《電機(jī)技術(shù)》2.4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速任務(wù)手冊(cè)

3.4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速【任務(wù)要求】知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)改變定子電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串變阻器調(diào)速變級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速改變定子電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串變阻器調(diào)速的分析和應(yīng)用變級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速的分析和應(yīng)用【任務(wù)清單】任務(wù)1：調(diào)速的性能指標(biāo)1）調(diào)速范圍D：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比:。2）靜差率δ：電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載的轉(zhuǎn)速降nN與理想空載轉(zhuǎn)速n0的百分比。靜差率δ越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化也越小。3）調(diào)速的平滑性：指相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速的接近程度，用φ表示：任務(wù)2：改變定子電壓調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載而言，其調(diào)速范圍很窄，實(shí)用價(jià)值不大；在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，轉(zhuǎn)子電阻上的損耗較大，所以一般不宜在低速下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。適用范圍：對(duì)于通風(fēng)機(jī)負(fù)載而言，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，其調(diào)速范圍寬，所以目前大多數(shù)的風(fēng)扇采用此法。?特性曲線分析：任務(wù)3：轉(zhuǎn)子回路串變阻器調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：調(diào)速電阻要消耗能量，有級(jí)調(diào)速，不平滑。轉(zhuǎn)子的銅損pCu2=sPM，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大，銅損就越多，效率越低。同時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變“軟”，負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化顯著。適用范圍：主要用在中、小容量的繞線型異步電動(dòng)機(jī)中，如交流供電的橋式起重機(jī)。調(diào)速前后cosφ2不變，因此調(diào)速時(shí)允許的轉(zhuǎn)矩不變，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。?特性曲線分析：任務(wù)4：變級(jí)調(diào)速實(shí)現(xiàn)方法：雙速電機(jī)定子繞組每相有兩套繞組，改變其中一套繞組的接線，就可以改變定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，機(jī)械特性硬、效率高、損耗小、初期投資小，維護(hù)方便，為了滿足需要采用不同的接線方式，可獲得恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速。缺點(diǎn)：定子繞組抽頭多，轉(zhuǎn)速只能成倍變化，平滑性差，調(diào)速級(jí)數(shù)少，必要時(shí)需與齒輪箱配合，才能得到多極調(diào)速。多速電動(dòng)機(jī)體積比同容量普通籠型電動(dòng)機(jī)大，運(yùn)行特性稍差，價(jià)格貴。適用范圍：只能用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床、金屬切削機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等。?特性曲線分析：任務(wù)5：變頻調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械特性較硬，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍寬，頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速，以適應(yīng)不同負(fù)載的要求，低速時(shí)特性的靜差率較高，是異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速最有發(fā)展前途的一種方法。缺點(diǎn)：(1)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力大為降低，甚至不能帶動(dòng)負(fù)載。(2)必須有專用的變頻電源，初投資高，是應(yīng)用于泵或風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能中的主要障礙。適用范圍：(1)要無(wú)級(jí)調(diào)速，特別是在高速高于100%工頻，低速低于20%工頻的應(yīng)用場(chǎng)合。(2)當(dāng)負(fù)荷經(jīng)常處于輕負(fù)荷下，允許轉(zhuǎn)速在輕負(fù)荷下下降時(shí)，如水泵、自動(dòng)扶梯、空調(diào)及供水系統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)等。?特性曲線分析：（1）基頻以下變頻調(diào)速（2）基頻以上變頻調(diào)速?任務(wù)6：串級(jí)調(diào)速串級(jí)調(diào)速是指在繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入一個(gè)與轉(zhuǎn)子同頻率的附加電動(dòng)勢(shì)以實(shí)現(xiàn)調(diào)速，該附加電動(dòng)勢(shì)可與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的相位同相，也可反相。附加電動(dòng)勢(shì)引入之前，轉(zhuǎn)子電流的有效值為：附加電動(dòng)勢(shì)引入之后，轉(zhuǎn)子電流的有效值為優(yōu)點(diǎn)：串級(jí)調(diào)速的機(jī)械特性較硬，具有優(yōu)良的平滑無(wú)級(jí)調(diào)速性能，能將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率吸收后回饋電網(wǎng)，所以串級(jí)調(diào)速比轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速效率高，損耗小。缺點(diǎn)：串級(jí)調(diào)速的控制設(shè)備復(fù)雜，成本高，控制困難。低速時(shí)，轉(zhuǎn)差功率損耗大，功率因數(shù)較低，過(guò)載能力較弱。適用范圍：串級(jí)調(diào)速的調(diào)速范圍一般為（2～4）：1，適用于調(diào)速范圍不大的中型容量以上的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，如大型水泵、風(fēng)機(jī)、礦井提升機(jī)等?！救蝿?wù)拓展】請(qǐng)認(rèn)真思考并回答下列問(wèn)題三相異步電機(jī)的調(diào)速方法一般有那些，且各有