1、第四章第四章 三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速由異步電動機轉速的表達式由異步電動機轉速的表達式116011fnnssp可知，異步電動機有下列三種基本調速方法：可知，異步電動機有下列三種基本調速方法：（1）改變定子極對數）改變定子極對數 調速。調速。p（2）改變電源頻率）改變電源頻率 調速。調速。1f（3）改變轉差率）改變轉差率 調速。調速。s改變定子電壓、改變轉子電阻、電磁離合器調速、串極調速改變定子電壓、改變轉子電阻、電磁離合器調速、串極調速4.14.1轉子電路串聯電阻調速轉子電路串聯電阻調速 轉子電路串聯電阻的數值愈轉子電路串聯電阻的數值愈大，人為機械特性愈軟大，人為機械特性愈軟

2、。在額定電壓時，磁通定值，調速時在額定電壓時，磁通定值，調速時 2222n22222s222n2neeiirrrxxss定值2s2n2nrrrss2s22n22n22222s2222n/coscosnnrrsrsrrrxxss定值n2n2nncosttcit 定值s2(1)lnnls trrs t 轉子電阻的計算：轉子電阻的計算： 恒轉矩調速恒轉矩調速4.24.2改變定子電壓調速改變定子電壓調速改變異步電動機定改變異步電動機定子電壓的人為特性子電壓的人為特性轉子電路電阻較高時改轉子電路電阻較高時改變定子電壓的人為特性變定子電壓的人為特性一、調速原理一、調速原理調壓調速既非恒轉矩調速，也非恒功率

3、調速，它最適用于轉調壓調速既非恒轉矩調速，也非恒功率調速，它最適用于轉矩隨轉速降低而減小的負載，如風機類負載，也可用于恒轉矩隨轉速降低而減小的負載，如風機類負載，也可用于恒轉矩負載，最不適用恒功率負載。矩負載，最不適用恒功率負載。為了改善調速性能一般采用：為了改善調速性能一般采用：1、閉環調速、閉環調速2、變極變壓相結合、變極變壓相結合二、調速性質二、調速性質sripem2223 略去勵磁略去勵磁電流電流sripem2213 022103 sriptem4.3 4.3 變極調速變極調速一、變極方法一、變極方法y反并反并yy，2p-py反串反串y，2p-pyy，2p-p當改變定子繞組接線時，必須

4、同時改變定子繞組的相序當改變定子繞組接線時，必須同時改變定子繞組的相序二、接線方式：二、接線方式：三、調速特性三、調速特性111244. 4knfe222cos3iepem22111cos44. 43inkfpem1112111244. 4nucnecnkfeccpem忽略改變接線時繞組系數的變化忽略改變接線時繞組系數的變化11111nnuupp反y反串反串y，2p-p為恒功率調速為恒功率調速yy，2p-p221111nnuupp近似為恒功率調速近似為恒功率調速y反并反并yy ，2p-p866. 023231111nnuupp此時同步轉速：此時同步轉速：200nn1/00npnptt為恒轉矩調

5、速為恒轉矩調速y y聯結改成聯結改成yyyy聯結聯結聯結改成聯結改成yyyy聯結聯結三、機械特性三、機械特性4.4 4.4 變頻調速變頻調速1f對于恒轉矩調速，如果變頻裝置保證對于恒轉矩調速，如果變頻裝置保證 隨隨 成正比地變化，則成正比地變化，則可保證在頻率變化過程中電動機具有同樣的過載能力，在恒轉矩調可保證在頻率變化過程中電動機具有同樣的過載能力，在恒轉矩調速下的變頻裝置一般就是根據這一要求設計的。速下的變頻裝置一般就是根據這一要求設計的。 xu21max2211212sumtrxxr121rxx當定子頻率較高時當定子頻率較高時2max1utcf21218/llpmc（式中（式中 為常數）

