異步電機(jī)拖動第4版ppt課件

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5.1 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性,5.2 三相異步電動機(jī)的起動,5.3 三相異步電動機(jī)的制動,5.4三相異步電動機(jī)的調(diào)速,思考題與習(xí)題,本章首先討論三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性，然后以機(jī)械特性為理論基礎(chǔ)，分析研究三相異步電動機(jī)的起動、制動和調(diào)速等問題。,基本要求： 1.熟練掌握三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式和參數(shù)表達(dá)式、掌握實(shí)用表達(dá)式及其計算； 2.熟練掌握三相異步電動機(jī)固有機(jī)械特性曲線，深入理解特性曲線上的起動點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，額定運(yùn)行點(diǎn)和同步點(diǎn)的意義； 3.掌握三相異步電動機(jī)降低定子電壓的人為機(jī)械特性和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串聯(lián)對稱電阻的人為機(jī)械特性以及與固有特性比較，人為機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率的變化情況； 4.了解三相籠型異步電動機(jī)直接起動的特點(diǎn)，熟練掌握星一三角形降壓起動和自耦變壓器降壓起動的方法及其有關(guān)計算； 5. 掌握三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻起動方法；,6.了解三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器起動方法及其特點(diǎn)； 7.了解三相異步電動機(jī)軟起動的工作原理和起動方法； 8.掌握能耗制動的方法及轉(zhuǎn)子電阻大小和直流勵磁電流大小對制動的影響，了解能耗制動機(jī)械特性曲線的特點(diǎn)； 9.掌握電源兩相反接制動和倒拉反轉(zhuǎn)反接制動的方法制動時的能量關(guān)系； 10.掌握回饋制動的條件、回饋制動機(jī)械特性的形狀，了解生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)回饋制動的例子； 11.掌握三相異步電動機(jī)的三種調(diào)速方法。,教學(xué)內(nèi)容：,5.1.1 三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式,5.1.2 三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性,教學(xué)目的與要求：,1 熟練掌握異步電動機(jī)機(jī)械特性表達(dá)式,2 熟練掌握各物理量對機(jī)械特性的影響,3 掌握機(jī)械特性的求取方法,5.1三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性,5.1三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性,一、物理表達(dá)式,5.1.1 三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的三種表達(dá)式,二、參數(shù)表達(dá)式,表明：三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由主磁通 與轉(zhuǎn)子電流的有功分量 相互作用產(chǎn)生的。,說明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（Ｕ1、f1）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（R、X、m、p）和運(yùn)行參數(shù)（s）有關(guān)。,三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是指電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即 ，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率之間存在一定的關(guān)系，所以異步電動機(jī)的機(jī)械特性通常用 表示。,三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 曲線,分析： （1）0＜n＜n1，0＜S＜1，n1、Tem＞0，電動機(jī)狀態(tài)，第一象限； （2）n＞n1，S＜0，n ＞0，發(fā)電機(jī)狀態(tài)，第二象限； （3）n＜0，S＞0， n ＜0， Tem ＜0，電磁制動狀態(tài)，第四象限,1.額定轉(zhuǎn)矩,2.最大轉(zhuǎn)矩 —（停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）,在特性曲線上有兩個最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界 轉(zhuǎn)差率，可令 求得:,2） 越大， 越大； 與 無關(guān)；,1） 與 成正比； 與 無關(guān)；,3） 和 都近似與漏抗成反比；,忽略R1,忽略R1,討論：,4）,最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力:,3. 