三相異步電動機調(diào)速控制電路

1、三相異步電動機三相異步電動機調(diào)速控制電路調(diào)速控制電路三相異步電動機的調(diào)速機械調(diào)速 齒輪箱三相異步電動機的調(diào)速電氣調(diào)速 要求對雙速電動機可以高速運轉(zhuǎn)，也可以低速運轉(zhuǎn)，高低速之間可以直接相互轉(zhuǎn)換。 定定子子鐵鐵心心 定定子子 定定子子繞繞組組 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子鐵鐵心心 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子繞繞組組：繞繞線線型型繞繞組組、鼠鼠籠籠型型繞繞組組其其它它部部分分：機機座座、端端蓋蓋、軸軸承承、軸軸承承蓋蓋、接接線線盒盒、風風扇扇、吊吊環(huán)環(huán)三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的基本工作原理1. 1. 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相對稱對稱繞組產(chǎn)生。繞組產(chǎn)生。對稱：對稱：三

2、相對稱負載三相對稱負載空間對稱分布空間對稱分布（1 1）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的基本工作原理V2V1W2U2U1W1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機座機座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用 下，產(chǎn)生感應電下，產(chǎn)生感應電 動勢或電流。動勢或電流。三相定子繞組：三相定子繞組： 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場電動機的轉(zhuǎn)動原理電動機的轉(zhuǎn)動原理AXYCBZBlvBliFF異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場代替異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極了旋轉(zhuǎn)磁極U1V2W1V1W2()電流出電流出( )電流入電流入U2U1V1W1sinsin120sin2

3、40mmmiItiItiItUiViWimIt三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成-旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場180tU2V1W20nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN0n60A120tU2V2W1V1W20nUiViWitmI 極對數(shù)極對數(shù)（p）的概念：的概念：旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n0 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速？如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速？ 以以 Y 型接法為例，當每相型接法為例，當每相繞組只有一個線圈時，按右圖繞組只有一個線圈時，按右圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為場只有一對磁極，則極對數(shù)為

4、 1。 即即 p = 1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2 以以 Y 型接法為例，將型接法為例，將每相繞組都改用兩個線圈每相繞組都改用兩個線圈串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。 按下圖放入定子按下圖放入定子槽內(nèi)。槽內(nèi)。 形成的磁場則是形成的磁場則是兩對磁極。兩對磁極。 即即 p = 2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相繞組三相繞組 四極旋轉(zhuǎn)磁場四極旋轉(zhuǎn)磁場電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 50 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場

5、轉(zhuǎn) 3000 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 1 時：時：電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 25 圈圈 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 1500 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (2560) 周周p = 2 時：時：三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速600pfn min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f = 50 Hz 時，不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下時，不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下:同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速p 為任意值時：為任意

6、值時：如果如果:0nn %s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得 例例1 1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關系可知：速的關系可知：n0=1000 r/min , %10000nnns0)(1nns三相異步電動機的調(diào)速調(diào)速的方法：由此可見要改變電動機的轉(zhuǎn)速，有三種方法：由此可見要改變電動機的轉(zhuǎn)速，有三

7、種方法：(1)變頻調(diào)速變頻調(diào)速(2)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(3)變極調(diào)速變極調(diào)速1.變頻調(diào)速 近年來，交流變頻調(diào)速在國內(nèi)外發(fā)展非常迅速。由于晶閘管變流技術的日趨成熟和可靠，變頻調(diào)速在生產(chǎn)實際中應用非常普遍，它打破了直流拖動在調(diào)速領域中的統(tǒng)治地位。 交流變頻調(diào)速需要有一套專門的變頻設備，所以價格較高。但由于其調(diào)速范圍大，平滑性好，適應面廣，能做到無級調(diào)速，因此它的應用將日益廣泛。 2.2.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 調(diào)速過程中保持電動機同步轉(zhuǎn)速不變，改變轉(zhuǎn)差率s來進行調(diào)速。其中有降低定子電壓、在繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入電阻或串附加電動勢等方法調(diào)速。這種調(diào)速方法也能平滑地調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，但

8、能耗較大，效率低，目前，主要應用在起重設備中。 3.3.變極調(diào)速變極調(diào)速 變極調(diào)速只適用于鼠籠式異步電動機，它通過改變定子繞組的接線以改變磁極對數(shù)，從而實現(xiàn)調(diào)速。由于磁極對數(shù)只能成倍變化，所以該方法不能實現(xiàn)無極調(diào)速。目前已生產(chǎn)的變極調(diào)速電動機有雙速、三速等多速電動機。變極調(diào)速方式雖然轉(zhuǎn)速的平滑性差，但它經(jīng)濟、簡單，且機械特性硬，穩(wěn)定性好，因而在金屬切削機床中經(jīng)常應用。為了擴大調(diào)速范圍，常與減速齒輪箱配合調(diào)速。 1）變極調(diào)速原理）變極調(diào)速原理 利用這種方法調(diào)速時，定子繞組要特殊設計，與普通電動機的繞組不同，要求繞組可用改變外部接線的辦法來改變極對數(shù)。改變定子繞組極對數(shù)的方法是將一相繞組中一半線圈

9、的電流方向反過來。圖圖.1變極調(diào)速原理變極調(diào)速原理A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機稱作多速電機，采用變極調(diào)速方法的電動機稱作多速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。等機床上。A1A2X1X2SN并聯(lián)并聯(lián)2 2）雙速電動機的接線）雙速電動機的接線 將將1、2、3端接三相電源，而端接三相電源，而4、5、6端懸空時，雙速電端懸空時，雙速電動機的定子繞組接成三角形（動機的定子繞組接成三角

10、形（形），每相繞組的兩個線形），每相繞組的兩個線圈串聯(lián)連接，電流方向相同，形成四極旋轉(zhuǎn)磁場，雙速圈串聯(lián)連接，電流方向相同，形成四極旋轉(zhuǎn)磁場，雙速電動機低速運行。電動機低速運行。2 2）雙速電動機的接線）雙速電動機的接線 當當4 4、5 5、6 6端接三相電源，而端接三相電源，而1 1、2 2、3 3端短接時，雙速電動機端短接時，雙速電動機的定子繞組接成雙星形（的定子繞組接成雙星形（YYYY形），每相繞組的兩個線圈并聯(lián)形），每相繞組的兩個線圈并聯(lián)連接，電流方向相反，形成兩極旋轉(zhuǎn)磁場，雙速電動機高速連接，電流方向相反，形成兩極旋轉(zhuǎn)磁場，雙速電動機高速運行。運行。 三相異步電動機的調(diào)速低速低速高速高速圖圖2.雙速電動機高低速控制線路雙速電動機高低速控制線路 圖為雙速電動機高低速控制線路。若KM1接觸器通電，則雙速電動機接成三角形，低速運轉(zhuǎn)。若KM1斷電，KM2、KM3接通，則雙速電動機接成雙星形，高速運轉(zhuǎn)。需要低速運行時，按下低速起動按鈕SB2，KM1通電并自鎖，則雙速電動機接成三角形低速運轉(zhuǎn)。若需換為高速運轉(zhuǎn)時，可直接按下高速起動按鈕SB3使KM