1、 以交流流電動機為原動機的電力拖動為交流電力拖動以交流流電動機為原動機的電力拖動為交流電力拖動系統。系統。由于感應電動機結構簡單、價格便宜，而且其性能由于感應電動機結構簡單、價格便宜，而且其性能良好、運行可靠，因此交流電力拖動系統中的電動機主要良好、運行可靠，因此交流電力拖動系統中的電動機主要是三相感應電動機。三相感應電動機電力拖動主要是研究是三相感應電動機。三相感應電動機電力拖動主要是研究電動機的起動、制動及調速的各種方法與控制方法。電動機的起動、制動及調速的各種方法與控制方法。第三篇第三篇 三相感應電動機的電力拖動三相感應電動機的電力拖動任務一任務一 認識常用低壓電器認識常用低壓電器任務二

2、任務二 學習三相感應電動機的機械特性學習三相感應電動機的機械特性 任務三任務三 三相感應電動機的起動及控制三相感應電動機的起動及控制任務四任務四 三相感應電動機的反轉及控制三相感應電動機的反轉及控制 任務五任務五 三相感應電動機的調速三相感應電動機的調速任務六任務六 三相感應電動機的制動及控制三相感應電動機的制動及控制 由基本方程可以作出等效電路由基本方程可以作出等效電路: :任務二任務二 學習三相感應電動機的機械特性學習三相感應電動機的機械特性一、功率轉換過程和功率平衡方程式一、功率轉換過程和功率平衡方程式異步電動機的功率和損耗有：異步電動機的功率和損耗有：輸入功率輸入功率11111cosI

3、UmP 定子鐵損定子鐵損mFeRImp201 電磁功率電磁功率sRImppPPFecuem222111 定子銅損定子銅損12111RImpcu 轉子銅損轉子銅損cuRImRImp222122222 輸出功率輸出功率 P2= =P- -（p+ps）機械功率機械功率 P= =Pem- -pcu2功率平衡方程式功率平衡方程式P1=Pem+pcu1+pFePem=P +pcu2P =P2+p +ps兩個重要關系式兩個重要關系式pcu2= =sPemP= =（1-1-s）Pem 可見，從氣隙傳遞到轉子的電磁功率分為兩部分，一小部分可見，從氣隙傳遞到轉子的電磁功率分為兩部分，一小部分變為轉子銅損耗，絕大部

4、分轉變為總機械功率。轉差率越大，轉變為轉子銅損耗，絕大部分轉變為總機械功率。轉差率越大，轉子銅損耗就越多，電機效率越低。因此正常運行時電機的轉差率子銅損耗就越多，電機效率越低。因此正常運行時電機的轉差率均很小。均很小。從等效電路分析可知從等效電路分析可知: :;,I ,Rss,s ,nn,)電電機機相相當當于于開開路路總總機機械械功功率率近近似似為為零零理理想想空空載載時時0102220 ;, 01, 1, 0,) 12短路狀態電機處于總機械功率為零電機不轉時Rsssn3)3)三相異步電動機的功率因數永遠滯后；三相異步電動機的功率因數永遠滯后；4)4)附加電阻不能用電感或電容來代替；附加電阻不

5、能用電感或電容來代替；5)5)在等效電路中負載的變化是用轉差率在等效電路中負載的變化是用轉差率s s來體現的。來體現的。二、轉矩平衡方程式二、轉矩平衡方程式3 3）由電動機所拖動的負載的反作用轉矩）由電動機所拖動的負載的反作用轉矩T T2 2。以上公式也可以表示為：以上公式也可以表示為：當電動機穩定運行時，作用在電動機轉子上有三個轉矩。當電動機穩定運行時，作用在電動機轉子上有三個轉矩。1 1）使電動機旋轉的電磁轉矩）使電動機旋轉的電磁轉矩Tem。2 2）由電動機的機械損耗和附加損耗引起的空載制動轉矩）由電動機的機械損耗和附加損耗引起的空載制動轉矩T T0 0。顯然：顯然： Tem = = T2