過載能力,反映電動機(jī)短時過載能力,為滿足要求,一般： 1.6～ 2.2，起重、冶金機(jī)械專用電動機(jī) 2.2 ～ 2.8,4. 起動轉(zhuǎn)矩,時的 稱為 ，當(dāng) 時，電機(jī)才能起動。,討論：,2）頻率越高，起動轉(zhuǎn)矩越??；,4）在一定范圍內(nèi)，增大轉(zhuǎn)子回路電阻，起動轉(zhuǎn)矩增加。,5）起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù),1）參數(shù)、頻率一定時，起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；,當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串入 后，當(dāng) 時，,即起動轉(zhuǎn)矩達(dá)最大值。,串入電阻計算：,一般： =1.0—2.0 ，起重、冶金專用的籠型電動機(jī)： = 2.8—4.0,3）漏抗越大，起動轉(zhuǎn)矩越??；,三、實(shí)用表達(dá)式,工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：,利用電磁轉(zhuǎn)矩除以最大電磁轉(zhuǎn)矩可得電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式：,第一步：,kW,r/min,（N·m）,第二步：由 ，求出 。,第三步：,將Tm和sm代入即可得到機(jī)械特性方程式，可作出 。,5.1.2 三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性,一、固有機(jī)械特性,固有機(jī)械特性是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時的機(jī)械特性。,幾個特殊點(diǎn)：,A,B,C,D,1.起動點(diǎn)A:,2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B:,3.額定運(yùn)行點(diǎn)C,4.同步運(yùn)行點(diǎn)D,二、人為機(jī)械特性,人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。,1. 降壓時的人為機(jī)械特性,下降后, 和 均下降, 但 不變, 和 減少。,如果電機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行, 下降后, 下降, 增大, 轉(zhuǎn)子電流因 增大而增大,導(dǎo)致電機(jī)過載。長期欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減少使用壽命。,2. 轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻時的人為機(jī)械特性,串電阻后, 、 不變， 增大。,在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加 。當(dāng) 時 ，若再增加電阻， 減小。,串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。,除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對數(shù)等人為機(jī)械特性。,3. 定子串接對稱電抗或電阻時 的人為機(jī)械特性,教學(xué)重點(diǎn)：,1 機(jī)械特性的表達(dá)式,2 各物理量對機(jī)械特性的影響,教學(xué)難點(diǎn)：,各物理量對機(jī)械特性的影響,作業(yè)：,P182：5.5,小結(jié),3 機(jī)械特性的求取,5.2三相異步電動機(jī)的起動,教學(xué)內(nèi)容：,5.2.1 三相籠型異步電動機(jī)的起動,5.2.2 三相繞線型異步電動機(jī)的起動,教學(xué)目的與要求：,2 掌握起動的方法和原理,1 掌握起動電流大而起動轉(zhuǎn)矩不大的原因,5.2三相異步電動機(jī)的起動,1.定義：起動指電動機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程。,2.起動性能指標(biāo),(Starting of three-phase asynchronous motor),概述：,（1）起動電流倍數(shù),（2）起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù),（3）起動時間,（4）起動設(shè)備的簡易性、可靠性,3.對起動的要求,（1）希望起動電流小,（2）希望起動轉(zhuǎn)矩大,（3）起動時間,（4）起動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠，操作方便。,（1）起動電流大的原因,物理概念上講：起動時, ,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢大,使轉(zhuǎn)子電流大,根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系,定子電流必然增大.,5.2.1 三相籠型異步電動機(jī)的起動,(Starting of three-phase basket rotor winding asynchronous motor),一、直接起動,又稱全壓起動，起動方法簡單，不需要起動設(shè)備，起動性能差。主要表現(xiàn)：,為什么起動電流大，而起動轉(zhuǎn)矩不大呢？,等效電路上：起動時,,2.