第6章三相异步电动机的电力拖动_2_.ppt

本章重点,第6章三相异步电动机的电力拖动,本章内容,内容提要,本章介绍三相异步电动机机械特性的特点及参数表达式和实用表达式，讨论三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性，阐述三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。,返回,1.机械特性的特点、表达式,3.三相异步电动机的常用起动方法、特点和适用范围,重点,2.三相异步电动机的人为机械特性,返回,4.三相异步电动机的各种调速方法、原理和应用,5.三相异步电动机的各种制动方法、原理和应用,本次课程内容和教学要求,内容三相异步电动机的各种调速。要求熟悉异步机各种调速原理和机械特性以及应用场合。,下页,上页,返回,6.5三相异步电动机的调速,异步机,,变极调速适用鼠笼电机改变定子极对数p调速,变转差率s调速,,调压调速,滑差电机调速电磁离合器调速,转子串电阻调速,转子串电势调速串级调速,变频调速改变电源频率f1调速,,变频机组,交直交变频,交交变频,下页,上页,返回,由异步电动机的转速公式,,适用绕线转子,,,改变电动机的电压时，n1、sm不变，T、Tm均与U1的平方成正比变化，机械特性为,1.改变定子电压调速,6.5.1改变转差率调速,特点在调速过程中均产生大量的转差功率，并消耗在转子电路上，使转子发热。常用的改变转差率调速方法有改变定子电压调速、转子回路串电阻调速、电磁转差离合器调速及串级调速。除串级调速外，调速的经济性都较差。,U1↓→n↓→s↑,下页,上页,返回,拖动风机泵类负载转矩随转速降低而减小的负载。A点为固有机械特性上的运行点，B和C点为降低电压后的运行点。特点⑴调速范围较大；⑵n↓→s↑→j2↑→j1↑→cosj1↓，又因TCTΦmI2cosj2，T不变时，j2↑→cosj2↓→I2↑。存在低速时功率因数低cosj1低，电流大I2大的问题，应用不普遍。,不适用恒功率负载。,拖动恒转矩负载A点为固有机械特性上的运行点，B和C点为降低电压后的运行点。特点⑴调速方法比较简单；⑵电压进一步降低，最大转矩减小很快，即使负载特性与机械特性有交点，负载能力严重下降，若负载稍有波动，电机就会停转；⑶对于转子电阻为正常值如一般的鼠笼式异步电动机，调速范围很窄，实用价值不高。,可以采取增加转子电阻如采用高转差率或绕线转子电动机和引入速度闭环加以改善。,如何使电动机有较宽的调速范围,下页,上页,返回,高转差率电动机或在绕线型异步电动机转子串固定电阻,高转差率电动机，如高转差率鼠笼电机、实心转子电机、双层转子电机等。调速范围增宽，但降压后特性变软。高速运行时，由于转差率较普通电机的大，运行效率要低些。低速运行时过载能力差，运行的稳定性差常不能满足生产工艺的要求；且由于降低了供电电压，为保持恒转矩负载，需要更大的电流，除降低效率外，还应注意过热的问题。,为了提高调压调速机械特性的硬度，采用速度闭环控制系统,下页,上页,返回,当电动机运行于图所示的A点时，这时的负载转矩为TL，系统处于平衡状态。当负载转矩变为TL时，若没有转速反馈称开环，电动机电压不变，转速应由A点沿同一条机械特性降为C点稳定运行。