6、 + + T0110220PemsPemTemTTTemppPP 電磁轉矩從轉子方面看，電磁轉矩從轉子方面看，它等于總機械功率除以轉子機它等于總機械功率除以轉子機械角速度；從定子方面看，它械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以同步機械又等于電磁功率除以同步機械角速度。角速度。三、電磁轉矩公式三、電磁轉矩公式（一）電磁轉矩的物理表達式（一）電磁轉矩的物理表達式2pmcospmcos121K1N1T22111111CmIKN222其中或TemmfpPTemIEem稱為轉矩常數，對制造好的電機稱為轉矩常數，對制造好的電機為一定值。為一定值。 三相感應電動機的機械特性是指在一定的條件下，電三相感

7、應電動機的機械特性是指在一定的條件下，電動機的轉速動機的轉速 與電磁轉矩與電磁轉矩 之間的關系之間的關系 。由于。由于感應電動機的轉速與轉差率感應電動機的轉速與轉差率s s之間存在一定的關系之間存在一定的關系, ,所以感所以感應電動機的機械特性也常用應電動機的機械特性也常用 的形式表示。的形式表示。emTfn emT sfTemn機械特性的參數表達式機械特性的參數表達式2212112123XXsRRfsRpUTrrem（二）電磁轉矩的參數表達式（二）電磁轉矩的參數表達式四、固有機械特性的分析四、固有機械特性的分析l在在0 0s s1 1時，即在時，即在 00的范圍內，特性在第一的范圍內，特性在

8、第一象限，電磁轉矩象限，電磁轉矩 與與 都為都為正，電動機工作在電動運行正，電動機工作在電動運行狀態；狀態；1nnnemTl在在s s0 0時，即時，即 ，特性，特性在第二象限，在第二象限， 為正值，電磁為正值，電磁轉矩轉矩 為負值，表現為制動性為負值，表現為制動性轉矩，電磁功率轉矩，電磁功率 也是負值，也是負值，電動機工作在發電運行狀態；電動機工作在發電運行狀態；n1nnemTemPl在在s s1 1時，即時，即 0 0，特性在第四象限，特性在第四象限， 0 0，電動機工作在制動，電動機工作在制動運行狀態。運行狀態。nemT1.H-P1.H-P部分部分（轉矩由（轉矩由0 0T Tm m，轉差

9、率由，轉差率由0 0S Sm m）電動機的轉速隨著）電動機的轉速隨著電磁轉矩的增加而減低，電磁轉矩的增加而減低，這一部分為電動機的穩定這一部分為電動機的穩定工作部分，特性曲線為一工作部分，特性曲線為一條直線。條直線。2.PA2.PA部分部分（轉矩由（轉矩由T Tm mT Tstst，轉差率，轉差率由由S Sm m1 1）在這部分隨著）在這部分隨著轉矩的減小，轉速也減小，轉矩的減小，轉速也減小，特性為一曲線。稱為電機特性為一曲線。稱為電機的非工作部分。的非工作部分。3.3.同步轉速點同步轉速點H H（理想空載點）（理想空載點） 此時此時 = = 、電磁轉矩、電磁轉矩 =0 =0、轉子電流、轉子電

10、流 =0 =0、定子電、定子電流流 。H H點為理想空載點，在沒有外界轉矩的作用下，點為理想空載點，在沒有外界轉矩的作用下，感應電動機本身不可能達到同步轉速點。感應電動機本身不可能達到同步轉速點。1nnemT2I01II 4.4.額定運行點額定運行點B B 電動機運行在該點時，電磁轉矩與轉速均為額定值，電動機運行在該點時，電磁轉矩與轉速均為額定值，感應電動機可長期運行在額定狀態感應電動機可長期運行在額定狀態。5.5.最大轉矩點最大轉矩點P P 此時此時 （臨界轉差率）（臨界轉差率）, , （最大轉矩）（最大轉矩）。mss memTT22121112143XXRRfpUTm22121XXRRsr

11、m 感應電動機的臨界轉差率僅與電動機感應電動機的臨界轉差率僅與電動機本身的參數本身的參數有關，有關，而與電源電壓無關；感應電動機的最大電磁轉矩而與電源電壓無關；感應電動機的最大電磁轉矩與電源與電源電電壓的平方成正比壓的平方成正比，與轉子電阻無關，與轉子電阻無關，但臨界轉差率與轉子但臨界轉差率與轉子電阻成正比。電阻成正比。過載倍數過載倍數NmmTT反映了電動機短時反映了電動機短時過載過載的極限的極限6.6.起動點起動點A A此時此時 =0=0，s=1s=1， = =nemTstTstT 稱為稱為起動轉矩起動轉矩。它是感應電動機接通電源開始起動時的。它是感應電動機接通電源開始起動時的電磁轉矩電磁轉