起動轉(zhuǎn)矩不大的原因,從下述公式分析,起動時, ,遠(yuǎn)大于運(yùn)行時的 ,轉(zhuǎn)子漏抗 很大, 很低,盡管 很大,但 并不大.,由于起動電流大,定子漏阻抗壓降大,使定子感應(yīng)電動勢減小,對應(yīng)的氣隙磁通減小.,由上述兩個原因使得起動轉(zhuǎn)矩不大.,起動電流大的影響： 1）線路壓降大，造成電網(wǎng)電壓降低； 2）線路及電機(jī)熱損耗大； 3）在端部產(chǎn)生電磁力使其變形，損壞絕緣，轉(zhuǎn)子鼠籠條斷條。,可以直接起動的條件：起動電流倍數(shù),二、降壓起動,適用于正常運(yùn)行時定子繞組為三角形接線（△）的電動機(jī)。起動時 Y接；運(yùn)行時△接。,1.Y-△ 降壓起動,,一般情況下，直接起動只用于小容量電動機(jī)（7.5kW以下），大容量電動機(jī)是否允許直接起動，取決于電源容量。,降壓的目的是限制起動電流。限流的同時起動轉(zhuǎn)矩也降低，適用于對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。,起動電流關(guān)系:,設(shè)電動機(jī)額定電壓為UN，每相漏阻抗為Zs，得： Y—起動電流：,△—起動電流：,據(jù) ，可得起動轉(zhuǎn)矩關(guān)系:,Y- △ 降壓起動時， 和 都降為直接起動時的 ，故Y- △ 降壓起動多用于空載或輕載起動。,2.自耦變壓器降壓起動,直接起動時的起動電流：,降壓后二次側(cè)起動電流：,設(shè)自耦變壓器變比為k，則,自耦變壓器一次側(cè)電流，即降壓后電網(wǎng)供給的電流,自耦變壓器二次側(cè)電流，即降壓后流過電動機(jī)定子繞組的電流,,,自耦變壓器的一次側(cè)，即電網(wǎng)提供的起動電流：,電網(wǎng)提供的起動電流減小倍數(shù)：,QJ2型三個抽頭比（即1/k)分別為：55%、64%、73%。,起動轉(zhuǎn)矩降低的倍數(shù)為：,結(jié)論： （1）采用自耦變壓器降壓起動時，起動電流和起動轉(zhuǎn)矩都 降低到直接起動時的 。,（2）適用于容量較大的低壓電動機(jī)，可獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。,（3）起動用自耦變壓器有QJ2和QJ3兩個系列，,QJ3型三個抽頭比（即1/k)分別為：40%、60%、80%。,二、深槽式及雙籠型異步電動機(jī),1.深槽式電動機(jī),PN＞100kW時，為改善起動性能常制成雙籠式或深槽式電動機(jī)。,槽深與槽寬之比，,起動時，s=1，f2=f1，X2↑， 集膚效應(yīng)，R2↑；,運(yùn)行時，s很小，f2=sf1↓，X2↓， 電流分布取決于R2，均勻分布。,和普通電機(jī)相比，槽深、漏磁多，轉(zhuǎn)子漏抗大，過載能力和功率因數(shù)均低。,2.雙籠型異步電動機(jī),上籠—— （黃銅或鋁青銅），A ,R,下籠—— （紫銅），A ,R,起動時，s=1，f2=f1，X2↑， 下籠槽漏電抗大，上籠槽漏電抗小，所以，電流集中于上籠，R2大，上籠又稱起動籠；,運(yùn)行時，s很小，f2=sf1↓，X2s↓，電流分布取決于電阻，上籠電阻大，下籠電阻小，所以電流集中于下籠，下籠又稱運(yùn)行籠。， 起動時，R2大，增大起動轉(zhuǎn)矩，運(yùn)行時， R2小。,,5.2.2 三相繞線型異步電動機(jī)的起動,Starting of three-phase phase-wound rotor AM,一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動,導(dǎo)言：三相籠型異步電動機(jī)直接起動時，起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩不大。降壓起動時，起動電流小，但起動轉(zhuǎn)矩也小，故籠型電動機(jī)只適用于空載或輕載起動。 繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?既能限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。故適用于大中容量異步電動機(jī)重載起動。,一、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動,為了有較大的起動轉(zhuǎn)矩、使起動過程平滑，應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸切除起動電阻。,兩種起動方法： （1）轉(zhuǎn)子串接電阻；（2）轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器。,（1）限流；（2）,一般取最大加速轉(zhuǎn)矩T1=（0.7～0.85)Tm,切換轉(zhuǎn)矩T2= （1.1～1.2)TL。,1、起動過程28異步電動機(jī)串電阻啟動過程.swf,,電動機(jī)由a點(diǎn)開始起動，經(jīng)b→c→d→e→f →g→h，完成起動過程。,,,二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動,頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。,起動時，Q2斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,Q1閉合，電機(jī)通電開始起動。,起動時, ,頻敏變阻器鐵損大,反映鐵損耗的等效電阻 大,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串入一個較大電阻。隨著 上升, 減小,鐵損減少,等效電阻 減小,相當(dāng)于逐漸切除 ,起動結(jié)束,Q2閉合，切除頻敏變阻器，轉(zhuǎn)子電路直接短路。