,调压调速的闭环控制原理,下页,上页,返回,闭环系统分析,测速发电机TG测得电动机转速，测速发电机的u∝n，当n↑→u↑，将u与给定电压u*比较得Δu，将Δu作为放大器输入端，经放大后的输出为触发器的发出信号，使触发器发出一定相位的脉冲，晶闸管调压器就输出一定值的电压，调节给定电压u*的大小，就可得到不同输出电压值，从而达到调速的目的。,下页,上页,返回,系统的自动调节作用,设给定电压为u*，负载为TL，定子电压为U1，系统工作在特性A点。当负载增大为TL→n↓→u↓→Δu↑→Uk↑→α角减小→U1↑U1→T↑→过渡到特性的B点上。电动机转速下降为nB；速度闭环的本质是根据负载的变化，动态调整电源电压大小，从而提高了电机特性的硬度。通过系统的调节作用，只要给定电压u*保持不变，系统就可以使电动机的转速也基本保持不变。,下页,上页,返回,Δuu*-u,在不同的给定电压u*下，可以得到一族基本平行的闭环控制系统的机械特性，如图曲线1、2、3所示，如果连续地改变u*，则可使系统平滑调速。,下页,上页,返回,调速性能,调压调速闭环系统的调速方法最适用于风机类型的负载因这种调速方法T∝1/s，而风机类负载TL∝1/s。调压调速适用于绕线异步电动机转子可串入电阻，而对鼠笼电动机只能短时间欠载运行因转子不能串入电阻；调速过程中，尤其在低速运行损耗大，转子串入电阻可减轻电机内部发热，而鼠笼型机只能短时运行。,下页,上页,返回,在绕线式异步电动机的转子回路串入对称电阻，理想空载转速n1不变，最大转矩Tm不变，临界转差率正比于转子总电阻，r2↑→sm↑。假设转子绕组本身电阻为r2，串入不同电阻时，其机械特性如图所示。当拖动恒转矩负载，且为额定负载转矩TN，电动机的转差率发生明显变化。显然，所串电阻越大，转速越低。,2.转子回路串电阻调速,调速原理,调速过程串电阻瞬间,下页,上页,返回,调速的性能与特点调速范围这种调整方法对应的最高转速不超过理想空载转速；空载时转速变化不大，只适用于有载调速；低速运行时机械特性太软，静差度大，因而限制了调速范围。平滑性由于转子回路电流很大，使电阻的体积笨重，抽头不易，所以调速的平滑性也不好,基本上属有级调速。经济性这种方法简单、容易实现，初期投资较少。但低速运行时损耗大，效率低。,下页,上页,返回,h≈1-sPM/PM1-sn/n1∝n,调速方式,对于异步电动机而言，当电源电压仍为额定电压时，气隙磁通基本保持不变，如果调速前转子电流为额定值，希望调速后仍为额定值，则有,R是转子回路所串联的电阻,必然有,,已知电磁转矩为,如果保持调速前后转子电流不变，电磁转矩也不变。因此，转子回路串电阻调速适用于恒转矩的系统，属于恒转矩调速方式。转子串电阻调速方法适用于对调速性能要求不高的生产机械如起重机械类恒转矩负载。,下页,上页,返回,调速时的损耗,电磁功率PMm1I2r2/s常数铜损耗pCu2m1I22r2sPM全机械功率Pmm1I22r21-s/s1-sPM如当s0.5时，n0.5n1，此时PMPmpCu2，Pm0.5PM，pCu20.5PM，电机效率很低，r2/s常数只改变了Pm与pCu2间的分配。当R↑→s↑→pCu2↑→Pm↓→η↓，说明转速降低是靠增大转子铜损减小总机械功率Pm得来的，故不经济。,下页,上页,返回,转子回路功率因数,调速电阻的计算,同一T值下有,下页,上页,返回,由已知的转速n或转差率s可求出R。,例一台绕线转子异步电动机，转子每相电阻为0.16Ω，在额定负载时，转子电流为50A，转速为1440r/min，效率为85。现保持负载转矩不变，将转速降低到1050r/min，试求①转子每相应串入电阻值。②此时电动机的电磁功率。