12、矩。2212112123XXRRfRpUTrrst起動轉矩倍數起動轉矩倍數NstmTTK表征電動機的起動能力表征電動機的起動能力l起動轉矩與電源電壓平方成正比；起動轉矩與電源電壓平方成正比；l頻率越高，起動轉矩越小；頻率越高，起動轉矩越小；l漏抗越大，起動轉矩越小漏抗越大，起動轉矩越小; ;l繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。繞線式電動機，轉子回路電阻越大，起動轉矩先增后減。機械特性的實用表達式機械特性的實用表達式ssssTTmmmem/2 只要知道最大轉矩只要知道最大轉矩 和臨界轉差率和臨界轉差率 ，就可以求出，就可以求出電磁轉矩電磁轉矩 與轉差率與轉差率s s之間的關系之間

13、的關系mTmsemT五、人為機械特性五、人為機械特性 人為機械特性人為機械特性是指人為改變電源參數或電動機參數是指人為改變電源參數或電動機參數而得到的機械特性。而得到的機械特性。1.1.降低定子電壓時的人為機械特性降低定子電壓時的人為機械特性snsm10TLUN0TstTmTemn1 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不變不變, , 和和 均減少。均減少。1UmTstTmsmmk0.8UN0.64Tst0.64Tm如果電動機在額定負載下如果電動機在額定負載下運行運行, , 下降后下降后, , 下降下降, , 增大增大, ,轉子電流因轉子電流因 增大而增大增大而增大, ,導致電

14、機過載。導致電機過載。長期欠壓過載運行將使電長期欠壓過載運行將使電機過熱，減少使用壽命。機過熱，減少使用壽命。1Uns22sEsE 2.2.轉子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性轉子回路中串接對稱電阻時的人為機械特性轉子串對稱電阻后轉子串對稱電阻后, , 、 不變，不變， 增大增大1nmTms1 0TstTmTems n0n1smR2TstsmR2+Rs在一定范圍內增加電阻，可在一定范圍內增加電阻，可以增加以增加 。當。當 時，若再時，若再增加電阻，增加電阻， 減小。減小。stT1ms stT串電阻后，機械特性線性段串電阻后，機械特性線性段斜率變大，特性變軟。斜率變大，特性變軟。六六、生產機械

15、的負載轉矩特性、生產機械的負載轉矩特性 生產機械的負載轉矩生產機械的負載轉矩 與轉速的關系與轉速的關系 ，稱為生，稱為生產機械的負載轉矩特性，簡稱為負載性質。產機械的負載轉矩特性，簡稱為負載性質。zT nfTz 1 1恒轉矩負載恒轉矩負載 負載轉矩負載轉矩 的大小為一定值，的大小為一定值，而與轉速無關的而與轉速無關的稱為恒轉矩負載。稱為恒轉矩負載。恒轉矩負載又分恒轉矩負載又分為兩大類。為兩大類。zT2 2恒功率負載恒功率負載 負載功率負載功率 為一為一定值，負載轉矩定值，負載轉矩 則則與轉速與轉速 成反比。成反比。zPzTn車床車削工件，粗車床車削工件，粗加工時，切削量大，加工時，切削量大，切

16、削阻力大，用低切削阻力大，用低速；精加工時，切速；精加工時，切削量小，為保證加削量小，為保證加工精度，用高速。工精度，用高速。3 3通風機負載通風機負載負載轉矩與轉速的平負載轉矩與轉速的平方成正比方成正比，即即 。 2knTz屬于通風機負載的屬于通風機負載的生產機械有鼓風機、生產機械有鼓風機、水泵、液壓泵等水泵、液壓泵等。任務三任務三 三相感應電動機的起動控制三相感應電動機的起動控制 起動指電動機接通電源后由靜止狀態加速到穩定運行起動指電動機接通電源后由靜止狀態加速到穩定運行狀態的過程。狀態的過程。對電動機的起動性能要求：對電動機的起動性能要求：l起動電流小起動電流小l起動轉矩大起動轉矩大一、

