【正文】 60 2 103 2 880 TM = ?MT TN = 2 Nm = Nm n = ( 1－ s ) n0 = ( 1－ 8 ) 3 000 r/min = 2 r/min = － － 1 = 8 ( )2 10 10 s = sM － － 1 TM T ( )2 TM T 大連理工大學電氣工程系 n0 T n O nM UN TL TL 四、籠型異步電動機的變壓調(diào)速 TL 1. 調(diào)速方向 U1(＜ UN)↓ →n↓ 2. 調(diào)速范圍 D 較小。 U1 n0 T n O nM UN U1 三相異步電動機的調(diào)速 3. 調(diào)速的平滑性 若能連續(xù)調(diào)節(jié) U1， n 可實現(xiàn)無級調(diào)速。 大連理工大學電氣工程系 4. 調(diào)速的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性差。 5. 調(diào)速的經(jīng)濟性 經(jīng)濟性較差。 (1)需要可調(diào)交流電源。 (2)cos?1 和 ? 均較低。 6. 調(diào)速時的允許負載 既非恒轉矩調(diào)速，又非恒功率調(diào)速。 因為 T∝ U1P2 所以 U1 ? →T (n) ? → P2?? 三相異步電動機的調(diào)速 大連理工大學電氣工程系 【 例 】 三相籠型異步電動機， PN = 15 kW， UN = 380 V， nN = 960 r/min， ?MT = 2。試 求： (1) U1 = 380V， TL = 120 Nm 時的轉速； (2) U1 = 300V， TL = 100 Nm 時的轉速。 解： (1) U1 = 380V， TL = 120 Nm 時 n0－ nN n0 sN = 1 000－ 960 1 000 = = 三相異步電動機的調(diào)速 60 2? TN = PN nN = Nm = Nm 60 2 15 103 960 TM = ?MT TN = 2 Nm = Nm 大連理工大學電氣工程系 n = ( 1－ s ) n0 = ( 1－ ) 1 000 r/min = 969 r/min sM = sN (?MT＋ ?MT2－ 1 ) = (2＋ 22－ 1 ) = = － － 1 = ( )2 120 120 s = sM － － 1 TM T ( )2 TM T 三相異步電動機的調(diào)速 大連理工大學電氣工程系 n = ( 1－ s ) n0 = ( 1－ ) 1 000 r/min = 956 r/min = － － 1 = ( )2 186 100 186 100 三相異步電動機的調(diào)速 (2) U1 = 300V， TL = 100 Nm 時 sM 不變， Tm ∝ U12 ，故 sM = TM = Nm = 186 Nm 300 380 2 s = sM － － 1 TM T ( )2 TM T 大連理工大學電氣工程系 n0 T n O TM R2 R2+Rr 五、繞線型異步電動機轉子串聯(lián)電阻調(diào)速 TL M 3~ 3~ Rr KM 1. 調(diào)速方向 n ? 2. 調(diào)速范圍 D 較小 。 三相異步電動機的調(diào)速 大連理工大學電氣工程系 Φm不變， 3. 調(diào)速的平滑性 取決于 Rr 的調(diào)節(jié)方式。 4. 調(diào)速的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性差。 Rr? →δ ?? 。 5. 調(diào)速的經(jīng)濟性 初期投資不大，但運行效率較低。 6. 調(diào)速時的允許負載 因為 調(diào)速前后 U1 、 f1 不變， 三相異步電動機的調(diào)速 I2N = sNE2 R22＋ (sNX2)2 = E2 ＋ (sNX2)2 R2 2 sN 調(diào)速前 —— 恒轉矩調(diào)速。 大連理工大學電氣工程系 調(diào)速后 可見 調(diào)速前 調(diào)速后 三相異步電動機的調(diào)速 I2N = sE2 ( R2＋ Rr)2＋ (sX2)2 = E2 ＋ X22 R2＋ Rr 2 s R2＋ Rr s R2 sN = cos?2 = R2 R22＋ (sNX2)2 = R2/sN ＋ X22 R2 2 sN cos?2 = R2＋ Rr ( R2＋ Rr)2＋ (sX2)2 大連理工大學電氣工程系 三相異步電動機的調(diào)速 cos?2 = R2 ＋ Rr ( R2＋ Rr)2＋ (sX2)2 = ( R2＋ Rr)/s ＋ X22 R2＋ Rr 2 s = R2/sN ＋ X22 R2 2 sN 可見，調(diào)速前后 cos?2 不變， 根據(jù) T = CTΦm I2 cos?2 可知調(diào)速時允許的轉矩不變，為恒轉矩調(diào)速。 