6、為常數）11uuff 定值可見，恒轉矩變頻調速時，如能保持可見，恒轉矩變頻調速時，如能保持 =定值，則可保證調速定值，則可保證調速過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通 基本不變的基本不變的要求。要求。1/uf可見，恒轉矩變頻調速時，如能保持可見，恒轉矩變頻調速時，如能保持 =定值，則可保證調速定值，則可保證調速過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通 基本不變的基本不變的要求。要求。1/uf)1 (60)1 (nn0spfsnf以下： mknfeu 1111144. 4為不使磁通飽和，必

7、須同時降壓為不使磁通飽和，必須同時降壓 nf以上：以上：受絕緣耐壓限制，電壓只能維持額定，磁通必受絕緣耐壓限制，電壓只能維持額定，磁通必隨頻率上升而下降。隨頻率上升而下降。 1 1、在額定轉速以下保持、在額定轉速以下保持e e1 1/f/f1 1為常數的變頻調速為常數的變頻調速 srifpt22223 12222222,eexsrei 4.4 4.4 變頻調速變頻調速在恒功率調速時在恒功率調速時 tnnnssptt定值11uuff定值由此可見，在恒功率調速時，如能滿足由此可見，在恒功率調速時，如能滿足 =定值的條件，調速定值的條件，調速過程中電動機的過載能力也能保持不變，但此時磁通將發生變化了

8、。過程中電動機的過載能力也能保持不變，但此時磁通將發生變化了。如果此時按恒轉矩調速滿足如果此時按恒轉矩調速滿足 =定值的條件，則磁通將基本定值的條件，則磁通將基本不變，但電動機的過載能力將在調速過程中改變。不變，但電動機的過載能力將在調速過程中改變。1/uf1/uf161514131211ffffff變頻調速具有優異的性能，調速范圍變頻調速具有優異的性能，調速范圍較大，平滑性較高，變頻時按不同規較大，平滑性較高，變頻時按不同規律變化可實現恒轉矩或恒功率調速，律變化可實現恒轉矩或恒功率調速，以適應不同負載的要求，低速時特性以適應不同負載的要求，低速時特性的靜差率較高，是異步電動機調速最的靜差率較

9、高，是異步電動機調速最有發展前途的一種方法。有發展前途的一種方法。4.5、串級調速、串級調速（一）串級調速的一般原理（一）串級調速的一般原理中等以上功率的繞線轉子異步電動機與其他電動機或電子設備串級中等以上功率的繞線轉子異步電動機與其他電動機或電子設備串級聯接以實現平滑調速，稱為串級調速。聯接以實現平滑調速，稱為串級調速。異步電動機的串級調速，就是在異步電動機轉子電路內引入感應電異步電動機的串級調速，就是在異步電動機轉子電路內引入感應電動勢動勢 ，以調節異步電動機的轉速。引入電動勢的方向，可與轉，以調節異步電動機的轉速。引入電動勢的方向，可與轉子電動勢子電動勢 方向相同或相反，其頻率則與轉子頻

10、率相同。方向相同或相反，其頻率則與轉子頻率相同。fese2 1 與與 同相同相 fese2fe未引入未引入 時時2222222xsrseife引入引入 后后2222222xsreseiffe 未引入未引入 時時se2fe 超前超前 90 2 與與 反相反相 fese22222222xsreseif1cossinfecosfe顯然，對于右圖所示顯然，對于右圖所示 超前超前 某某一角度的一般情況，可將一角度的一般情況，可將 分解為分解為二個分量，即與二個分量，即與 同相的分同相的分量量 ，和超前，和超前 90的的分量分量 ，它們既能使電動機調，它們既能使電動機調速，又能提高定子的功率因數速，又能提

11、高定子的功率因數 fese2fese2se2se2fe 超前 某一角度轉子電路電壓相量圖 （二）串級調速的機械特性（二）串級調速的機械特性222222222222sincossxrsxjrejesesxjreseifff根據相量圖根據相量圖異步電動機的轉矩為異步電動機的轉矩為1212costtatcici 轉子電流的有功分量轉子電流的有功分量 2222222222cossinsxrresxerseiffacossin122222222222seerxeexsrrseffcossin12222seerxeettffd 1 時轉矩為時轉矩為 9022212rxeessssttfmdmdmd 2 時