,教學(xué)重點(diǎn)：,1 起動電流大而起動轉(zhuǎn)矩不大的原因,2 各種起動方法和原理,教學(xué)難點(diǎn)：,起動的方法,作 業(yè)：,P243：5.6；5.21,小結(jié),,5.3 三相異步電動機(jī)的制動,,導(dǎo)言：,1、運(yùn)行狀態(tài) 電動狀態(tài)：（1）Tem與n同向， Tem—驅(qū)動轉(zhuǎn)矩； （2）電能→機(jī)械能； （3）機(jī)械特性位于第一或第三象限。,制動狀態(tài)：（1）Tem與n反向， Tem—制動轉(zhuǎn)矩； （2）機(jī)械能→電能→消耗在電機(jī)內(nèi)部 ↘反饋回電網(wǎng) （3）機(jī)械特性位于第二或第四象限。,Braking of three-phase asynchronous motor,2、制動的目的 （1）使電力拖動系統(tǒng)快速停車 （2）使拖動系統(tǒng)盡快減速,3、制動方法 （1）能耗制動 （2）反接制動 （3）回饋制動,5.3.1 能耗制動 （energy loss braking）,一、定義 轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑谵D(zhuǎn)子回路的電阻上，故稱為能耗制動。,實(shí)現(xiàn)：制動時，Q1斷開,電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時Q2閉合,在定子繞組中通入直流勵磁電流。,直流勵磁電流產(chǎn)生一個恒定的磁場，因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割恒定磁場，導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢和電流。感應(yīng)電流與磁場作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時，感應(yīng)電動勢和電流為零，制動過程結(jié)束。,能耗制動,轉(zhuǎn)子電阻較小時, 初始制動轉(zhuǎn)矩比較?。ㄈ缜€1）。,對繞線型異步電動機(jī),可以增大轉(zhuǎn)子回路電阻來增大初始制動轉(zhuǎn)矩（如曲線3） 。,二、機(jī)械特性 右圖為異步電動機(jī)能耗制動時的機(jī)械特性。,對籠型異步電動機(jī),可以增大直流勵磁電流，來增大初始制動轉(zhuǎn)矩（如曲線2）。,三、能耗制動過程,A點(diǎn)—→B點(diǎn)—→n↓→工作點(diǎn)沿 曲線1變化，直到原點(diǎn)，n=0， Tem=0→反抗性負(fù)載，電動機(jī)停轉(zhuǎn) ↘位能性負(fù)載：當(dāng)轉(zhuǎn)速過 零時，如不采取措施， 電動機(jī)將在位能性負(fù)載 轉(zhuǎn)矩的倒拉下反轉(zhuǎn)→C點(diǎn) （能耗制動）,制動瞬間n不突變,在制動轉(zhuǎn)矩作用下,分析：改變制動電阻RB 或直流勵磁電流的大小可以獲得不同的 穩(wěn)定速度。,四、直流勵磁電流和轉(zhuǎn)子應(yīng)串電阻的計算,制動電阻大?。?直流勵磁電流： I=（2-3)I0,五、應(yīng)用 適用于起重機(jī)一類帶位能性負(fù)載的機(jī)械上，限制重物下放速度。,一、電源兩相反接的反接制動,,,5.3.2 反接制動(Braking in the reverse direction connection,實(shí)現(xiàn)：將電動機(jī)電源兩相反接可實(shí)現(xiàn)反接制動。,機(jī)械特性由曲線1變?yōu)榍€2，工作點(diǎn)由A→B →C，n=0,制動過程結(jié)束。,繞線式電動機(jī)在定子兩相反接同時,可在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)制動電阻來限制制動電流和增大制動轉(zhuǎn)矩 ,曲線3。,兩種情況：,（1）拖動反抗性負(fù)載，且在C（C’)點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)將反向起動并加速到D(D’)點(diǎn)，處于反向電動穩(wěn)定運(yùn)行。,（2）拖動位能性負(fù)載，則反向加速到第四象限中的E（E’)點(diǎn)處于穩(wěn)定運(yùn)行。此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向相反，稱為回饋制動狀態(tài)。,二、倒拉反轉(zhuǎn)的反接制動,,,條件: 適用于繞線式異步電動機(jī)帶位能性負(fù)載情況。,實(shí)現(xiàn)：在轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)適當(dāng)大電阻RB。,電機(jī)工作點(diǎn)由A→B →C，n=0，制動過程開始，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直到D點(diǎn)。在第四象限才是制動狀態(tài)。,,由于電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，n1。,,反接制動時，s1，所以有,機(jī)械功率為,電磁功率為,機(jī)械功率為負(fù)，說明電機(jī)從軸上輸入機(jī)械功率；電磁功率為正說明電機(jī)從電源輸入電功率，并由定子向轉(zhuǎn)子傳遞功率。,而,表明，軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成電功率后，連同定子傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率一起消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上，所以反接制動的能量損耗較大。