一個有級調(diào)速。 極數(shù)變換后， 節(jié)距、 相帶、氣隙磁密都要變化， 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩和額定容量 都要變化。 5.5.2、改變轉(zhuǎn)差率 1 改變定子繞組電壓調(diào)速改變定子繞組電壓調(diào)速 電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。 特點(diǎn)：調(diào)速范圍小， 用于拖動象風(fēng)扇負(fù)載的小型籠型電動機(jī)。 調(diào)壓調(diào)速既非恒調(diào)壓調(diào)速既非恒 轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功 率調(diào)速，它最適用于率調(diào)速，它最適用于 轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減 小的負(fù)載，如風(fēng)機(jī)類小的負(fù)載，如風(fēng)機(jī)類 負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn) 矩負(fù)載，最不適用恒矩負(fù)載，最不適用恒 功率負(fù)載功率負(fù)載。 5.5.3 繞線

3、式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 2 21 2 2 1 2 2 11 2 XX s R R sRU p f m T a a A 2 21 2 2 1 2 2 1 1 2 XX s RR R s RR U p f m T b b B ba s RR s R 2222 ab RRR ss 特點(diǎn)： 方法簡單、調(diào)速范圍廣； 調(diào)速電阻消耗能量， 轉(zhuǎn)速越低、效率越低； 機(jī)械特性變軟， 負(fù)載變化， 轉(zhuǎn)速變化顯著。 22 ab RRR ss 也就是說，異步電動機(jī)工作于A點(diǎn)或B點(diǎn)，轉(zhuǎn)子中總電阻沒 有變化，轉(zhuǎn)子回路中總阻抗也沒有變化，定子回路阻抗也 沒有變化，所以轉(zhuǎn)子回路電流，定子回路電流不變。根據(jù) 上式可以方便的

4、求出滿足調(diào)速要求的附加電阻。 5.5.4 繞線式異步電動機(jī)的串級調(diào)速 串級調(diào)速就是借助電子設(shè)備或其它電機(jī)，在繞線式 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串入一個與轉(zhuǎn)子電勢 同頻率的 附加電勢 ，改變的大小和相位來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn) 速與功率因素的調(diào)速方法。 s E2 d E 1、 串級調(diào)速原理串級調(diào)速原理 22 2 22 2 2 jsXR Es jXR E I s s 22 2 2 jsXR EEs I d 在轉(zhuǎn)子回路中沒有接入附加電 勢時 在轉(zhuǎn)子回路中接入附加電勢時 1、假如附加電勢 的相位與 剛好相反 d E 2 Es 22 2 2 jsXR EEs I d 2、假如附加電勢 的相位與 剛好同相位 d E

5、 2 Es 3、當(dāng) 的相位超前 相位900時 d E 2 Es 2、串級調(diào)速的實(shí)現(xiàn) 5.5.5 變頻調(diào)速 mw kNfEU 11111 44. 4 若忽略定子漏阻抗壓降，則： 由此可見，為了保持主磁通 不變，改變頻率，必須同時改變電壓。 m 1、從基頻向下變頻調(diào)速、從基頻向下變頻調(diào)速 當(dāng)改變電源的頻率f1時，異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 與頻率成正比變化，于是異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之改變。所 以改變電源的頻率就可以調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。額定頻 率稱為基頻，變頻調(diào)速時可以從基頻向上調(diào)，也可以從基 頻向下調(diào)。 p f n 1 1 60 (1）保持）保持 常數(shù)常數(shù) 是恒磁通控制方式。 1 1 f E 在這種變頻

6、調(diào)速過程中，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 s R X s R E f pm n s R Im P T em em 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 21 1 2 60 2 2 2 2 2 2 2 1 111 2 X s R s R f Epfm 2 2 22 2 1 111 1 2 R Xs s Rf Epfm 21 2 2 2 2Lf R X R s m 22 2 1 111 max 1 2XXf Epfm T 2 1 2 1 11 22 1 X f f Epm 常數(shù) 2 2 1 11 2 1 22 1 Lf Epm = 下面根據(jù)該方程式，具體分析一下最大轉(zhuǎn)矩 及相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差 率 。 最

