交流異步電動(dòng)機(jī)課件

第2章交流電動(dòng)機(jī)2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.6特殊異步電動(dòng)機(jī)1三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法的比較主要性能指標(biāo)起動(dòng)方法起動(dòng)電壓比值起動(dòng)電流比值起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比值起動(dòng)設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合直接起動(dòng)111最簡單電機(jī)容量小于7.5

定子串電抗起動(dòng)

1/K

1/K

1/K2

一般任意容量，輕載起動(dòng)ㄚ－△起動(dòng)

1/3

1/3

簡單正常運(yùn)行為△形，電機(jī)可頻繁起動(dòng)自耦變壓器

1/K

1/K2

1/K2

較復(fù)雜較大容量電機(jī)，較大負(fù)載不頻繁起動(dòng)延邊三角形起動(dòng)0.660.50.5簡單專門設(shè)計(jì)的電機(jī)，較大負(fù)載可頻繁起動(dòng)2前面所介紹的幾種鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法，主要目的都是減小起動(dòng)電流，但同時(shí)又都程度不同地降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此只適合空載或輕載起動(dòng)。對(duì)于重載起動(dòng)，尤其要求起動(dòng)過程很快的情況下，則需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的異步電動(dòng)機(jī)。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法是增大轉(zhuǎn)子電阻。對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，則可在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，只有設(shè)法加大鼠籠本身的電阻值，成為高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)1高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)具有堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大、堵轉(zhuǎn)電流小、轉(zhuǎn)差率高和機(jī)械特性軟等特點(diǎn)，適用于傳動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)矩大和不均勻沖擊負(fù)載以及正、反轉(zhuǎn)的工作場(chǎng)合。如錘擊機(jī)、剪刀機(jī)、沖壓機(jī)和鍛冶機(jī)等設(shè)備。2.3.高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)37-42深槽式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)深槽異步電動(dòng)機(jī)的槽型窄而深，處于槽底等效線匝的漏電抗大于處于槽口等效線匝的漏電抗。起動(dòng)時(shí)，由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路頻率較高，電流大部分集中在槽口部分的導(dǎo)體（集膚效應(yīng)），轉(zhuǎn)子的等效電阻大。起動(dòng)結(jié)束以后，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路頻率較低（1-3Hz），集膚效應(yīng)消失，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻變?yōu)檩^小的直流電阻。2.3高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)452.3-63雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)上籠導(dǎo)條細(xì)，采用黃銅制作，電阻率大，為起動(dòng)籠；上籠導(dǎo)條粗，采用紫銅制作，電阻率小，為運(yùn)行籠。2.3高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)672.3.7轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)為了使整個(gè)起動(dòng)過程中盡量保持較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、繞線式異步電動(dòng)機(jī)可以采用逐級(jí)切除起動(dòng)電阻的轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)。8最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1和切換轉(zhuǎn)矩T2的選擇起動(dòng)過程分析1.a點(diǎn)2.b點(diǎn)3.d點(diǎn)4.f點(diǎn)5.在h點(diǎn)穩(wěn)定。2.3.7轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)92.3.8轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)2.3-10轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)接線原理圖如圖5.起動(dòng)開始，開關(guān)K斷開，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器起動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定值后，開關(guān)K接通，切除頻敏變阻器，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。1接線原理10變阻器是一種無觸點(diǎn)電磁元件，相當(dāng)于一個(gè)等值阻抗。在電動(dòng)機(jī)過程中，由于等值阻抗便隨轉(zhuǎn)子電流頻率減小而自動(dòng)下降（自動(dòng)變阻），從而只須一級(jí)變阻器，就可以把電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)地起動(dòng)起來。變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵芯損耗特大的三相電抗器。它由數(shù)片E型鋼板疊合成的鐵芯及線圈兩個(gè)主要部份組成。鋼板間來以墊圈，保持片間距離，以利散熱。2結(jié)構(gòu)2.3.8轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)112.3.8轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)2.3-12頻敏變阻器每一相的等值電路與變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值電路是一致的，忽略繞組漏阻抗時(shí)，其勵(lì)磁阻抗為勵(lì)磁電阻與勵(lì)磁電抗串聯(lián)組成，但是與一般變壓器勵(lì)磁阻抗不完全相同，主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：頻率為50Hz的電流通過時(shí)，阻抗比一般變壓器勵(lì)磁阻抗小得多。這樣串在轉(zhuǎn)子回路中，既限制了起動(dòng)電流，又不致使起動(dòng)電流過小而減小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。頻率為50Hz的電流通過時(shí),rp>>xp，其原因是：頻敏變阻器中磁密取得高，鐵心處于飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流越大，因此勵(lì)磁電抗較小。而鐵心是厚鐵板或厚鋼板的、磁滯渦流損耗都很大，頻敏變阻器的單位重量鐵心中的損耗，與一般變壓器相比較要大幾百倍，因此較大。3工作原理122.3.8轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)時(shí)，s＝1，轉(zhuǎn)子回路中的電流的頻率為50Hz。轉(zhuǎn)子回路串入zp=rp+xp，而rp>>xp，因此轉(zhuǎn)子回路主要是串入了電阻。這樣，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)大大提高了，既限制了起動(dòng)電流，又提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升，f2下降，rp下降，xp也下降。當(dāng)參數(shù)設(shè)計(jì)的合適，可以獲得恒轉(zhuǎn)矩特性。3工作原理13附：異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)

