第第 6 章章 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速:变 s、f、p 三种方式调速)1 (60)1 (nn0spfs661 1 改变转差率调速改变转差率调速调速原理：PcusPFesPemPcur=PfP1PMP0P2转差功率=Pems (4-82)输入有功功率电磁功率机械功率轴上输出功率P0Pfv+Ps=风摩损耗杂散损耗（含各谐波损耗）emfemM2P) s1 (PPPPf1em121Fescus1em PPsPPPPPPPPf1emM em0em2PPP) s1PT TTPT（变转差率调速的实质是：将 P1 的一部分转化为转差功率转移到运动系统之外，以消弱 P2，达到减速的目的。方法：1、消耗型：将转差功率全部消耗在转子电路中：调压（笼型） 、串电阻调速（绕线转子）2、回馈型：将转差功率大部分回馈电网：串极调速（绕线转子）3、转差功率不变型：变极调速、变频调速a、笼型，降压：2 S2 rs2 ss2 s maxU XXRRU f4p3T ，与电压无关2 rS2 s rXXRRcrS低压时，最大转矩很小，恒转矩负载时，最低转速受 Scr限制。ns n00scr10T TmaxTLUUUNs1s212恒转矩风机负载能力：当时，rNrII ,rNmerrNmeemIKcosIKTmmNssssCkfN44. 4EUemmsTU与直流电机不同，不属于恒转矩性质调速。优：简单缺：低速下效率低 2 r2 r r r)SX()(RRcos 应用范围：长期高速，短时低速b、绕线转子绕组串电阻1)不同附加电阻下的机械特性 n=f(T)同步点不变，与附加电阻无关极限点：（496）与附加电阻XXU f4p3T rs2 s max无关(4-97)随附加电阻增大而 rs n r crXXRRS增大s nn00 sNsLsN2dcb aeRrRr+RnTT NTL1 02)附加电阻的计算方法设（0，Scr）范围内，n=f(T)近似为直线由（52）trRRS C,T,由图中相似三角形有 nr2NrN RRS RS LLN2N TS TS)RR1 (TS STrnLLNN当已知时，可求得。rLLNNRSTST，nR3)负载性质(电流不变时，若转矩不变，则为恒转矩；若功率不变，则为恒功率），一定时，基本是定rrmTemcosIKTsUm值，若保持，则因为rNrII 2 r2 nrr2 r2Nrr rNrXSRREXSREII 必有=常数，SRR SRnrNr由 （473） rrrr jXSREI 可推得,即为恒转矩调速。rNrcoscos缺点：损耗大、效率低 转差功率：S)SRI3(SSPP CI ,CSR r2 remf r r 在电阻上消耗4、改进：串极调速Eks设 RrsXr，则若控制使与转子电势同频率、ksErE相位相差 180 度，则可控制使，0E rrcTrksrrksL|RsE REEsI 其中 s为时的转差率。0Eks这时，即当。rks EEssnsE ks机械特性：将 中的有功分量代入sjXREEIrrksrf rf ，得rrmTemcosIKTks2 r2 rr ksmT2 r2 rr rmTemTT) sX(R REKX) s/R(s/REKT在第二项中，当 S=0 即maxTnnks, 0机械特性为二者之和：ns n00scr10T TmaxEEEks=0ks1ks2Tks n0T 0ks且绝对值增大时，机械特性向下移动，最大转矩、起0Eks动转矩减小。且绝对值增大时，机械特性向上移动，最大转矩、起0Eks动转矩增大。Es= ErImIrIrRr S jXrIrrIsUsjXsIsRsIssmEs= ErImIrIrRr SjXrIrrIsUsjXsIsRsIssmEks SE若超前,转子合成电势 E 在相位上超前，转子ksE0 r90 SESEr电流稍有增长，基本不变，减小，功率因素提高。若rs超前角，则其 cos 分量与同相使电动机调速，ksESEr SErsin 分量将提高定子的功率因素。困难：串入电势频率如何跟踪 n、s 的变化而变化。实现：将转子绕组电势整流成直流后再逆变回电网。UVW通过变压器 回馈到电网UdUUd=kSEr=UMrkEUS优点：效率高；缺点：价高，对恒转矩负载调速范围较小。62 改变磁极对数调速略63 改变定子绕组供电电源频率调速变频调速)1 (60)1 (nn0spfs以下：,为不使磁通饱和，NfmNsssskfNEU44. 4必须同时降压以上：受绝缘耐压限制，电压只能维持额定，磁通必随Nf频率上升而下降。一、 在额定转速以下保持为常数的变频调速fEsRsXsIsImEr=Es-+XrRrIr1-s sRrUs+-不计Rm后三相异步电动机的T型等值电路由 439、478、488，有 sRIf2p3T r2 rem而 s r2 r2 r r rEE,XsREI 2 r2 r r2 s em XsR1 sRffE 2p3T 令 dT/ds=0，可得 r r crXRs对应转速：；nnpL2R60 pf60)s1 (nn0 r r cr0cr对同一电机为与无关的常数,最大电磁转矩n0n，与 f 无关，为常数。 r2 s maxL41 fE 2p3T 机械特性：Tmaxnf11f12f130Tn01n02n03nnn 负载能力：Es/f=常数的变频调速属恒转矩调速证明见参考文献 1，P329P330。实现：Es 测量困难，用保持 Us/f=常数近似。2 rs2 r s r2 s em )XX(sRR1 sRffU 2p3T S 很小时，转矩近似与 S 成正比，机械特性是一段直线：sRfs fU 2p3)XX(sRsRs sRffU 2p3T r2 s2 rs22 rs2 r2 s em 2 rs2 s r cr XXRRs C)LL(2R p60XXRR pf60Snn rs r2 rs2 s r cr0 不同 f 时机械特性为一族平行曲线。2 rs2 ss2 s max XXRRf fU 4p3T 随频率减少而减少。S 接近于 1 时，转矩近似与 S 成反比，机械特性是关于原点对称的一段双曲线：s1s1)XX(RRfR fU 2p3)XX(sRR1 sRffU 2p3T2 rs2 rs r2 s2 rs2 r s r2 s em Tmaxnf11f12f130Tf14Us/f=常数补偿后fUs补偿0高低速最大电磁转矩不一致：Rs 影响：低速时补偿 Rs 的压降。二、在额定频率以上保持 Us 为额定不变的弱磁升速2 rs2 r s r2 s em )XX(sRR1 sRffU 2p3T f1 XXRXXRRs rs r 2 rs2 s r cr 2 rs22 s2 rs2 ss2 s maxf1 )LL(21 fU 4p3XXRRf fU 4p3T CsRU3 pf60602XXsRRf2sRpU3 TP r2 s2 rs2 r s r2 s0em CUUEE,XsREIsNss r2 r2 r r r （运行时若保持电流不变，S 将基本不变 ）恒功率调速。nf11=ff12f130Tf14Nf14f13f12f11特点：变频调速平滑性好，无级，调速范围较宽。缺点：动态性能较差，低速时性能受定子参数影响较大，可能发生不稳定现象。