《调压调速》PPT课件

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1、第二章异步电动机调压调速系统第一节调压调速的原理和方法第二节闭环控制的异步电动机调压调速系统第三节电磁转差离合器调速系统7/15/2021一.异步电动机调压调速原理调压调速：即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。理论依据：来自异步电动机的机械特性方程式：因异步电动机的拖动转矩与供电电压的平方成正比，因此降低供电电压，拖动转矩就减小，电机就会降到较低的运行速度。第一节调压调速的原理与方法7/15/2021不同供电电压对应的机械特性曲线如图所示，图中垂直虚线为恒转矩负载线。7/15/2021问题与分析（1

2、）调压调速对于恒转矩负载，调速范围很小（A-B-C），而对于风机类负载调速范围则较大（F-E-D）。（2）随着定子电压的降低，T（max）与定子电压的平方成正比地降低，而sm与U1无关，保持不变。7/15/2021方法一：由图2-2可知，应设法增大sm。而由下式显然：增大sm可通过增大转子电阻的方法来解决，即采用具有较高转子电阻的电动机，这种电动机又称作交流力矩电动机。如何扩大恒转矩类负载的调速范围？7/15/2021高转子电阻电动机调压时的人为机械特性好处：其调速范围扩大了，且堵转时也不致烧坏电动机。弊端：机械特性变得很软，

3、负载变化时的静差率很大；低速时过载能力较低。7/15/2021方法二：根据自控原理知识，调压调速要获得较好调速性能，应引入速度负反馈构成闭环系统。详见2.2速度负反馈构成闭环系统的引入7/15/20218二.异步电动机调压调速方法7/15/2021调压调速的三种方法1.自耦调压器----对小容量电机,体积重量大。2.饱和电抗器----控制铁心的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。3.晶闸管三相交流调压器-----用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。对电力电子电路中的晶闸管器件，有两种控制方式,现以晶闸管单相交流调压器电路为例来

4、加以说明:晶闸管调压两种控制方式7/15/2021*相位控制方式更适合于电动机负载。2.相位控制优点：输出电压较为准确，调速精度较高，快速性好，低速时转速脉动较小缺点：复杂的谐波，对电网造成谐波污染优点：“零”触发控制方式，几乎不产生谐波污染。缺点：加在电动机上的电压变化剧烈，使转速脉动大，在低速时影响尤为严重1.通断控制7/15/2021一.转速闭环调压调速系统的组成由于异步电动机的开环机械特性很软,且开环调压调速的调速范围太小,为提高机械特性硬度，扩大调速范围，减少静差率，必须采用闭环系统取代开环系统。带转速负反馈的闭环调

5、压调速系统原理图见图所示，在要求不高时也可采用定子电压反馈控制。第二节异步电动机调压调速系统7/15/2021转速闭环调压调速系统的组成7/15/2021二.转速闭环调压调速系统的静特性分析静态结构图：各控制环节的输入输出关系为：7/15/2021联立推得：将临界转矩Tcr和U1代入Te表达式，得静特性表达式：根据异步电动机机械特性的实用表达式，当电动机在额定负载以下运行时，转差率s很小，s/scr<

6、交流调压调速系统的静特性表达式：调速系统的静特性曲线图中特性1、2、3、4、5为开环机械特性。引入转速负反馈显然使系统静特性硬度大大提高了。而影响调速精度的主要因素是放大系数K、Kp、Ks、α，它们的选择和直流调速系统是类似的。设开始时系统工作在特性2的a点上：给定电压为Un*，负载转矩为TL。如负载转矩增为TL’，则系统过渡到特性4运行于b点：电动机输出转矩为TL‘。同理，负载降低至TL“时，系统过渡到特性1运行于c点。按照反馈控制规律，将工作点c、a、b连起来，便是闭环静特性了。7/15/2021实质：系统的闭环静特

7、性实际上是在几个不同的电压所对应的机械特性上各取一点，组成一条新的、较硬的特性。结论：尽管异步电动机的开环机械特性和直流电动机的开环机械特性差别很大，但在不同开环机械特性上各取一相应的工作点，连接起来得到闭环静特性这样的分析方法是完全一致的。7/15/2021失控区需要指出，这种系统存在失控区(见图2-7阴影线部分)。右边极限：在额定电压U1N下的机械特性；左边极限：最小输出电压U1(min)下的机械特性；当负载变化达到两侧极限时，闭环系统便失去控制能力，回到开环机械特性上工作。7/15/2021三.调压调速系统中的功率损耗分

8、析能量流程图输出功率：机械损耗：转差功率：转子铜耗：输入功率：定子铜耗：励磁铁耗：电磁功率：机械功率：7/15/2021异步电动机调压调速时的转差功率计算效率：转差功率与负载类型关系推导：7/15/2021异步电动机的负载特性：将负载表达式代入转差率算式，得：恒功率负载恒转矩