5.2 异步电动机的调压调速解析
三相异步电动机的三种调速方法
三相异步电动机的三种调速方法三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了满足不同的工作要求，需要对三相异步电动机进行调速。
本文将介绍三相异步电动机的三种调速方法。
一、电压调制调速法电压调制调速法是一种常用的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电电压来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电电压，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电电压，从而提高电动机的转速。
电压调制调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且不会对电动机的机械结构产生影响。
但是，该方法需要使用特殊的电压调制器，成本较高，且在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
二、变频调速法变频调速法是一种基于电子技术的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电频率来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电频率，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电频率，从而提高电动机的转速。
变频调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且在低速运行时不会出现电动机振动和噪音等问题。
同时，该方法还可以实现电动机的软启动和停机，延长电动机的使用寿命。
但是，该方法需要使用特殊的变频器，成本较高。
三、转子电阻调速法转子电阻调速法是一种基于电动机本身结构的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机转子电阻来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以增加电动机转子电阻，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以减小电动机转子电阻，从而提高电动机的转速。
转子电阻调速法的优点是成本低，调速范围广，且不需要使用特殊的调速器。
但是，该方法会对电动机的机械结构产生影响，同时在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
三相异步电动机的调速方法有电压调制调速法、变频调速法和转子电阻调速法。
异步电动机调速原理
异步电动机调速原理1.变频调速原理：通过改变电源对电动机供电的频率，调整电动机的转速。
变频器是主要实现这种调速方式的设备，它能够将固定频率的电网供电转变为可调频率的交流电源。
变频器通过调节输出频率的大小，改变电动机的转速。
当输出频率增加时，电动机转速增加；当输出频率降低时，电动机转速降低。
通过变频调速可以实现电动机平稳起动、调速范围广、响应速度快、运行效率高等优点。
2.变压器调速原理：通过改变电源对电动机供电的电压，来调整电动机的转速。
变压器调速主要是通过改变输入电压的大小，而保持频率不变来实现。
当输入电压增加时，电动机转速增加；当输入电压降低时，电动机转速降低。
变压器调速适用于功率较大的电动机，但调速精度较低。
3.极数调速原理：通过改变电动机的极数来调整电动机的转速。
电动机的极数是指电动机定子和转子上磁极的数目。
当极数增加时，电动机转速降低；当极数减少时，电动机转速增加。
极数调速适用于小功率的电动机，但需要更换电动机的转子来改变极数，操作较为复杂。
4.转子电阻调速原理：通过改变转子电阻的大小，来调整电动机的转速。
转子电阻调速主要是通过在转子电路中串联一个可调节的电阻，来改变电动机的转矩和转速。
当转子电阻增加时，电动机转速降低；当转子电阻减少时，电动机转速增加。
转子电阻调速适用于较小的调速范围。
总结：异步电动机调速原理有多种方式，可以根据实际需求选择合适的调速方式。
变频调速是最常用的调速方式，具有调速范围广、精度高、响应速度快等优点。
而变压器调速适用于功率较大的电动机，调速范围较窄。
极数调速适用于小功率电动机，但需要更换电动机转子。
转子电阻调速适用于较小调速范围。
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机是一种常见的电动机械设备,它的转速可以通过改变电流和电压等参数来控制。
在调速过程中,交流异步电动机通常采用以下几种方法:
1. 调速手柄或调速螺丝
这是最常见的调速方法之一,可以通过旋转调速手柄或调速螺丝来改变电动机的转速。
调速手柄或调速螺丝通常由螺纹连接,可以通过改变它们的拧紧程度来改变电动机的转速。
这种方法简单易懂,但需要注意的是,在调速过程中要注意力度和方向,避免对电动机和连接部件造成损害。
2. 软启动器
软启动器是一种电子控制器,它可以调节电流和电压,从而实现电动机的软启动。
软启动器可以通过改变电流和电压的大小来控制电动机的启动时间和速度,从而提高生产效率。