17、一、三相感應電動機直接起動三相感應電動機直接起動及控制線路及控制線路 直接起動也叫全壓起動，起動時，電動機定子繞組直直接起動也叫全壓起動，起動時，電動機定子繞組直接承受額定電壓。這種起動方法最簡單，也不需要復雜的接承受額定電壓。這種起動方法最簡單，也不需要復雜的起動設備，但起動電流較大，一般可達到額定電流的起動設備，但起動電流較大，一般可達到額定電流的4 47 7倍，但起動轉矩并不大。對電動機的穩定運行不利。倍，但起動轉矩并不大。對電動機的穩定運行不利。1.1.三相感應電動機直接起動三相感應電動機直接起動 一般只允許在小功率電動機（一般只允許在小功率電動機（P PN N7.5kW7.5kW）中

18、采用直）中采用直接起動。對于大容量的電動機應滿足下列要求接起動。對于大容量的電動機應滿足下列要求（1 1）起動電流大的原因）起動電流大的原因 起動時起動時, , ,轉子感應電動勢大轉子感應電動勢大, ,使轉子電流大使轉子電流大, ,根據磁動勢平衡關系根據磁動勢平衡關系, ,定子電流必然增大定子電流必然增大. .1, 0sn（2 2）起動轉矩不大的原因）起動轉矩不大的原因 起動時起動時, , ,遠大于運行時的遠大于運行時的 , ,轉子漏抗轉子漏抗 很大很大, , 很低很低, ,盡管盡管 很大很大, ,但但 并不大。并不大。1ss22sXXs2cos2I22cosI 由于起動電流大由于起動電流大,

19、 ,定子漏阻抗壓降大定子漏阻抗壓降大, ,使定子感應電動使定子感應電動勢減小勢減小, ,對應的氣隙磁通減小。對應的氣隙磁通減小。kwkvAIINst起動電動機的額定功率電源總容量/3413.3.三相感應電動機直接起動控制線路三相感應電動機直接起動控制線路二、三相籠型感應電動機的減壓起動及控制線路二、三相籠型感應電動機的減壓起動及控制線路 起動時，通過起動設備使定子繞組承受的電壓小于額起動時，通過起動設備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，待電動機轉速達到某一數值時，再使定子繞組承定電壓，待電動機轉速達到某一數值時，再使定子繞組承受額定電壓，使電動機在額定電壓下穩定工作。受額定電壓，使電動機在額定

20、電壓下穩定工作。降壓起動降壓起動的目的是限制起動電流。的目的是限制起動電流。1 1定子串接電阻或電抗器起動定子串接電阻或電抗器起動 起動時起動時，將電阻或電抗器將電阻或電抗器串接在串接在定子定子繞組與電源之間，繞組與電源之間，通過電阻或電抗器的通過電阻或電抗器的分壓作用分壓作用來降低定子繞組上的起動電來降低定子繞組上的起動電壓，從而減低起動電流。電動機起動后，切除電阻或電抗壓，從而減低起動電流。電動機起動后，切除電阻或電抗器，進入正常運行。器，進入正常運行。 由于起動時在外串的電阻上有較大的有功功率損耗，由于起動時在外串的電阻上有較大的有功功率損耗，很不經濟，現已很少采用。很不經濟，現已很少采

21、用。定子串電阻或電抗器減壓起動控制線路定子串電阻或電抗器減壓起動控制線路2 2YY減壓減壓起動起動 起動時，電動機的定子繞組起動時，電動機的定子繞組Y Y接；運行時接；運行時接。接。適用適用于正常運行時定子繞組為三角形接線，且有于正常運行時定子繞組為三角形接線，且有6 6個引出端的個引出端的電動機。電動機。 起動電壓降為直接起動的起動電壓降為直接起動的 ，起動相電流減為直接，起動相電流減為直接起動的起動的 。起動線電流減為直接起動的。起動線電流減為直接起動的 ，起動轉矩，起動轉矩為全壓時的為全壓時的 。這種起動操作方便，設備簡單，應用廣這種起動操作方便，設備簡單，應用廣泛。泛。31313131

22、YY減壓減壓起動起動控制線路控制線路3 3自耦變壓器（起動補償器）降壓起動自耦變壓器（起動補償器）降壓起動 自耦變壓器降壓起動利用自耦變壓器來降低定子繞組自耦變壓器降壓起動利用自耦變壓器來降低定子繞組電壓以實現減小起動電流的目的。電壓以實現減小起動電流的目的。起動用的自耦變壓器二次繞組有起動用的自耦變壓器二次繞組有40% 40% 、60% 60% 、80% 80% 等不同的等不同的抽頭可供選擇。抽頭可供選擇。起動時，起動時，選擇合適選擇合適的抽頭位置的抽頭位置開關開關K K投向起動一邊，投向起動一邊，電動機的定子繞組通過自耦變壓器電動機的定子繞組通過自耦變壓器接到三相電源上。當轉速升高到一接到