12、轉矩為時轉矩為 0312eessssttfmdmdmd21212222tteessstssssttmdmdmdmdmdmd或或（三）晶閘管串級調速的基本原理（三）晶閘管串級調速的基本原理 晶閘管串級調速具有調速范圍寬，效率高（轉差功率可反饋電晶閘管串級調速具有調速范圍寬，效率高（轉差功率可反饋電網），便于向大容量發展等優點，是很有發展前途的繞線轉子異步網），便于向大容量發展等優點，是很有發展前途的繞線轉子異步電動機的調速方法。它的應用范圍很廣，適用于通風機負載，也可電動機的調速方法。它的應用范圍很廣，適用于通風機負載，也可用于恒轉矩負載。其缺點是功率因數較差，現采用電容補償等措施，用于恒轉矩負

13、載。其缺點是功率因數較差，現采用電容補償等措施，功率因數可有所提高。總之，晶閘管串級調速向大功率發展，是很功率因數可有所提高。總之，晶閘管串級調速向大功率發展，是很有前途的。有前途的。晶閘管串級調速晶閘管串級調速的原理線路圖的原理線路圖4.6、滑差電動機、滑差電動機（一）電磁滑差離合器的調速原理（一）電磁滑差離合器的調速原理滑差離合器的示意圖滑差離合器的示意圖滑差離合器電樞內滑差離合器電樞內渦流的方向與路徑渦流的方向與路徑當繞組內有電流通過時，當繞組內有電流通過時，在電樞與感應子之間便有在電樞與感應子之間便有磁通相鏈，如圖中虛線所磁通相鏈，如圖中虛線所示。當異步電動機帶動電示。當異步電動機帶動

14、電樞旋轉時，電樞便以相應樞旋轉時，電樞便以相應的轉速在感應子所建立的的轉速在感應子所建立的磁場內旋轉，于是電樞的磁場內旋轉，于是電樞的各點上磁通處在不斷重復各點上磁通處在不斷重復的變化之中，根據電磁感的變化之中，根據電磁感應定律可知，電樞上將出應定律可知，電樞上將出現感應電動勢。當感應子現感應電動勢。當感應子也旋轉時，此感應電動勢也旋轉時，此感應電動勢為為21 blre在此感應電動勢的作用下，電樞內將出現渦流，其值為在此感應電動勢的作用下，電樞內將出現渦流，其值為21ppzblrzei渦流與感應子磁場相互作用力為渦流與感應子磁場相互作用力為blif 轉矩為轉矩為 212222pzrlbpfrt

15、如主動與從動部分間沒有相對運動，即如主動與從動部分間沒有相對運動，即 ，則，則 。因此電。因此電樞與感應子間必須存在轉速差，這點與異步電動機的工作原理極為樞與感應子間必須存在轉速差，這點與異步電動機的工作原理極為相似。其區別僅在于異步電動機的旋轉磁場由三相交流電流產生，相似。其區別僅在于異步電動機的旋轉磁場由三相交流電流產生，而滑差離合器的旋轉磁場則由直流電流產生，由于電樞的轉動才起而滑差離合器的旋轉磁場則由直流電流產生，由于電樞的轉動才起旋轉磁場的作用。旋轉磁場的作用。210t（二）電磁滑差離合器的幾種結構類型（二）電磁滑差離合器的幾種結構類型1雙電樞無集電環滑差離合器雙電樞無集電環滑差離合器 2杯形電樞滑差離合器杯形電樞滑差離合器 3爪式無集電環滑差離合器爪式無集電環滑差離合器 4212bitknn（三）電磁滑差離合器的調速性能（三）電磁滑差離合器的調速性能 21ppp滑差離合器的輸入功率滑差離合器的輸入功率 9550111ntp 滑差離合器的輸出功率