文档介绍：异步电动机调压调速系统
第1页，共98页，编辑于2022年，星期六
本章提要
异步电动机变压调速电路
异步电动机改变电压时的机械特性
闭环控制的变压调速系统及其静特性
闭环变压调速系统的近似动态结构图
第2页，共98页，编辑 Pm = 3Ir'2 Rr' /s
同步机械角转速 m1 = 1 / np
式中 np —极对数，则异步电机的电磁转矩为
（5-3）
第17页，共98页，编辑于2022年，星期六
式（5 - 3）就是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5-4所示，图中，UsN表示额定定子电压。
第18页，共98页，编辑于2022年，星期六
异步电动机机械特性
Te
O
n
n0
Temax
sm
TL
UsN
A
B
C
F
D
E
风机类负载特性
恒转矩负载特性
图5-4 异步电动机不同电压下的机械特性
第19页，共98页，编辑于2022年，星期六
最大转矩公式
将式（5-3）对s求导，并令dTe/ds=0，可求出对应于最大转矩时的静差率和最大转矩
（5-4）
（5-5）
第20页，共98页，编辑于2022年，星期六
由图5-4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。
第21页，共98页，编辑于2022年，星期六
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5-5。
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。
第22页，共98页，编辑于2022年，星期六
交流力矩电机的机械特性
Te
O
n
n0
UsN
A
B
C
TL
恒转矩负载特性
图5-5 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
返回目录
第23页，共98页，编辑于2022年，星期六
闭环控制的变压调速系统及其静特性
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5-5），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5-6a）。
第24页，共98页，编辑于2022年，星期六
1. 系统组成
图5-6 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
ASR
U*n
+
-
Un
GT
+
M
3~
TG
a)原理图
--
~
Uc
n
第25页，共98页，编辑于2022年，星期六
2. 系统静特性
e
T
O
n
n0
TL
UsN
A
A’
A’’
Us min
恒转矩负载特性
图5-6b 闭环控制变压调速系统的静特性
U*n3
U*n1
U*n2
第26页，共98页，编辑于2022年，星期六
在已知的电动机参数和系统各个环节放大系数后，即可求出不同给定电压Un时，调压调速系统的静特性，如图所示。
引入转速负反馈，显然使系统静特性的硬度大大提高了。而影响调速精度，主要因素是α,Kp,Ks，它们的选择和直流调速系统是类似的。
第27页，共98页，编辑于2022年，星期六
下面从物理概念上来分析一下静特性的形成。设开始时，给定电压为Um，负载转矩为TL 系统工作在⑤的a 点上。
第28页，共98页，编辑于2022年，星期六
如果负载转矩增至TL’这时电机转速必然下降，闭环系统进行调节，使电机工作在新的特性曲线③b点 调节过程如下：
第29页，共98页，编辑于2022年，星期六
采用闭环控制时，当负载发生变化后，通过速度反馈，自动控制加在电动机定子上的电压高低。系统的闭环静特性实际上在各个不同的电压对应的机械特性上各取一点，由此组成一条新的比较硬的S=f (Te) 特性。
第30页，共98页