③电动机原来的输出功率和降速后的输出功率（忽略pmps）。④降速后的效率。,解,,①转子每相应串入电阻值,下页,上页,返回,②此时电动机的电磁功率,因调速前后的稳定运行时额定转矩不变，所以电磁功率不变，转子电流不变，且绕线转子电动机m1m23，则电磁功率,W30kW,③电动机原来的输出功率和降速后的输出功率（忽略pmps）,因忽略pmps，所以P2≈Pm，则,原来的输出功率PN≈Pm（1-sN）PM1-0.0430kW28.8kW降速后的输出功率P2≈Pm（1-s）PM1-0.330kW21kW,④降速后的效率,,下页,上页,返回,3.电磁转差离合器调速（滑差电机调速）,电磁转差离合器的组成由三部分组成1笼型异步电动机拖动电枢旋转。2电磁转差离合器电枢，磁极，滑环等。3可控硅整流电源将交流电变为直流，提供直流励磁电流。,下页,上页,返回,结构,下页,上页,返回,电磁转差离合器的结构形式有多种，无论哪种，都由电枢和磁极组成磁极包括铁心和励磁绕组。这两部分之间没有机械上的联系，二者中有气隙，与异步电动机定、转子间的气隙相似，电枢和磁极都能自由旋转。电枢由异步电动机拖动旋转，因为异步电动机固有特性的直线段特性较硬，可认为其转速不变，异步机为原动力，这部分称为主动部分。此轴主动轴。可控硅整流电源通过电磁转差离合器上滑环，给励磁绕组供电。磁极通过联轴节与负载相联，称为从动部分。此轴叫从动轴。,当磁极上通过直流励磁电流时，产生固定的磁极。异步电动机拖动电枢旋转，电枢就切割磁力线，而产生涡流。如果将电枢看作不动，相当于固定的磁极在空间转动，可见它和异步电动机的旋转磁场作用相当。电枢作为载流导体，处在磁场中，受到电磁力作用而产生转矩。,下页,上页,返回,工作原理,电枢由整块铸钢制成，为圆筒形钢体。电枢相当于无穷多根导体组成的鼠笼转子，选择其一根分析受力情况。设异步机以n1的转速拖动电枢逆时针旋转，切割磁场产生感应电势、电流，按右手定则，判断为⊕，再以左手定则判断出对电枢产生顺时针方向的转矩T企图迫使电枢反转，但电枢的转向是由异步电动机的转向所决定的，因此，这个转矩就成为主动轴的阻转矩。而它的反作用转矩作用在磁极上，推动磁极逆时针方向旋转，将原动机异步机的机械功率传到负载上，其转速为n2，方向与n1同向，磁极带动负载一起旋转。从动轴转动后切割速度变为Δnn1-n2而磁极的转速n2又一定小于电枢转速n1，工作原理与异步机相似。,名称,电磁转差离合器名称的由来由于从动轴和负载相连，要向负载输出机械功率，由前面分析可知，只有Δn≠0时，也就是说两轴间有转速差存在时，才有转矩产生，才能把主动轴的功率传送给从动轴，故有转差二字。又因直流励磁电流为零时，没有磁场，磁极不会转动，相当于把生产机械和电枢分开，一旦加上励磁电流，磁极立即转动，相当于把生产机械和电枢“合上”，作用和机械离合器一样。因此叫转差离合器。因异步机和生产机械之间不是通过机械直接连接，而是通过电磁作用互相联系起来，所以全名叫“电磁转差离合器”，简称离合器。,下页,上页,返回,因为它的作用原理与异步机的相似，而且经常与异步机本来配套成一体。小容量的装置中二者就装在一个机壳内，同时转差也叫滑差，所以又常把电磁转差离合器和拖动它的异步电动机一起称为滑差电机，这种调速方法叫滑差电机调速。,机械特性,下页,上页,返回,滑差电机调速系统的机械特性，就是电磁转差离合器本身的机械特性。即从动轴上的转矩与转速之间的关系。