第三異步電動機的機械特性及調(diào)壓電路學習教案

1、會計學1第三異步電動機的機械第三異步電動機的機械(jxi)特性及調(diào)壓電特性及調(diào)壓電路路第一頁，共43頁。21.2 異步電動機的機械異步電動機的機械(jxi)特性特性q異步電動機不同的調(diào)速方式異步電動機不同的調(diào)速方式 人為地改人為地改變異步電動機的機械變異步電動機的機械(jxi)(jxi)特性特性 q一、異步電動機的固有機械一、異步電動機的固有機械(jxi)(jxi)特性特性式中：為定子(dngz)每相電阻和折算到定子(dngz)側(cè)的轉(zhuǎn)子每相電阻；為定子每相漏感和折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相漏感2lrsl212rs1r2spe/3LLsRRsRUnTrs,RRs1L1rL（1-18） 第1頁/共42頁

2、第二頁，共43頁。3nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動機固有機械特性第2頁/共42頁第三頁，共43頁。42lrsl212rm)(LLRRss2lrl212112pemax)(123LLRRUnTssssnsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動機固有機械特性第3頁/共42頁第四頁，共43頁。5emax21TenemaxMTTM稱為(chn wi)過載倍數(shù)。 nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動機固有機械特性第4頁/共42頁第五頁，共43頁。6m0ss nsTeTq0Temaxsman001bTL圖1-7異步電動機固有(gyu)

3、機械特性（3）在機械特性曲線上，轉(zhuǎn)速為零時所對應(yīng)的起始轉(zhuǎn)矩為Tq，且s=1，此點對應(yīng)著電機剛開始啟動的狀態(tài)，此時啟動電流很大，可達電機額定電流的47倍，但啟動轉(zhuǎn)矩卻不大。 第5頁/共42頁第六頁，共43頁。71.2 異步電動機的機械異步電動機的機械(jxi)特性特性第6頁/共42頁第七頁，共43頁。8TeOnn0TemaxsmTL UsN0.7UsNABCFDE0.5UsN風機類負載風機類負載(fzi)特性特性恒轉(zhuǎn)矩負載恒轉(zhuǎn)矩負載(fzi)特性特性Tst 圖圖1-8 異步電動機在異步電動機在不同電壓下的機械特性不同電壓下的機械特性特點：(1)n0不變(2)T(包括Tst)正比于u1的平方(3)

4、Sm不變第7頁/共42頁第八頁，共43頁。9 帶恒轉(zhuǎn)矩負載TL時，可得不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如圖2-1中的A，B，C點。由于普通異步電動機工作段轉(zhuǎn)差率S很小，因此對恒轉(zhuǎn)矩負載來說，調(diào)速范圍很小。但是，對風機泵類機械，由于其負載特性為TL=kna(a1)，采用調(diào)壓調(diào)速則可得到(d do)較大的調(diào)速范圍，如圖2-1中的D，E，F(xiàn)點。1.2 異步電動機的機械異步電動機的機械(jxi)特性特性第8頁/共42頁第九頁，共43頁。10rrRskI00nnnsrI第9頁/共42頁第十頁，共43頁。11 為了能在恒轉(zhuǎn)矩負載(fzi)下擴大調(diào)速范圍，并使電機能在較低轉(zhuǎn)速下運行而不致過熱，就要求電機轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，

5、這樣的電機在變電壓時的機械特性繪于圖1-10。第10頁/共42頁第十一頁，共43頁。12圖1-10 高轉(zhuǎn)子(zhun z)電阻電動機（交流力矩電動機）在不同電壓下的機械特性 UsN0.7UsNABCTL0.5UsN恒轉(zhuǎn)矩負載(fzi)特性n0Te0s,n10第11頁/共42頁第十二頁，共43頁。13)1(rRssr2202)1()1(rLRssIsknknTT2rprRsT3nfIp交流(jioli)調(diào)壓調(diào)速的基本結(jié)論第12頁/共42頁第十三頁，共43頁。14負載條件下小得多；n當s1/3時，轉(zhuǎn)子和定子電流將隨速度(sd)的降低而降低。s0Ir1Ir=f(s)圖圖1-11 風機泵類負載時轉(zhuǎn)子電

6、流變化曲線風機泵類負載時轉(zhuǎn)子電流變化曲線0121)1 (r2rsssRKdsdI調(diào)（降）壓調(diào)速更適用于風調(diào)（降）壓調(diào)速更適用于風機機(fn j)(fn j)泵類負載。泵類負載。 第13頁/共42頁第十四頁，共43頁。15 所謂的調(diào)壓調(diào)速，就是通過改變定子外加電壓(diny)來改變其機械特性的函數(shù)關(guān)系，從而達到改變電動機在一定輸出轉(zhuǎn)據(jù)下轉(zhuǎn)速的目的。 那么，怎樣(znyng)實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速呢？第14頁/共42頁第十五頁，共43頁。16轉(zhuǎn)差功率(gngl)消耗型異步電動機降壓調(diào)速異步電動機降壓調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速第15頁/共42頁第十六頁，共43

7、頁。170負載(fzi)abca)uaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RRR第16頁/共42頁第十七頁，共43頁。18負載b)abcuaubucia第17頁/共42頁第十八頁，共43頁。19M3TVC利用(lyng)晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速TVC雙向晶閘管交流調(diào)壓器 利用利用(lyng)晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速 第18頁/共42頁第十九頁，共43頁。201 1）相位）相位(xingwi)(xingwi)控制控制ut特點(tdin)：能實現(xiàn)無級調(diào)速，對電網(wǎng)有污染，功率因數(shù)低第19頁/共42頁第二十頁，共43頁。212）周波(zhub)控制（開關(guān)控制）

8、 特點(tdin)：無污染，功率因數(shù)高；不能實現(xiàn)無級調(diào)速TonToff機械(jxi)時間常數(shù)Tm1:10 控制方式控制方式第20頁/共42頁第二十一頁，共43頁。22如Tm1s,則TonToff=60 (保證每個時刻至少有兩個管子導通。觸發(fā)規(guī)律T1T2T3T4T5T6NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第24頁/共42頁第二十五頁，共43頁。26設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)工作，即在VT1的脈沖到來(doli)之前，VT4,VT5,VT6導通(1)分析0時Y電路的工作原理(yunl)，此時N點電位為0，觸發(fā)VT1，則VT1導通。圖 三相(sn xin)全波星形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電

9、路 0時的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第25頁/共42頁第二十六頁，共43頁。27正向晶閘管T1,T3,T5在電源(dinyun)電壓波形正半波的起始點被觸發(fā)導通反向晶閘管T4,T6,T2在電源(dinyun)電壓波形負半波的起始點被觸發(fā)導通每個元件導通180,半波過零點，自行關(guān)斷在每個60區(qū)間有三個晶閘管同時導通。ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugttt第26頁/共42頁第二十七頁，共43頁。28ACu21AuAuAu(2)分析30時Y電路(dinl)的工作原理圖3

10、0時的波形(b xn)ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t20t10t2t3ttt關(guān)注關(guān)注(gunzh)N點電位點電位變化！變化！設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)工作，即在T1的脈沖到來之前，VT5,VT6已經(jīng)導通（ 而不是VT4 VT5,VT6導通）ABu21第27頁/共42頁第二十八頁，共43頁。29 由導通區(qū)間可計算各相負載所獲得的調(diào)壓電壓(diny)（一周12個階段），以A相正半周為例0,30065RAuVTVTt導通，ARAuuVTVTVTt導通，651,6030ABRAuuVTVTt21,906061導通，ARAuuVTVTVTt導通，621,