大連理工大學電氣工程系 【 例 】 一臺三相繞線型異步電動機，拖動一恒轉矩負載運行。已知 PN = 20 kW， nN = 1 420 r/min， U2N = 187 V， I2N = A， ?MT = ， TL = 100 Nm 。試 求： (1) 轉子電路未串電阻時的轉速； (2) 轉子電路串聯(lián)電阻 Rr = 9 ? 時的轉速。 解： (1) 轉子電路未串聯(lián)電阻時 n0－ nN n0 sN = 1 500－ 1 420 1 500 = = 3 三相異步電動機的調(diào)速 60 2? TN = PN nN = Nm = Nm 60 2 20 103 1 420 TM = ?MT TN = Nm = Nm 大連理工大學電氣工程系 n = ( 1－ s ) n0 = ( 1－ 7 ) 1 500 r/min = 1 442 r/min (2) 轉子串聯(lián)電阻 Rr 時， TM 不變， sM∝ (R2＋ Rr) sM = sN /(?MT － ?MT2－ 1 ) = ( － － 1 ) = = － － 1 = 7 ( )2 100 100 s = sM － － 1 TM T ( )2 TM T 三相異步電動機的調(diào)速 R2 = sN U2N 3 I2N = ? = 1 ? 3 187 大連理工大學電氣工程系 s39。M = sM R2＋ Rr R2 = = 1 由于 TL 不變，因此 s ∝ (R2＋ Rr) n39。 = ( 1－ s39。) n0 = ( 1－ ) 1 500 r/min = 1 431 r/min = － － 1 = ( )2 100 100 s39。 = s39。M － － 1 ( )2 T39。M T T39。M T 三相異步電動機的調(diào)速 s39。 = s R2＋ Rr R2 = 7 = 1 大連理工大學電氣工程系 六、繞線型異步電動機的串級調(diào)速 1. 串級調(diào)速的原理 在轉子電路中串聯(lián)一個與 e2s 頻率相等、相位 相同或相反的附加電動勢 ead ，以代替 Rr 上的電壓 降，從而使這部分能量不致?lián)p耗掉。 轉子相電流： sE2 177。 Ead R2＋ j sX2 I2s = I2s = sE2＋ Ead R22＋ (sX2 )2 e2s 與 ead 同相位時： 在引入 ead 的瞬間： I2s? →T ? →n ? →sE2? →I2s ? →T ? →T =TL ? 三相異步電動機的調(diào)速 大連理工大學電氣工程系 在引入 ead 的瞬間： I2s? e2s與 ead 相位相反時： →T ? →n ? →sE2 ? →I2s ? →T ? →T =TL ? 2. 串級調(diào)速的機械特性 n0 T n O E2s E2s+Ead E2s－ Ead 三相異步電動機的調(diào)速 I2s = sE2－ Ead R22 + (sX2 )2 大連理工大學電氣工程系 3. 串級調(diào)速的調(diào)速性能 (1)調(diào)速方向 (2)調(diào)速范圍 D 較大。 (3)調(diào)速的平滑性 平滑性好。 (4)調(diào)速的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性好。 (5)調(diào)速的經(jīng)濟性 初期投資大； 運行效率較高， 運行費用不大。 三相異步電動機的調(diào)速 (6)調(diào)速時的允許負載 因為 調(diào)速前后 U f1 不變， Φm不變，且 cos?2 也不變。 所以 T = CTΦm I2N cos?2 不變。 —— 恒轉矩調(diào)速。 大連理工大學電氣工程系 三相異步電動機的制動 M 3~ 3~ Q1 一、能耗制動 1. 制動原理 制動前 Q1 合上， Q2 斷開， M 為電動狀態(tài)。 制動時 Q1 斷開， Q2 合上。 定子 : U →I1 →Φ 轉子 : n →E2 → I2 ? M 為制動狀態(tài)。 n ＋ U － Q2 Rb I1 Φ F F T T 第 4 章 異步電動機的電力拖動 大連理工大學電氣工程系 2. 能耗制動時的機械特性 O n T 特點： (1) 因 T 與 n 方向相反， n－ T 曲線在第二、 四象限。 (2) 因 n = 0 時， T = 0， n－ T 曲線過原點。 (3) 制動電流增大時， 制動轉矩也增大； 產(chǎn)生最大轉矩的轉速不變。 I1 I139。 ＜ 三相異步電動機的制動 大連理工大學電氣工程系 3. 能耗制動過程 —— 迅速停車 TL O n T 1 2 (1) 制動原理 制動前：特性 1。 制動時：特性 2。 原點 O (n = 0， T = 0)， a 點 b 點 慣性 a b (T＜ 0，制動開始 ) n↓ 制動過程結束。 (2) 制動效果 Rb? →I1 ? →Φ ? →T ? →制動快。 (3) 制動時的功率 定子輸入： P1 = 0， 軸上