,反接制動的特點(diǎn)：,,,5.3.3 回饋制動（feedback braking),實(shí)現(xiàn)：電動機(jī)轉(zhuǎn)子在外力作用下，使nn1.,回饋制動狀態(tài)實(shí)際上就是將軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能并回饋到電網(wǎng)的異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)。,一、下放重物時的回饋制動,首先將定子兩相反接,定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步速為-n1，特性曲線變?yōu)?。工作點(diǎn)由A到B。經(jīng)過反接制動過程（由B到C）、反向加速過程（C到-n1變化），最后在位能負(fù)載作用下反向加速并超過同步速，直到D點(diǎn)保持穩(wěn)定運(yùn)行。,電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。,,二、變極或變頻調(diào)速過程中的回饋制動,電機(jī)機(jī)械特性曲線1，運(yùn)行于A點(diǎn)。,電機(jī)工作點(diǎn)由A變到B，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)， ，電機(jī)處于回饋制動狀態(tài)。,當(dāng)電機(jī)采用變極（增加極數(shù)）或變頻（降低頻率）進(jìn)行調(diào)速時，機(jī)械特性變?yōu)?。同步速變?yōu)? 。,5.4三相異步電動機(jī)的調(diào)速,教學(xué)內(nèi)容：,5.4.1 變極調(diào)速,5.4.2 變頻調(diào)速,教學(xué)目的與要求：,1 掌握各種調(diào)速的方法和原理,2 掌握各種調(diào)速時的機(jī)械特性,5.4.3 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速,Speed regulation of three-phase asynchronous motor,,5.4三相異步電動機(jī)的調(diào)速,,由異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式,可知，異步電動機(jī)有下列三種基本調(diào)速方法：,（1）改變定子極對數(shù) 調(diào)速,（2）改變電源頻率 調(diào)速,（3）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速,,5.4.1 變極調(diào)速（change pole adjustable-speed）,p↑，n1↓，n ↓。,變極調(diào)速只用于籠型電動機(jī)。,要改變極數(shù)： （1）在定子鐵心槽內(nèi)嵌放兩套不同極數(shù)的三相繞組。 （2）利用改變定子繞組接法來改變極數(shù)，稱多速電機(jī)。,一、變極原理,導(dǎo)言：,以4極變2極為例：,U相兩個線圈，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生4極磁場：,反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場：30異步電動機(jī)變極調(diào)速.swf,二、三種常用變極接線方式,Y→反并YY，2p-p,Y→反串Y，2p-p,?→YY，2p-p,注意： 當(dāng)改變定子繞組接線時，必須同時改變定子繞組的相序,,,三、變極調(diào)速時容許輸出,容許輸出時是指保持電流為額定值條件下，調(diào)速前、后電動機(jī)軸上輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。,1. Y-YY聯(lián)結(jié)方式,Y-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即 ，保持每一繞組電流為 ,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為,結(jié)論：Y-YY聯(lián)結(jié)方式時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。,,,2. ?-YY聯(lián)結(jié)方式,?-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即 ，保持每一繞組電流為 ,則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為,可見，?-YY聯(lián)結(jié)方式時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，容許輸出功率近似不變，而容許輸出轉(zhuǎn)矩近似減少一半，所以這種變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負(fù)載。,同理可以分析，正串Y-反串Y聯(lián)結(jié)方式的變極調(diào)速屬恒功率調(diào)速。,3.正串Y-反串Y 聯(lián)結(jié)方式,,四、變極調(diào)速時的機(jī)械特性,1. Y-YY聯(lián)結(jié)方式,2. △-YY聯(lián)結(jié)方式,變極調(diào)速時,轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化的,調(diào)速的平滑性較差,但具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性好, 可用于恒功率和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載.,5.4.2 變頻調(diào)速,一、電壓隨頻率調(diào)節(jié)的規(guī)律,頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵磁電流、功率因數(shù)、鐵損及過載能力的大小。