23、三相電源上。當轉速升高到一定程度后，開關定程度后，開關K K投向運行邊，自投向運行邊，自耦變壓器被切除，電動機定子直接耦變壓器被切除，電動機定子直接在電源上，電動機進入正常運行。在電源上，電動機進入正常運行。NUNUNU電動機起動電動機起動時定子繞組的時定子繞組的電壓為電壓為 ，與直接起動時電壓，與直接起動時電壓 的關系為的關系為UNU12NNUUN電動機電動機定子繞組定子繞組起動電流為起動電流為 ，與直接起動時的起動電流與直接起動時的起動電流 之間關系之間關系為為SISI12NNUUIINss 自耦變壓器原邊的起動電流為自耦變壓器原邊的起動電流為 , ,與直接起動與直接起動是的電流是的電流

24、之間的關系為之間的關系為SISI212NNIIss電機的起動轉矩為電機的起動轉矩為 ，與直接起動時起動轉矩，與直接起動時起動轉矩 之間的關之間的關系為系為stTstT2122NNUUTTNstst自耦變壓器降壓起動，比起定子串電抗起動，當限定的起自耦變壓器降壓起動，比起定子串電抗起動，當限定的起動電流相同時，起動轉矩損失的較少；比起動電流相同時，起動轉矩損失的較少；比起Y-Y-起動，有起動，有幾種抽頭供選用比較靈活，并且幾種抽頭供選用比較靈活，并且 較大時，可以拖動較大較大時，可以拖動較大的負載起動。但是自耦變壓器體積大，價格高，不能帶重的負載起動。但是自耦變壓器體積大，價格高，不能帶重負載起

25、動。自耦變壓器降壓起動在較大容量鼠籠式感應電負載起動。自耦變壓器降壓起動在較大容量鼠籠式感應電動機上廣泛應用。動機上廣泛應用。12NN自耦變壓器降壓起動控制線路自耦變壓器降壓起動控制線路4 4延邊三角形降壓起動延邊三角形降壓起動 這種起動方法適用于這種起動方法適用于電動機定子繞組每相有三個出電動機定子繞組每相有三個出線端：線端：首端、尾端和中間抽頭首端、尾端和中間抽頭。且正常運行為且正常運行為接的三接的三相籠形感應電動機。相籠形感應電動機。 采用延邊三角形起動的鼠籠式感應電動機，除了簡單采用延邊三角形起動的鼠籠式感應電動機，除了簡單的繞組接線切換裝置之外，不需要其他專用起動設備，很的繞組接線切

26、換裝置之外，不需要其他專用起動設備，很簡單。但是，電動機的定子繞組不但為簡單。但是，電動機的定子繞組不但為接，有抽頭，而接，有抽頭，而且需要專門設計，制成后抽頭又不能隨意變動，因此限制且需要專門設計，制成后抽頭又不能隨意變動，因此限制了延邊三角形起動方法的使用。了延邊三角形起動方法的使用。延邊三角形降壓起動控制線路延邊三角形降壓起動控制線路三、三相繞線型感應電動機的起動三、三相繞線型感應電動機的起動 在轉子回路中串聯適當的在轉子回路中串聯適當的電阻電阻, ,既能限制起動電流，又既能限制起動電流，又能增大起動轉矩。能增大起動轉矩。1.1.轉子串電阻分級起動轉子串電阻分級起動 為了有較大的起動轉為

27、了有較大的起動轉矩、使起動過程平滑，應矩、使起動過程平滑，應在轉子回路中串入多級對在轉子回路中串入多級對稱電阻，并隨著轉速的升稱電阻，并隨著轉速的升高，逐漸切除起動電阻。高，逐漸切除起動電阻。起動過程起動過程電動機由電動機由a a點點開始起動，經開始起動，經bcdebcdef ghf gh，完成起動過程完成起動過程時間原則控制轉子串電阻起動控制線路時間原則控制轉子串電阻起動控制線路2.2.轉子串頻敏變阻器起動轉子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一鐵損很頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器大的三相電抗器l起動時，起動時，S2S2斷開，轉子串斷開，轉子串入頻敏變阻器入頻敏變阻器,S1,S1閉合，電閉合，