籠型電機(jī)傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方式有Y-△起動(dòng)、自耦降壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級(jí)降壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)降壓起動(dòng)方式的不同之處是：（1）無沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

（2）恒流起動(dòng)。軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。

（3）根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。14三種起動(dòng)過程的電流比較異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程與電流沖擊一級(jí)降壓起動(dòng)軟起動(dòng)器直接起動(dòng)15現(xiàn)代帶電流閉環(huán)的電子控制軟起動(dòng)器可以限制起動(dòng)電流并保持恒值，直到轉(zhuǎn)速升高后電流自動(dòng)衰減下來（圖中曲線c），起動(dòng)時(shí)間也短于一級(jí)降壓起動(dòng)。主電路采用晶閘管交流調(diào)壓器，用連續(xù)地改變其輸出電壓來保證恒流起動(dòng)，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)可用接觸器給晶閘管旁路，以免晶閘管不必要地長期工作。16視起動(dòng)時(shí)所帶負(fù)載的大小，起動(dòng)電流可在(0.5~4)IsN之間調(diào)整，以獲得最佳的起動(dòng)效果，但無論如何調(diào)整都不宜于滿載起動(dòng)。負(fù)載略重或靜摩擦轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可在起動(dòng)時(shí)突加短時(shí)的脈沖電流，以縮短起動(dòng)時(shí)間。軟起動(dòng)的功能同樣也可以用于制動(dòng)，用以實(shí)現(xiàn)軟停車。17附：異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)。什么是電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)軟起動(dòng)器適用于哪些場(chǎng)合？

原則上，籠型異步電動(dòng)機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場(chǎng)合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V（也可660V），電機(jī)功率從幾千瓦到800kW。

軟起動(dòng)器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車的場(chǎng)合。

同樣對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）則具有輕載節(jié)能的效果18附：軟起動(dòng)器的主電路軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作。19附：軟起動(dòng)方式1斜坡電壓軟起動(dòng)這種起動(dòng)方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動(dòng)過程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。在軟起動(dòng)過程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式。20附：軟起動(dòng)方式3斜坡恒流軟起動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定，直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。開機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，也為階躍起動(dòng)。通過調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。2恒流軟起動(dòng)21附：軟起動(dòng)方式4脈沖恒流軟起動(dòng)在起動(dòng)開始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動(dòng)。

該起動(dòng)方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場(chǎng)合。222.4異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.4-23232.4異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.4-24三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多，大致可以分成以下幾種類型：1)變極調(diào)速2)變頻調(diào)速3)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括：包括降低電源電壓、繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻，串極調(diào)速。此外，還有電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)242.4.1變極調(diào)速1.變極原理電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使如何改變的？

改變定子的極對(duì)數(shù)便可改變異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

n=60f1/p(1-s)

適用電動(dòng)機(jī)

變極調(diào)速一般只適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)調(diào)速注意磁通旋轉(zhuǎn)方向