即n2fT，由于它的工作原理与异步电动机相似，所以机械特性也和异步机相似。离合器的电枢相当于异步机的转子，用铸钢制成，由于它的电阻较大，所以机械特性和异步机转子具有较大电阻时的机械特性相似，特性比较软。,分析,当n20时，切割磁场的转速最高，产生的转矩M最大，磁极转动后，n2↑→Δn↓→直到n2n1→Δn0→T0。它的理想空载转速就是异步电动机的转速n1。改变励磁电流的大小，就改变了磁场的强弱。这实质上和异步电动机改变定子电压的作用相同。所以改变励磁电流大小，得到的机械特性相当于异步电动机改变定子电压的人为特性。用可控硅供电电源给直流励磁，通过连续改变可控硅控制角，可以得到很多条人为特性。,下页,上页,返回,如果励磁电流太小，磁场太弱，产生的转矩太小，从动轴转动不起来，就会失控。所以有失控区。另外，在一定的磁场下，负载过大，从动轴转速太低，也会形成从动部分跟不上主动部分，所以运行速度不能太低。,带反馈调速系统,下页,上页,返回,应用,滑差电机调速既不是恒转矩调速也不是恒功率调速。优点结构简单，运行可靠，能平滑调速。缺点特性软,低速时损耗大，电枢易发热变形。应用适合于风机及泵类负载如纺织、印染、造纸等工业部门的一般设备上。,下页,上页,返回,4.串级调速,■串级调速的基本原理转子串入电阻调速时，调速瞬间n来不及变化，当r2↑→I2↓→T↓→n↓→s↑→pCu2↑pCu2sPM↑→转差功率sPM消耗在电阻上→浪费→η↓。,下页,上页,返回,能否找出一种方法，既将消耗在电阻上的功率利用起来，又能提高调速性能呢串级调速就是在这种思想指导下，设计出来的。附加电势Ef与I2反相位，提供Ef的装置吸收电功率。若能够将吸收的电功率利用起来，就解决了转子串电阻调速耗能大的问题。,分析,下页,上页,返回,如果将电阻RΩ换成电势Ef，且使Ef与sE2同频率相位相反，则转子内串入电势Ef的等值电路如图b。,转子电流,串入Ef瞬间，n来不及变化→I2↓→T↓→n↓→s↑→I2↑→T↑TL可见，串入Ef后同样能达到调速的目的。,Ef与sE2相位相反，即为反电势，说明提供Ef的装置是吸收电功率的。如能将这部分功率加以利用，电机的效率即可提高。当然Ef也可以与sE2相位相同，则nn1。转子电势sE2的大小变化，频率也变化。f2sf1，Ef的频率要随f2变化是很困难的，所以先将转子电势E2s变成直流，之后引入直流电势Ef方向与E2s相反，这就是串级调速。串级调速可分为机械回馈式和电气回馈式。,下页,上页,返回,电机回馈式串级调速系统机械回馈式串级调速,异步电动机YM与ZM直流电动机同轴，共同拖动负载。YM的转子电势经整流后作为ZM的电枢电源，ZM的电枢电动势作为YM转子回路的附加直流电动势Ef，通过改变ZM的励磁电流If的大小而改变ZM的Ef，即达到调速目的。,下页,上页,返回,串级调速的实现,If0，Ea0，直流电势Ef由直流电动机供给。YM运行在固有机械特性上，n最高，s最小。当If≠0时，Ea≠0，转子引入附加电势，If↑→Ea↑→Ef↑→I2↓→T↓→n↓→s↑→I2↑→T↑TL，达到调速目的。,下页,上页,返回,调速原理,功率关系,异步机YM的电磁功率为PM，其中1-sPM直接输送给机械负载；而sPM进入转子，ZM输入功率为sPM-pCu2，ZM输出功率为sPM-pCu2-pZM，如果忽略损耗，则pCu2≈0，pZM≈0。ZM的输入为sPM，输出也为sPM，所以机械负载得到的功率为sPM1-sPMPM，电机的效率大大提高。