在调速过程中,软启动器可以通过控制电流和电压的大小来调节电动机的转速。
3. 变频器
变频器是一种通过改变电压和频率来调节电流的电子设备。
变频器可以通过控制电机的电压和频率来实现快速调速,并且具有精度高、稳定性好、适应性强等优点。
在调速过程中,变频器可以根据电机的负载情况和工作频率来自动调整电压和频率,从而调节电动机的转速。
交流异步电动机的调速方法有多种,其中调速手柄或调速螺丝是最常见的方法,软启动器也是常用的方法之一。
变频器则是目前最常用的调速方法之一,它具有精度高、稳定性好、适应性强等优点,可以满足不同场合的需求。
此外,交流异步电动机还可以通过改变电机的结构和材料来优化电机的调速性能,提高调速效
率和稳定性。
异步电动机的调速PPT课件
2〕额定工作点，其特点是：
3〕起开工作点，其特点是：
4〕临界工作点，其特点是： 且最大转矩为 临界转差率为
式中“＋〞号适用于电动机状态；式中“－〞号适用于发电机状态。
〔2〕人为机械特性： 降低定子回路端的人为机械特性； 定子回路串接三相对称电抗或电阻时的人为机械特性； 转子回路串接三相对称电阻时的人为机械特性； 改变定子电源频率的人为机械特性〔变频原理〕
4. 三相异步电动机的制动
〔1〕能耗制动：其特点是在定子两相绕组上加上直流电压或电 流，产生制动转矩，使电机停车，机械特性由第一象限转为 第二象限。
〔2〕反接制动：分为定子两相反接的反接制动和倒拉反接制动 两种。其特点是n1 与n反向，假设是定子电流反接制动〔产 生对抗性转矩〕，那么T 与TL同向，机械特性由第一象限转 为第二象限，使电机迅速停车〔当n ＝0时要及时拉开电源， 否那么反转〕；假设是倒拉反接制动〔产生对抗性转矩〕， 那么T 与TL仍反向，机械特性由第一象限转为第四象限，电 机反转使重物匀速下降。
绕组过热而损坏电m机，这是不允许的。因此，降低电源频率f1时，必须同时降
低电源电压，以到达控制磁通 的目的。对此，需要考虑基频〔额定频率〕 以下的调速和基频以上调速两种情况。
m
10.4.1 基频以下变频调速
为要使保持 m不变，随频率变化，电动势也将随之按
正比例变化，即
E1 f1
4.44N1KN1m
3.三相异步电动机的起动
〔1〕直接起动：只有在电网或供电变压器容量允许的前提 下才能采用。一般用于容量小于7.5kw 的鼠笼式异步电动 机的直接起动。
〔2〕鼠笼式异步电动机的降压起动：如定子回路串接电抗 或电阻，ㄚ－Δ，自耦变压器，。
调压调速PPT课件
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•1
第2 章
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。
•13.01.2024
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•2
第2 章
问题与分析
（1）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）。
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•18
异步电动机的负载特性：
第2 章
0 恒转矩负载； 1 负载与转速成正比； 2 负载与转速平方成比例，为风机泵类负载；
1 恒功率负载
将负载表达式代入转差率算式，得：
•13.01.2024
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•19
不同负载的转差损耗系数曲线
取参考基准
求转差对损风耗机系泵数负： 载，调压调 速引起的转差损耗最小，因 此：
分析结论调压：调速系统适合于对
风机泵类负载的调速。
第2 章
•13.01.2024
不同负载的转差损耗系数曲线
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•20
第2 章
第三节 电磁转差离合器调速系统
滑差电机又称为电磁离合器电机。 滑差电机调速系统 =电磁转差离合器调速系统= 笼型异步机+电磁转差离合器+控制装置
•13.01.2024
返回目录
返回第一张
上一张幻灯片 下一张幻灯片
•15
第2 章
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，
5.3 异步电动机的变压变频调速解析
5.3.2 变压变频调速时的机械特性 式（5-5）已给出异步电机在恒压恒频正弦 波供电时的机械特性方程式 Te= f (s)。 当采 用恒压频比控制时，可以改写成如下形式：
Us s1 Rr' Te 3np ( sR R ' ) 2 s 2 2 ( L L' ) 2 （5-28） s r 1 ls lr 1
对于直流电机，励磁系统是独立的，只要 对电枢反应有恰当的补偿， m 保持不变 是很容易做到的。 在交流异步电机中，磁通 m 由定子和转 子磁势合成产生，要保持磁通恒定就需要 费一些周折了。
• 定子每相电动势
Eg 4.44 f1Ns kNS Φm
（5-11）
式中：Eg —气隙磁通在定子每相中感应电动势的有 效值，单位为V； f1 —定子频率，单位为Hz；
2
• 特性分析 当s很小时，可忽略上式分母中含s各项，则
U s s1 Te 3np R' s r 1
2
（5-29）
s1
Rr'Te Us 3n p 1