變極調(diào)速中，當(dāng)定子繞組的接線方式改變的同時(shí)，還需要改變定子繞組的相序；即倒換定子電流的相序，以保證變極調(diào)速前后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變，即要求磁通旋轉(zhuǎn)方向不變。251.變極原理

三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組極對(duì)數(shù)的改變，是通過改變繞組的接線方式實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)四極電機(jī)相定子繞組的兩個(gè)線圈頭尾相連時(shí)，具有四個(gè)磁極；如果將定子繞組的聯(lián)接方式改變，根據(jù)每相繞組中，一半線圈的電流方向，用右手螺旋定則確定出磁通方向，此時(shí)定子繞組具有兩個(gè)磁極。由此可見，讓半相繞組的電流方向，就能使極對(duì)數(shù)減半，從而使同步轉(zhuǎn)速增加一倍，運(yùn)行的轉(zhuǎn)速也接近成倍變化2.4.1變極調(diào)速26272.Y-YY變極接法Y接法2.4.1變極調(diào)速282.Y-YY變極接法YY接法2.4.1變極調(diào)速292.Y-YY變極接法YY接法Y接法2.4.1變極調(diào)速303.△-YY變極接法△接法2.4.1變極調(diào)速312.4.1變極調(diào)速3.△-YY變極接法△接法323.△-YY變極接法YY接法2.4.1變極調(diào)速333.△-YY變極接法YY接法△接法2.4.1變極調(diào)速342.4.1變極調(diào)速4.特點(diǎn)和性能變極調(diào)速設(shè)備簡單，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，操作方便；變極調(diào)速的機(jī)械特性較硬，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和接近恒功率調(diào)速，且轉(zhuǎn)差功率損耗基本不變，效率較高；變極調(diào)速方法為有級(jí)調(diào)速，且調(diào)速的級(jí)數(shù)不多，一般最多為四級(jí)。普遍應(yīng)用于各種機(jī)床、起重機(jī)和輸送機(jī)等設(shè)備上；變極調(diào)速的平滑性較差。為了改進(jìn)調(diào)速的平滑性，可采用變極調(diào)速與降壓調(diào)速相結(jié)合的方法。從而擴(kuò)大了調(diào)速范圍，又減小了低速損耗。35改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時(shí)，可以從基頻向上調(diào)，也可以從基頻向下調(diào)。1.從基頻向下變頻調(diào)速降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)降低電源電壓。降低電源電壓有兩種控的制方法。？2.4.2變頻調(diào)速361)保持E1/f1=const2.4.2變頻調(diào)速371)保持E1/f1=const2.4.2變頻調(diào)速38當(dāng)改變頻率時(shí)，若保持E1/f1=const，最大轉(zhuǎn)矩Tm也為常數(shù)，與頻率無關(guān)，并且最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落相等，也就是不同頻率的各條機(jī)械特性是平行的，硬度相同。這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬，在一定的靜差率要求下，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(jí)調(diào)速，平滑性好。另外，電動(dòng)機(jī)在正常負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s較小，因此轉(zhuǎn)差功率較小，效率較高。1)保持E1/f1=const2.4.2變頻調(diào)速39保持E1/f1=const，當(dāng)T=TN時(shí)，I2’=I2N’,則I1=I1N。所以，為恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速方式。1)保持E1/f1=const2.4.2變頻調(diào)速402)保持U1/f1=const上式可以看出，當(dāng)頻率減小時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩不是一個(gè)常數(shù)2.4.2變頻調(diào)速412)保持U1/f1=const已知（x1+x2’）與f1成正比變化，r1與f1無關(guān)。因此，在f1接近額定頻率時(shí)，r1<<（x1+x2’）隨著f1的減小，Tm減少得不多，但是，當(dāng)f1較低時(shí),（x1+x2’）比較小，相對(duì)變大了。這樣一來，隨著f1的降低，Tm就減小了。顯然此時(shí)的機(jī)械特性上面的機(jī)械特性，特別在低頻低速的機(jī)械特性變壞了。保持U1/f1=const降低頻率調(diào)速近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。2.4.2變頻調(diào)速422)保持U1/f1=const頻率越低時(shí)最大轉(zhuǎn)矩值越小，最大轉(zhuǎn)矩是隨著的頻率降低而減小的。頻率很低時(shí)Tm太小將限制電動(dòng)機(jī)的帶載能力，采用定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷?，可以增?qiáng)帶載能力，低頻時(shí)，定子漏磁阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，可以人為地把電壓抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。Torqueboost2.4.2變頻調(diào)速43升高電源電壓是不允許的，因此升高頻率向上調(diào)速時(shí)，只能保持電壓為UN不變，頻率越高，磁通Φm越低，但轉(zhuǎn)速卻升高了，可以認(rèn)為輸出功率基本不變。所以基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。2.從基頻向上變頻調(diào)速2.4.2變頻調(diào)速442.從基頻向上變頻調(diào)速因此，頻率越高時(shí)，Tm越小，sm也減小。保持U1=UN，如果保持電流不變，電動(dòng)機(jī)的電磁功率也不變。所以，為恒功率的調(diào)速方式2.4.2變頻調(diào)速457-46恒壓頻比（U1/f1=const）控制最容易實(shí)現(xiàn)，變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，但低速帶載能力有些差強(qiáng)人意，須對(duì)定子壓降實(shí)行補(bǔ)償。恒E1/f1控制是通常對(duì)恒壓頻比控制實(shí)行電壓補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到，從而改善了低速性能。但機(jī)械特性還是非線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。如果把電壓-頻率協(xié)調(diào)控制中的電壓再進(jìn)一步提高，把轉(zhuǎn)子漏抗的壓降也抵消掉，得到恒Er/f1控制,可以得到和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，按照轉(zhuǎn)子全磁通恒定進(jìn)行控制即得Φm=恒值，在動(dòng)態(tài)中也盡可能保持恒定是矢量控制系統(tǒng)所追求的目標(biāo)2.4.2變頻調(diào)速467-47調(diào)速范圍大；機(jī)械特性硬，靜差率小頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速為無級(jí)調(diào)速。從基頻向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；從基頻向上調(diào)速，近似為恒功率調(diào)速方式；運(yùn)行效率高；3三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有以下幾個(gè)特點(diǎn)2.4.2變頻調(diào)速472.4.3變壓調(diào)速當(dāng)改變施加于定子繞組上的端電壓進(jìn)行調(diào)速時(shí)，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將發(fā)生變化，這可用T-s曲線來說明。電壓改變時(shí)T-s曲線的變化如圖所示。482.4.4轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速1.調(diào)速原理由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性在同步轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩不變的條件下，臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路電阻值成正比，改變轉(zhuǎn)子回路串入的電阻值R，可以改變臨界轉(zhuǎn)差率，即降低了轉(zhuǎn)速，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)子回路串入電阻越大，臨界轉(zhuǎn)差率越大，則轉(zhuǎn)速越低,從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。492特點(diǎn)和性能繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速方法簡單，調(diào)速設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn);調(diào)速方法為分段多級(jí)調(diào)節(jié)，為有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，且調(diào)速的平滑性較差;不利于空載或輕載調(diào)速，表現(xiàn)于轉(zhuǎn)速變化很小;低速時(shí)轉(zhuǎn)差率大。轉(zhuǎn)差功率大，效率低，經(jīng)濟(jì)性差;調(diào)速范圍不大，一般為（2～3）︰1，負(fù)載小時(shí)，調(diào)速范圍更小。這種調(diào)速方法多用于起重機(jī)一類的對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，對(duì)泵類負(fù)載也能應(yīng)用。2.4.4轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速50串極調(diào)速適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，與其他電動(dòng)機(jī)或電子設(shè)備串級(jí)聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)引入與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子頻率相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ef