7、大轉(zhuǎn)矩處 max T m s 0 ds dTem 最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速降落：最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速降落： 常數(shù) pL R p f X R nsn mm 60 2 60 2 21 2 2 1 這種調(diào)速方法與他勵直流 電動機(jī)降低電源電壓調(diào)速 類似，機(jī)械特性較硬，調(diào) 速范圍寬。而且穩(wěn)定性好。 由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)， 因此變頻調(diào)速為無級調(diào)速， 平滑性好。另外，電動機(jī) 在正常負(fù)載運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差 率較小，因此轉(zhuǎn)差功率較 小，效率較高 下面討論一下恒磁通變頻調(diào)速性質(zhì)：首先假設(shè)電磁轉(zhuǎn) 矩為常數(shù)時電流的變化情況。當(dāng) 常數(shù)，即 em T 常數(shù) 2 2 2 2 2 1 2 1 11 em 2 X s R s R f f Epm

8、 T C X s R s R f 2 2 2 2 2 1 1 f K s 常數(shù) 2 2 2 2 2 2 2 2 22 22 24 LC RLCRR K 上式結(jié)果說明：Tem常數(shù)，。考慮到 ， ,則在變頻調(diào)速中，轉(zhuǎn)子電流 1 1 f s 常數(shù) k f E 1 1 2 21 12 1 2 2 2 2 1 2 2 s Lf K fR kf X R E I 常數(shù) 2 2 2 2 2 L K R k 因此，在這種調(diào)速過程中，電流保持不變時，電磁 轉(zhuǎn)矩也不變，所以是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。 (2) 保持保持 常數(shù)常數(shù) 1 1 f U 降低頻率調(diào)速過程中，保持 常數(shù)，也就是保持磁通 常數(shù)。 1 1 f U m 2

9、21 2 1 2 XXR R sm 2 21 2 11 1 2 1 11 max 22 1 XXRR f f Upm T 保持 =常數(shù)，降低頻率調(diào)速近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因?yàn)?。 1 1 f U 1 1 f U 1 1 f E 2、從基頻向上變頻調(diào)速、從基頻向上變頻調(diào)速 升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時，只能保持 電壓為 不變，頻率越高，磁通 越小，是一種降低磁通升速 的方法，類似他勵直流電動機(jī)弱磁調(diào)速。 升高頻率保持 不變時，電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為 N U m N U 2 21 2 2 11 2 2 1 2 XX s R Rf s R pUm T N em 2 1211 2 1 1

10、22 1 fXXf pUm N 2 21 2 111 2 1 max 2 2 1 XXRRf pUm T N 21 2 2 21 2 1 2 XX R XXR R sm 1211 2 1 2fLLf R 由于由于 較高，較高， 比比 、 及及 小得多，小得多， 忽略，故忽略，故 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 1 f 1 R 1 X 2 X sR2 1 R 因此頻率越高時，因此頻率越高時， 越小，越小， 也減小，最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速也減小，最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速 降落降落 max T m s 常數(shù) p f LLf R nsn mm 1 211 2 1 60 2 升高頻率保持 不變時，近似為 恒功率調(diào)速方式，證明如下： N U 1 emem TP p f XX s R Rf s R pUm N 1 2 21 2 2 11 2 2 1 2 2 由于正常運(yùn)行時，由于正常運(yùn)行時， 很小，很小， 比比 ， 都大很多，因此都大很多，因此 若忽略若忽略 和和 ，則，則 s s R 1 R 21 XX 1 R 21 XX 2 2 11 2 1 2 1 2 2 R sUm p f s R f pUm P NN em 運(yùn)行時，若保持 額定