2
10 R T 60 n sn1 s1 2 n p n
阻抗压降所占的份量就比较显著，不再能
忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一
些，以便近似地补偿定子压降。
带定子压降补偿的恒压频比控制特性示
于下图中的 b 线，无补偿的控制特性则为a 线。
• 带压降补偿的恒压频比控制特性
Us
UsN
b —带定子压降补偿
a —无补偿
O
f 1N
图5-9 恒压频比控制特性
2
Eg R s1 Rr' 3np R '2 s 2 2 L'2 s 1 lr 1 r
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法交流异步电机调速方法对于工业生产具有重要意义，它能够提高生产效率、节约能源并且减少设备的维护成本。
下面我们将详细介绍交流异步电机调速的方法，包括电压调节、频率调节、转子电阻调节和变频调速等。
我们来看电压调节方法。
一、电压调节电压调节是一种简单而有效的交流异步电机调速方法。
通过调节电源的电压来改变电机的输出转矩和转速。
在低电压状态下，电机的输出转矩和转速会降低，而在高电压状态下则会增加。
这种方法简单易行，但是效果有限，且可能影响电机的寿命。
二、频率调节频率调节是另一种常见的交流异步电机调速方法。
通过改变电源的输出频率来改变电机的转速，实现调速的效果。
在工业生产中，通常采用变频器来实现频率调节，它能够准确地控制电机的输出频率，实现精确的调速效果。
频率调节方法精度高，但需要专门的变频器设备，成本也相对较高。
三、转子电阻调节转子电阻调节是一种早期的交流异步电机调速方法。
通过改变电机转子上的外接电阻，来改变电机的转速。
这种方法已经日渐淘汰，因为它存在电器损耗大、调速精度低等缺点。
四、变频调速变频调速是目前应用最广泛的一种交流异步电机调速方法。
通过变频器来改变电源的频率和电压，从而控制电机的输出转速。
变频调速具有调速范围广、响应速度快、能耗低等优点，已经成为许多工业生产中的标配调速方法。
除了以上介绍的几种方法外，还有一些基于磁阻变化原理的电磁式调速、基于转子电流控制的矢量调速等高级调速方法。
随着科技的发展，交流异步电机调速技术也在不断演进，相信未来会有更多更先进的调速方法出现，为工业生产带来更多便利和效益。
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点异步电动机是一种常用的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
为了满足不同工作条件下的需求，异步电动机需要进行调速。
本文将介绍异步电动机的调速方法及其特点，并从人类视角出发，用自然流畅的语言描述。
一、定子电压调制法定子电压调制法是一种常见的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变定子电压的幅值和频率来实现调速。
具体操作是改变电源电压的大小和频率。
当电压增加时，电动机转速会增加；当电压减小时，电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是操作简单，调速范围较大，但调速精度较低。
二、转子电流调制法转子电流调制法是另一种常用的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变转子电流的幅值和相位来实现调速。
具体操作是改变转子电流的大小和相位差。
当电流增加时，电动机转速会增加；当电流减小时，电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是调速响应快，调速精度高，但操作复杂，需要专门的电调设备。
三、频率变换调速法频率变换调速法是一种比较复杂但调速效果较好的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变电源频率来实现调速。
具体操作是通过变频器将电源的频率转换为所需的频率。
这种调速方法的特点是调速范围广，调速精度高，但设备成本较高，需要专门的变频器设备。
四、电阻调速法电阻调速法是一种简单但调速范围较小的异步电动机调速方法。
其原理是通过在转子电路中串联电阻来改变转矩和转速。
具体操作是改变电阻的大小。
当电阻增加时，电动机转速会降低；当电阻减小时，电动机转速会增加。
这种调速方法的特点是操作简单，但调速范围有限，调速精度较低。
总结起来，异步电动机的调速方法有定子电压调制法、转子电流调制法、频率变换调速法和电阻调速法。
这些调速方法各有特点，适用于不同的工作条件和需求。
定子电压调制法操作简单，调速范围大；转子电流调制法调速响应快，调速精度高；频率变换调速法调速范围广，调速精度高；电阻调速法操作简单，但调速范围有限。
根据实际需求选择合适的调速方法，可以提高异步电动机的工作效率和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1TL
np
Pmech mTL (1 s ) Ps sPm s
1TL
np
1TL
np
转差功率随着转差率的增大而增大，转速越 低，转差功率越大。
带恒转矩负载的降压调速就是靠增大转差功率、减小输出 功率来换取转速的降低。所增加的转差功率全部消耗在转 子电阻上，这就是转差功率消耗型的由来。