28、電機通電開始起動。機通電開始起動。l起動時起動時, , ,頻敏變阻器鐵頻敏變阻器鐵損大損大, ,反映鐵損耗的等效電阻反映鐵損耗的等效電阻 大大, ,相當于轉子回路串入一個相當于轉子回路串入一個較大電阻。隨著較大電阻。隨著 上升上升, , 減減小小, ,鐵損減少鐵損減少, ,等效電阻減小等效電阻減小, ,相當于逐漸切除相當于逐漸切除 , ,起動結起動結束束,S2,S2閉合，切除頻敏變阻器，閉合，切除頻敏變阻器，轉子電路直接短路。轉子電路直接短路。21ff mRn2fmR轉子串頻敏變阻器降壓起動的機械特性轉子串頻敏變阻器降壓起動的機械特性四、三相感應電動機的軟起動四、三相感應電動機的軟起動 三相感

29、應電動三相感應電動機的軟起動是通過機的軟起動是通過固態減壓起動器實固態減壓起動器實現的。現的。固態減壓起固態減壓起動器是一種集電動動器是一種集電動機軟起動、軟停車、機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保輕載節能和多種保護功能于一體的新護功能于一體的新穎電機控制裝置。穎電機控制裝置。1.1.利用交流調壓開關實現的軟起動利用交流調壓開關實現的軟起動交流調壓開關可以是交流調壓開關可以是由雙向晶閘管組成或由雙向晶閘管組成或由兩只普通晶閘管反由兩只普通晶閘管反并聯組成并聯組成起動時電壓改變，頻率不變起動時電壓改變，頻率不變2.2.利用變頻器實現的軟起動利用變頻器實現的軟起動 通過改變變頻器通過改變變頻器中電

30、力電子器件中電力電子器件（GTRGTR或或IGBTIGBT）的開）的開關時間，改變加在電關時間，改變加在電動機定子繞組上電源動機定子繞組上電源的頻率和電壓的大小，的頻率和電壓的大小，從而控制電動機的起從而控制電動機的起動電流和起動轉矩。動電流和起動轉矩。起動時既改變電壓又改變頻率起動時既改變電壓又改變頻率軟起動特性軟起動特性三相感應電動機用軟起動器控制的起動控制線路三相感應電動機用軟起動器控制的起動控制線路任務五任務五 三相感應電動機的調速三相感應電動機的調速由異步電動機的轉速公式由異步電動機的轉速公式116011fnn (s)(s)p 可知，異步電動機有下列三種基本可知，異步電動機有下列三種

31、基本調速方法調速方法：（1 1）改變定子極對數）改變定子極對數 調速。調速。p稱為變極調速。稱為變極調速。（2 2）改變電源頻率）改變電源頻率 調速。調速。1f稱為變頻調速。稱為變頻調速。（3 3）改變轉差率）改變轉差率 調速。調速。s轉子串電阻調速和串級調速。轉子串電阻調速和串級調速。（4 4）利用轉差離合器調速。）利用轉差離合器調速。一、調速的性能指標一、調速的性能指標1 1調速范圍調速范圍 生產機械可能達到的最高轉速生產機械可能達到的最高轉速 與最低轉速與最低轉速 之比，之比，用用D D表示。表示。maxnminnminmaxnnD 2 2靜差率（相對穩定性）靜差率（相對穩定性） 相對穩

32、定性是指負載轉矩變化時，轉速變化的程度。相對穩定性是指負載轉矩變化時，轉速變化的程度。轉速變化小，相對穩定性就好。相對穩定性的程度用靜差轉速變化小，相對穩定性就好。相對穩定性的程度用靜差率率表示。表示。%1001nnN靜差率和調速范圍是互相聯系的兩項指標靜差率和調速范圍是互相聯系的兩項指標1maxNnnD 最低轉速決定于低速時的靜差率，調速范圍必然受到最低轉速決定于低速時的靜差率，調速范圍必然受到低速時靜差率的制約低速時靜差率的制約。3 3調速的平滑性調速的平滑性相鄰兩級轉速之比稱為平滑系數相鄰兩級轉速之比稱為平滑系數 1iinn=1=1時，稱為無時，稱為無級級調速調速4 4調速的經濟性調速的