，

以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。定、轉(zhuǎn)子三相繞組分別接到兩個(gè)獨(dú)立的三相對(duì)稱電源，其中定于繞組的電源為固定頻率的工業(yè)電源，而轉(zhuǎn)子電源電壓的幅值、頻率和相位則需按運(yùn)行要求分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。也稱為雙饋調(diào)速。繞線式異步電動(dòng)機(jī)多用在要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大或要求調(diào)速的負(fù)載場(chǎng)合,在這兩種場(chǎng)合下傳統(tǒng)的方法是在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)電阻.但這種調(diào)速方法的效率是比較低的,而且調(diào)速性能也不理想.。2.4.5串級(jí)調(diào)速51轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)的原理圖~~~~附加電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)有相同的頻率，可同相或反相串接。引入可控的交流附加電動(dòng)勢(shì)521.Ef

和E2s

反相2.4.5串級(jí)調(diào)速531.Ef

和E2s

反相因此轉(zhuǎn)子電流I2減少,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T減少,

使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率增加,

從而使E2s-Ef

增加,

一直下降到新的穩(wěn)定點(diǎn)，調(diào)速過程結(jié)束。2.4.5串級(jí)調(diào)速542.Ef

和E2s

同相2.4.5串級(jí)調(diào)速552.Ef

和E2s

同相因此轉(zhuǎn)子電流I2增加,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T增加,

使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)差率下降,

從而使E2s+Ef

下降,

一直加速到新的穩(wěn)定點(diǎn)，調(diào)速過程結(jié)束。2.4.5串級(jí)調(diào)速562.4.5串級(jí)調(diào)速在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)引入一個(gè)可控的附加電動(dòng)勢(shì)，就可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行電機(jī)在反轉(zhuǎn)時(shí)作倒拉制動(dòng)運(yùn)行電機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動(dòng)運(yùn)行電機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行電機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動(dòng)運(yùn)行572.4.5串級(jí)調(diào)速3.串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于只用于次同步電動(dòng)狀態(tài)的情況來說，比較方便的辦法是將轉(zhuǎn)子電壓先整流成直流電壓，然后再引入一個(gè)附加的直流電動(dòng)勢(shì)，控制此直流附加電動(dòng)勢(shì)的幅值，就可以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，就把交流變壓變頻這一復(fù)雜問題，轉(zhuǎn)化為與頻率無關(guān)的直流變壓問題，對(duì)問題的分析與工程實(shí)現(xiàn)都方便多了。

58對(duì)直流附加電動(dòng)勢(shì)的技術(shù)要求首先，它應(yīng)該是可平滑調(diào)節(jié)的，以滿足對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平滑調(diào)節(jié)的要求；其次，從節(jié)能的角度看，希望產(chǎn)生附加直流電動(dòng)勢(shì)的裝置能夠吸收從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)傳遞來的轉(zhuǎn)差功率并加以利用。7.4.4串級(jí)調(diào)速59系統(tǒng)方案根據(jù)以上兩點(diǎn)要求，較好的方案是采用工作在有源逆變狀態(tài)的晶閘管可控整流裝置作為產(chǎn)生附加直流電動(dòng)勢(shì)的電源，這就形成了功率變換單元CU2。按照上述原理組成的異步電機(jī)在低于同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行的雙饋調(diào)速系統(tǒng)如圖所示，習(xí)慣上稱之為電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。60圖電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)組成61功率變換單元UR—三相不可控整流裝置，將異步電機(jī)轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢(shì)sEr整流為直流電壓Ud。UI—三相可控整流裝置，工作在有源逆變狀態(tài)：可提供可調(diào)的直流電壓Ui，作為電機(jī)調(diào)速所需的附加直流電動(dòng)勢(shì)；可將轉(zhuǎn)差功率變換成交流功率，回饋到交流電網(wǎng)。62工作原理（1）起動(dòng)起動(dòng)條件對(duì)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)而言，起動(dòng)應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)子電流Ir或足夠大的整流后直流電流Id，為此，轉(zhuǎn)子整流電壓Ud與逆變電壓Ui間應(yīng)有較大的差值。63起動(dòng)控制控制逆變角，使在起動(dòng)開始的瞬間，Ud與Ui的差值能產(chǎn)生足夠大的Id，以滿足所需的電磁轉(zhuǎn)矩，但又不超過允許的電流值，這樣電動(dòng)機(jī)就可在一定的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩下加速起動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的增高，相應(yīng)地增大角以減小值Ui，從而維持加速過程中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩基本恒定。64工作原理（2）調(diào)速調(diào)速原理：通過改變角的大小調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速過程：UiIdK1sEr0nTeTe=TLId（3）停車串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)沒有制動(dòng)停車功能。只能靠減小角逐漸減速