• 变压调速系统的特点 异步电机闭环变压调速系统不同于直流 电机闭环变压调速系统的地方是：静特性 左右两边都有极限，不能无限延长，它们 是额定电压 UsN 下的机械特性和最小输出 电压Usmin下的机械特性。 当负载变化时，如果电压调节到极限值， 闭环系统便失去控制能力，系统的工作点 只能沿着极限开环特性变化。
0.7UsN
O
TL
Te
返回目录
图5-6 高转子电阻电动机（交流力矩电动机） 在不同电压下的机械特性
5.2.3 闭环控制的变压调速系统
采用普通异步电机的变电压调速时，调速 范围很窄，采用高转子电阻的力矩电机可 以增大调速范围，但机械特性又变软，因 而当负载变化时静差率很大（见图5-6）， 开环控制很难解决这个矛盾。 为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速 范围大于 D=2 时，往往采用带转速反馈的 闭环控制系统（见图5-7）。
按照反馈控制规律，将A’’、A、A’ 连接 起来便是闭环系统的静特性。尽管异步电 机的开环机械特性和直流电机的开环特性 差别很大，但是在不同电压的开环机械特 性上各取一个相应的工作点，连接起来便 得到闭环系统静特性，这样的分析方法对 两种电机是完全一致的。
尽管异步力矩电机的机械特性很软， 但由系统放大系数决定的闭环系统静特 性却可以很硬。 如果采用PI调节器，照样可以做到无 静差。改变给定信号，则静特性平行地 上下移动，达到调速的目的。
1. 系统组成
~
+
U* n +
Un
GT ASR Uc
n
TG
M 3~
--
a)原理图
图5-7 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
2. 系统静特性
n n0
恒转矩负载特性
U*n1
A A’’
A’
U*n2 U*n3
Us min
UsN
O
TL
图5-8 闭环控制变压调速系统的静特性
Te
图5-8所示的是闭环控制变压调速系统的 静特性。当系统带负载在 A 点运行时，如 果负载增大引起转速下降，反馈控制作用 能提高定子电压，从而在右边一条机械特 性上找到新的工作点 A’。同理，当负载降 低时，会在左边一条特性上得到定子电压 低一些的工作点 A’’。
UsN
O
TLΒιβλιοθήκη Temax Te图5-5 异步电动机不同电压下的机械特性
由图5-5可见，带恒转矩负载工作时， 普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点 为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超 过 0 ~ sm ，调速范围有限。如果带风机类 负载运行，则工作点为D、E、F，调速范 围可以大一些。
带恒转矩负载工作时，定子侧输入的电磁功 率为
5.2.1 异步电动机变压调速的主电 路
过去改变交流电压的方法多用自耦变压 器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从 电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的 电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。 目前，交流调压器一般用三对晶闸管反 并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电 路中，主电路接法有多种方案，用相位控 制改变输出电压。
• 交流变压调速系统可控电源
•利用晶闸管交流调 压器变压调速
~
•TVC——双向晶闸 管交流调压器
TVC
M 3~ 图5-4 利用晶闸管交流调压器变压调速
• 可逆和制动控制
电路结构：
采用晶闸管 反并联供电 方式，实现 异步电动机 可逆和制动。
图5-2 采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路
5.2.2 异步电动机调压调速的机 械特性
为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能在较低转 速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高的电阻值， 这样的电机在变电压时的机械特性绘于图5-6。 显然，带恒转矩负载时的变压调速范围增大了，堵转工作 也不致烧坏电机，这种电机又称作交流力矩电机。
• 交流力矩电机的机械特性
n n0
恒转矩负载特性 A B 0.5UsN C UsN
5.2 异步电动机的调压调速
保持电源频率为额定频率，只改变定子电压 的调速方法称为调压调速。由于受电动机绝 缘和磁路饱和的限制，定子电压只能降低， 不能升高，故又称做降压调速。 调压调速的基本特征是电动机同步转速保持 为额定值不变，即
m Us 4.44 f1 N s k Ns
气隙磁通随 U的降低而减小，属于弱磁调速。
式（5 - 5）为异步电机的机械特性方程 式。它表明，当转速或转差率一定时，电 磁转矩与定子电压的平方成正比。 这样，不同电压下的机械特性便如图5-5 所示，图中，UsN表示额定定子电压。
• 异步电动机机械特性
n n0 sm
恒转矩负载特性 A D C B E 0.5UsN 0.7UsN F
风机类负载特性