33、經濟性l調速所需的設備投資和調速過程中的能量損耗調速所需的設備投資和調速過程中的能量損耗要小要小l電動機在調速時能否得到充分利用電動機在調速時能否得到充分利用二、二、三相感應電動機變極調速三相感應電動機變極調速 利用改變定子繞組的接法來改變極數，這種電動機利用改變定子繞組的接法來改變極數，這種電動機稱為多速電動機。多速電動機均采用籠型轉子，因為這時稱為多速電動機。多速電動機均采用籠型轉子，因為這時轉子的極數能自動地與旋轉磁場的極數相適應。轉子的極數能自動地與旋轉磁場的極數相適應。U U相兩個線圈，相兩個線圈，順向串聯順向串聯，定子，定子繞組產生繞組產生4 4極磁極磁場：場：反向串聯反向串聯和和

34、反向并聯反向并聯，定子，定子繞組產生繞組產生2 2極磁場：極磁場：1.YYY1.YYY聯結方式聯結方式Y-YYY-YY后后, ,極數減少一極數減少一半半, ,轉速增大一倍轉速增大一倍, ,即即 ，保持每，保持每一繞組電流為一繞組電流為 , ,則則輸出功率和轉矩為輸出功率和轉矩為2YYYnn NI2Y YYY YYPPTT Y-YYY-YY聯結聯結變極調速屬于恒轉矩調速，它適用于恒轉矩負載。變極調速屬于恒轉矩調速，它適用于恒轉矩負載。變極調速時變極調速時, ,轉速幾乎是成倍變化的轉速幾乎是成倍變化的, ,調速的平滑性較差調速的平滑性較差, ,但具有較硬的機械特性但具有較硬的機械特性, ,穩定性好

35、穩定性好, , 可用于恒功率和恒轉可用于恒功率和恒轉矩負載。矩負載。2.2./YY/YY聯結方式聯結方式-YY-YY后后, ,極數減少一半極數減少一半, ,轉速增大一倍轉速增大一倍, ,即即 ，保持每一，保持每一繞組電流為繞組電流為 , ,則輸出功則輸出功率和轉矩為率和轉矩為2YYnn NI1 1 50 5 8Y YY YP.PT.T -YY-YY聯結變極調速屬于恒功率調速，它適用于恒功率負聯結變極調速屬于恒功率調速，它適用于恒功率負載。載。三、三、變頻調速變頻調速 變頻調速是改變電源頻率從而使電動機的同步轉速變頻調速是改變電源頻率從而使電動機的同步轉速變化達到調速的目的。變化達到調速的目的。

36、為了為了使電動機使電動機在變頻調速時能在變頻調速時能得到充分利用得到充分利用，且，且保證電動保證電動機運行的穩定性機運行的穩定性。在變頻調速時希望。在變頻調速時希望u氣隙磁通維持額定值不變；氣隙磁通維持額定值不變； 常數常數或或 常數常數u電動機的過載能力不變電動機的過載能力不變11Ef11UfNmmTT常數常數NNTTffUU1111變頻調速特別適用于恒轉矩負載變頻調速特別適用于恒轉矩負載 額定頻率稱為基頻額定頻率稱為基頻。從基頻向下變頻調速從基頻向下變頻調速，降低電源降低電源頻率，同時降低電源電壓的調速。頻率，同時降低電源電壓的調速。為恒轉矩調速方式。為恒轉矩調速方式。從從基頻向上變頻調速

37、基頻向上變頻調速，將頻率由基頻向上調節，但升高電源將頻率由基頻向上調節，但升高電源電壓是不允許的。因此升高頻率調速時，只能保持電壓不電壓是不允許的。因此升高頻率調速時，只能保持電壓不變，磁通將發生變化，頻率越高，磁通越低變，磁通將發生變化，頻率越高，磁通越低。近似為恒功近似為恒功率調速方式率調速方式。 變頻調速對三相鼠籠式感應電動機和變頻調速對三相鼠籠式感應電動機和繞線式感應電動機均適用繞線式感應電動機均適用四、改變轉差率調速四、改變轉差率調速改變轉差率調速適用于繞線式轉子感應電動機改變轉差率調速適用于繞線式轉子感應電動機1.1.繞線式感應電動機轉子回路串電阻調速繞線式感應電動機轉子回路串電阻