11、12090ACRAuuVTVTt21,15012021導通，ARAuuVTVTVTt導通，321,1801500N)(21BANuuACBNuuu21)(210N)(21CANuu0N第28頁/共42頁第二十九頁，共43頁。30ACu21ABu21 (3) 60情況(qngkung)下的具體分析與30時分析相似。每個晶閘管導通120每個區(qū)間均有兩個晶 閘管構(gòu)成(guchng)回路。導通特點(tdin)：60時A相脈沖分配圖，導通區(qū)間圖和負載電壓波形的波形ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/3第29頁/共42頁第三十頁，共

12、43頁。31ACu21ABu21(4) 90情況(qngkung)90情況(qngkung)圖2-9ouRAVT1VT2VT3VT4VT5VT6123456oa)b)c)d)uAuBuCugt1t2t3ttt/26第30頁/共42頁第三十一頁，共43頁。32 由此負載電壓URA可以(ky)求出(正、負半周反向?qū)ΨQ)，波形如圖所示。ACRAuuVTVTt21,30054導通，0,903065RAuVTVTt導通，ABRAuuVTVTt21,1509061導通，ACRAuuVTVTt21,18015021導通，NabcuaubuciaUa0VT1VT3VT5VT4VT6VT2RARBRC第31頁/

13、共42頁第三十二頁，共43頁。33小 結(jié)電路移相范圍(fnwi)為150，為設(shè)計觸發(fā)電路參考。電阻性負載：如電爐子電解(dinji)過程白熾燈6090150120180圖2-12 移相角(xin jio)與控制角之間的關(guān)系第32頁/共42頁第三十三頁，共43頁。34 當交流調(diào)壓電路(dinl)的負載為交流電動機、變壓器等電感性負載時，晶間管的工作情況與電阻性負載時就不相同. 因為在電阻-電感性負載時，電路中電流的波形與電壓的波形不同相。當電源電壓過零點時，由于電路自感電勢的作用(zuyng)使電流要滯后一個角度(時間)才能為零而去關(guān)斷晶閘管，因此，晶閘管的導通角會增大，并由于晶間管是在電壓過零

14、后經(jīng)過一個延遲才關(guān)斷，所以它是在承受反壓情況下被關(guān)斷的。顯然此時晶閘管的工作不只與控制角有關(guān)。還與負載電路的參數(shù)阻抗角有關(guān)。第33頁/共42頁第三十四頁，共43頁。35以單相(dn xin)為例(a)單相交流(jioli)調(diào)壓電路單相交流(jioli)調(diào)壓電路，以阻抗角來表征電阻電感負載的參數(shù)情況。分析一下電路的工作原理，畫出相應(yīng)的波形RLarctanVT2R u1iLuLVT1L第34頁/共42頁第三十五頁，共43頁。36b)輸入U1電壓(diny)波形c)觸發(fā)(chf)脈沖d)為晶閘管的導通區(qū)間(q jin)e)為負載電流波形f)為負載電壓波形圖2-14utg0u12tttVT1VT212

15、iLuLb)c)d)e)f)第35頁/共42頁第三十六頁，共43頁。37當很小或者(huzh)負載電感量很大時；UL=Ui-失控需要(xyo)研究f(,L,R)=f(, )之間的關(guān)系，這是一個超越方程，它表示了f(, )的關(guān)系。利用它可以按負載阻抗角 求得不同時的導電角。但是這組曲線只適用(shyng)于 的情況。(2-2)tan)sin()sin(e第36頁/共42頁第三十七頁，共43頁。38020406080 100 120 140 160 180)()(20406080100120140160180圖2-15曲線時的),(f電路在0901530456075第37頁/共42頁第三十八頁，共43頁。39討 論0180180180當 時，為純電阻(dinz)性負載，有當時，導通角也是斷續(xù)(dun x)的時，為臨界狀態(tài)(ln ji zhun ti)，電流剛好導通晶閘管全導通工作，負載上得到的是電源電壓，實際上失去了調(diào)壓作用。，此時電流波形，這相當于當且0 第38頁/共42頁第三十九頁，共43頁。40180180