為了保持變頻率前、后過載能力不變，要求下式成立：,當(dāng)轉(zhuǎn)差率s變化不大時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本與電源頻率 成正比，連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，可以平滑地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，,,1、恒轉(zhuǎn)矩變頻率調(diào)速,此條件下變頻調(diào)速，電機(jī)的主磁通和過載能力不變。,對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,2、恒功率變頻率調(diào)速,此條件下變頻調(diào)速，電機(jī)的過載能力不變，但主磁通發(fā)生變化。,對恒功率負(fù)載,得,,,二、頻率調(diào)速時電動機(jī)的機(jī)械特性,變頻調(diào)速時電動機(jī)的機(jī)械特性可用下列各式表示,最大轉(zhuǎn)矩,起動轉(zhuǎn)矩,臨界點(diǎn)轉(zhuǎn)速降,在基頻以下調(diào)速時,保持 ,即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。,在基頻以上調(diào)速時,電壓只能 ，迫使主磁通與頻率成反比降低，近似為恒功率調(diào)速。,,5.4.3 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（change slip ratio adjustable-speed),一、繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速,繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻時的機(jī)械特性為,從機(jī)械特性看，轉(zhuǎn)子串電阻時，同步速和最大轉(zhuǎn)矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率增大。當(dāng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的增大而減小。,設(shè) 、 、 是轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻 前的量， 、 、 是串聯(lián)電阻后的量， 則轉(zhuǎn)子串接的電阻為：,,,二、繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的串級調(diào)速,在繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接一個與轉(zhuǎn)子電動勢 同步頻率的附加電動勢 。,通過改變 的幅值和相位，也可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這就是串級調(diào)速。,,,改變電動機(jī)的電壓時，機(jī)械特性為,三、調(diào)壓調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功率調(diào)速，它最適用于轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的負(fù)載，如風(fēng)機(jī)類負(fù)載，也可用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，最不適用恒功率負(fù)載。,5.4.4 電磁調(diào)速異步電動機(jī)—滑差電動機(jī) （electromagnetic speed asynchronous motor),一、構(gòu)成,由四部分組成： （1）籠型異步電動機(jī)； （2）電磁滑差離合器； （3）測速發(fā)電機(jī)； （4）控制裝置,電磁滑差離合器的結(jié)構(gòu)：由電樞和磁極兩個旋轉(zhuǎn)部分組成,電樞：主動部分； 磁極：從動部分,二、作用原理,1.電樞由異步電動機(jī)帶動以n速度旋轉(zhuǎn)，電樞切割磁場，感應(yīng)渦流，用右手定則判定方向。,2.此渦流與磁場作用使電樞受電磁力，用左手定則判定 判定方向。,3.磁極受力方向與電樞受力方向相反，n與n’同向，但n≠ n’，因n= n’時，電樞中就無感應(yīng)渦流了，這個原理和異步電動機(jī)相同，故稱滑差離合器。,滑差率,三、優(yōu)缺點(diǎn),1.優(yōu)點(diǎn)：①調(diào)速范圍廣，調(diào)速比可達(dá)10：1，調(diào)速平滑，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào) 速；②結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。,2.缺點(diǎn)：渦流損耗大，效率較低。,四、應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于紡織、印染、造紙、船舶、冶金和電力等部門。 例如：火電廠中的鍋爐給粉機(jī)常使用滑差電動機(jī)。,教學(xué)重點(diǎn)：,1 調(diào)速的方法和原理,2 各種調(diào)速時的機(jī)械特性,教學(xué)難點(diǎn)：,各種調(diào)速時的機(jī)械特性,作 業(yè)：,P183：5.13；5.25,主編：……,撰稿教師：……（以姓氏為序）,制作：……,責(zé)任編輯：……,電子編輯：……,,謝謝觀看，再見！,