38、調速 從機械特性看，轉子串從機械特性看，轉子串電阻時，同步轉速和最大轉電阻時，同步轉速和最大轉矩不變，但臨界轉差率增大。矩不變，但臨界轉差率增大。當恒轉矩負載時，電機的轉當恒轉矩負載時，電機的轉速隨轉子串聯電阻的增大而速隨轉子串聯電阻的增大而減小。減小。 調速的平滑性較差，轉調速的平滑性較差，轉子銅耗增加，多用于斷續工子銅耗增加，多用于斷續工作的生產機械上。作的生產機械上。2.2.串級調速串級調速 在繞線轉子電動機的轉在繞線轉子電動機的轉子回路串接一個與轉子電動子回路串接一個與轉子電動勢勢 同頻率的附加電動勢同頻率的附加電動勢 。sE2fE通過改變通過改變 的幅值和相位，的幅值和相位，既可以實

39、現調速，又可以既可以實現調速，又可以使電動機的功率因數發生使電動機的功率因數發生變化。變化。fE 與與 同相時，轉子電流增同相時，轉子電流增加，電動機加速；加，電動機加速； 與與 反反相，轉子電流減小，電動機相，轉子電流減小，電動機減速。減速。 與與 相差相差角，既可調速，又可改變功率因數。角，既可調速，又可改變功率因數。 fEfEsE2sE2sE2fE五、電磁調速電動機（滑差電動機）五、電磁調速電動機（滑差電動機） 電磁調速感應電動機也稱為滑差電動機，從原理上看，電磁調速感應電動機也稱為滑差電動機，從原理上看，它就是一臺帶有電磁滑差離合器的普通籠型感應電動機。它就是一臺帶有電磁滑差離合器的普

40、通籠型感應電動機。滑差離合器滑差離合器電樞電樞磁極磁極與電動機同軸聯接與電動機同軸聯接與負載同軸聯接與負載同軸聯接主動部分主動部分從動部分從動部分 電樞隨感應電動機以轉速電樞隨感應電動機以轉速n n旋轉，滑差離合器無勵磁電旋轉，滑差離合器無勵磁電流時，負載轉速為零；有勵磁流時，負載轉速為零；有勵磁電流時，負載將以小于電流時，負載將以小于n n的轉的轉速轉動。速轉動。任務六任務六 三相感應電動機的制動控制三相感應電動機的制動控制一、能耗制動一、能耗制動 電磁轉矩的方向與電動機的轉向相反時，電動機就處電磁轉矩的方向與電動機的轉向相反時，電動機就處于制動狀態。于制動狀態。實現的方法實現的方法：制動時

41、，：制動時，S1S1斷開斷開, ,電機脫離電網，電機脫離電網，同時同時S2S2閉合閉合, ,在定子繞組在定子繞組中通入直流勵磁電流。中通入直流勵磁電流。 直流勵磁電流產生一個恒定的磁場，直流勵磁電流產生一個恒定的磁場，因慣性繼續旋轉的轉子切割恒定磁場，因慣性繼續旋轉的轉子切割恒定磁場，導體中感應電動勢和電流。感應電流與導體中感應電動勢和電流。感應電流與磁場作用產生的電磁轉矩為制動性質，磁場作用產生的電磁轉矩為制動性質，轉速迅速下降，當轉速為零時，感應電轉速迅速下降，當轉速為零時，感應電動勢和電流為零，制動過程結束。動勢和電流為零，制動過程結束。 制動過程中，轉子的動能轉變為制動過程中，轉子的動

42、能轉變為電能消耗在轉子回路電阻上電能消耗在轉子回路電阻上能耗能耗制動。制動。nTemAn1C1B23 曲線曲線1 1、2 2是轉子電阻是轉子電阻相同，曲線相同，曲線2 2的直流勵磁的直流勵磁大于曲線大于曲線1 1。曲線。曲線1 1、3 3是是直流勵磁相同，曲線直流勵磁相同，曲線3 3的的轉子電阻大于曲線轉子電阻大于曲線1 1。 對籠型異步電動機，對籠型異步電動機，可以增大直流勵磁電流可以增大直流勵磁電流來增大初始制動轉矩。來增大初始制動轉矩。 對繞線型異步電動對繞線型異步電動機，可以增大轉子回路機，可以增大轉子回路電阻來增大初始制動轉電阻來增大初始制動轉矩矩 。若磁場相同，轉子電阻越大，制動轉矩越大若磁場相同，轉子電阻越大，制動轉矩越大若轉