文档介绍：第五章交流调速系统
一、引言
三相交流异步电动机的发明在电力拖动史上有着十分重要的意义。因为它的转子电路不需要和外电路相联接,转子绕组由两侧端部互相短接的铜条或铝条(俗称鼠笼条)构成,可以自成回路,形状象个“鼠笼”,故常称为笼形电动机,如图所示。
异步电动机交流电机的结构
图8-1 三相异步电动机的结构图
1-轴承盖;2-端盖;3-接线盒;4-定子铁心;5-定子绕组;6-散热筋; 7-转轴;
8-转子;9-风扇;10-罩壳;11-轴承;12机座
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在所有电动机中,这种结构在简单、坚固方面是首屈一指的。这带来了使用寿命长、易于维修、以及价格低廉等极为突出的优点,使它在整个电力拖动领域独占鳌头。
在20世纪的大部分时间里,约占有整个电力拖动容量的80%的不变速拖动系统都是采用的交流电动机,而只占20%的高控制性能可调速的电力拖动系统采用的是直流电动机。这几乎已经成为一种举世公认的格局。交流调速系统的调速方案虽然早已有多种发明并得到了实际应用,但由于其调速性能始终无法与直流调速系统相匹配,所以一直没有在高控制性能的调速中得以使用。
异步电动机的简单工作原理
定子三相绕组通入三
相交流电(星形联接)
A
X
B
Y
C
Z
A
X
Z
B
C
Y
三相电流合成磁场的分布情况
合成磁场方向向下
合成磁场旋转60°
合成磁场旋转90°
600
A
X
Z
B
C
Y
A
X
Z
B
C
Y
右手螺旋定则
900
分析可知:三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场即:一个电流周期,旋转磁场在空间转过360°
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数
其中为工频交流电的频率:
:铁芯槽内放铜条,端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子。
转动原理
A
X
Y
C
B
Z
定子三相绕组通入三相交流电
方向:顺时针
切割转子导体
右手定则
感应电动势E20
旋转磁场
感应电流I2
旋转磁场
左手定则
电磁力F
F
电磁转矩T
转子转速n
F
由前面分析可知,电动机转子转动方向与定子所产生的同步磁场旋转的方向一致,但转子转速n 不可能达到与旋转磁场的转速相等,即
异步电动机
如果:
无转子电动势和转子电流
转子与旋转磁场之间就不会再有相对运动,磁通也将不会切割转子导条
无转矩
因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。而异步电动机之所以被冠以“异步”二字,是因为其转子的转速n永远也跟不上旋转磁场的转速n1。两者之差称为转差:
异步电动机运行中:
转子转速亦可由转差率求得:
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
转差率s为:
交流调速的基本方案 由异步电动机的转差率与转速之间的关系:
改变磁极对数
原理:变换异步电动机绕组极数从而改变同步转速进行调速,其转速是按阶跃方式变化,而非连续变化。
应用:变极调速主要用于笼型异步电动机,变极电动机有转换单绕组接线改变极数的电动机和同一铁芯上设置两个以上极数不同绕组的电动机。
这种方法的缺点是十分明显的:一台电动机最多只能安置两套绕组,每套绕组最多只能有两种接法。所以最多只能得到4种转速,与所要求
要改变异步电动机转子转速的方法: