文档介绍：能耗转差调速 降压调速 在降低定子端电压时,其同步转速n1和临界转差率sm不变,电磁转矩。在电机拖动恒转矩负载时,降低电源电压可降低转速。图10-1 异步电动机改变定子电压调速时的机械特性图10-2 高转差率笼型异步电机降压时的机械特性对于恒转矩负载调速,可以通过设计具有较大转子电阻的高转差率笼型异步电动机来获得较宽的调速范围,如图10-2所示。从图10-2可见,高转差率笼型异步电机降压时得到了较大的调速范围,但特性太软,而且低压时的过载能力较低,负载的波动稍大,电动机有可能停转。 为了提高调压调速机械特性的硬度,可以采用速度闭环控制系统,这样既能提高低速时的机械特性硬度,又能保证一定的过载能力。图10-3 具有速度反馈的调压调速系统(a)系统原理图;(b)机械特性图10-3(a)为采用晶闸管电力电子器件组成的交流调压装置。其调速时的机械特性如图10-3(b)所示。现以一个例子说明,如果电动机运行在图10-3(b)所示的A点,这时负载转矩为TL1,系统处于平衡状态。如果由于某种原因,负载转矩突然从TL1变为TL2,假如没有转速反馈,电机电压不变,则转速从A点沿特性曲线降到C点稳定运行,转速变化很大。当采用反馈控制时,如果负载转矩突然增加,电机转速下降,反馈信号u减小,这时u*没变,偏差电压Δu增大,通过速度调节器控制交流调压装置升高电压,使电机运行于图10-3(b)所示的B点。可见,采用速度闭环控制系统后,提高了电机机械特性的硬度,增加了系统的稳定性。图10-4 转子串电阻调速原理(a)系统原理图;(b) 绕线式异步电机转子回路串电阻调速 绕线式异步电机转子回路串电阻调速也是一种改变转差的调速方法。如果图10-4(a)中的KM1闭合,转子未串电阻,则电机拖动恒转矩负载TL在A运行,电机转速为nA。当需要降低拖动系统转速时,KM1断开,KM2闭合,电阻Rc1串入转子电路,电机机械特性变为R2+Rc1,运行从A点平移到A′,转子电流I2′减小,电磁转矩Tem=CTΦmI2′cosφ2降低,使Tem<TL,电机减速,转差率s增加,引起转子电动势sE2相 应增加,导致转子电流I2′和Tem增加,使系统达到新的稳定点B,重新回到Tem=TL,但转速由A降到B。在恒转矩负载下,改变图中KM1、KM2、KM3闭合状态,可以得到三条机械特性,所串电阻越大,转速越低,如图10-4(b)所示。根据Tem=CTΦmI2′cosφ2,电磁转矩可以写成 Tem∝ΦmI2cosφ2 当电源电压一定时,电机的主磁通Φm基本不变,如果保持调速时I2=I2N不变,则 由式(10-2)可得(10-2)(10-3)转子电路串联电阻以后,转差率从sN增加到s1,转子回路的功率因数为(10-4)将式(10-3)代入式(10-4)得 根据式(10-2)、式(10-5)可得 Tem=CTΦmNI2′cosφ2=CTΦmNI2N′cosφ2N=TN (10-6)(10-5)根据式(10-2)、式(10-5)可得(10-6)可见,转子串电阻调速前后的转矩相等,是一种恒转矩调速方式。 转子串电阻调速时,转子功率损耗为 pCu2=sPem=3I22(R2+Rc1) (10-7) 忽略机械损耗,则输出功率为 P2=Pem(1-s) 调速时转子电路的效率为(10-8)