可见，不论s多大，转速n的高低，负载上得到的功率总是PM，这样转差功率sPM得到利用，而没有浪费掉。这种电机回馈式串级调速系统，只适用于大功率，低调速范围D≤（23）的场合。（因D大→s大→sPM大→ZM容量大→不适合，还不如直接用直流机调速）,下页,上页,返回,电气回馈式串级调速系统,以前采用电气回馈式串级调速系统，它与机械回馈式串级调速系统区别在于ZM不与YM同轴，而是拖动一台异步发电机YF。由它发出三相交流电，把转差率sPM回馈给电网，这种串级调速已不采用，而采用可控硅逆变器的电气串级调速SCR串级调速，直流电势Ef由SCR逆变电源供给Uβ，转子整流电压为Ud。,下页,上页,返回,低同步可控硅串级调速系统,下页,上页,返回,分析,当UdEf，Id≠0，T≠0，电机输出功率；当UdEf，Id0，T0，称理想空载,nn1，ss0Ud2.34s0E22.34U1cosβEf，其中E2相电势；U1相电压；β逆变角；s0与理想空载转速对应的转差率；则s0U1cosβ/E2；n0串级调速时的理想空载转速，n0n11-s0；n1异步机的同步转速。改变逆变角β→Ef变化→s0变化→n0变化→n变化，但n1不变。,下页,上页,返回,异步机串级调速时的机械特性,无论采用哪种串级调速方法，对YM来说，其机械特性形状都是一样的，即都是在转子内引入一个附加电势，改变附加电势的大小，可以改变s的大小，达到调速的目的。,下页,上页,返回,特性分析,已知如果EfsE2，则I20，T0，称为理想空载状态。令此时的转差为s0，则有s0Ef/E2。改变Ef→s0变化；Ef越大→s0越大→特性向下移动，且特性硬度减小；Ef↑→Δsm↑→特性越软。Ef越大，调速作用越明显。Ef与sE2反相时，电机转速向低于n1方向调节，称低速同步调速；当Ef相位与sE2同相时，电机转速向高于n1的方向调节，称超同步串级调速。,下页,上页,返回,特点,优点效率高，特性硬，调速范围较宽，无级调速。缺点系统总功率因数较低，设备体积大，成本高。适用水泵，风机等节能调速等。,下页,上页,返回,6.5.2变极调速,变极调速要采用专用变速电机，其转子为鼠笼式根据当f1一定时，n1∝1/p，改变极对数p，可变n1。,下页,上页,返回,1.变极原理,电机定子每相绕组由二部分组成，每一部分称为半相绕组，改变其中一个半相绕组的电流方向，电机产生的磁极对数即可改变。如已知电机绕组接线如下图所示,下页,上页,返回,A----UB----VC----W,现改变接线，使一个半相绕组的电流反向，则如下图所示。从上面分析可知，如果二个绕组电流方向相同，2p4，让一个半相绕组电流反向，2p2，则极对数可减半。,下页,上页,返回,下页,上页,返回,变极接线方式,2p4时，n11500r/min；2p2时，n13000r/min；二个半相绕组由串→并电流方向要改变极对数减半，n1升高一倍。改变一个半相绕组的接线方式很多。如下,,下页,上页,返回,注意当改变定子绕组接线时，必须同时改变定子绕组的相序,2.常用变极方案,1）YYY变换单星形变双星形三相绕组的每相定子绕组有中心抽头。在Y接法中，将绕组1、2、3端接电源，二个半相绕组电流相同，设此时极对数为2p，同步转速为n1。,下页,上页,返回,在YY接法中，将1、2、3端都于0点相联，4、5、6端接电源，B、C二相接电源对调，每相二个半相绕组并联，其中一个半相绕组电流反相，这时，极对数为p，同步转速为2n1，属恒转矩调速。,下页,上页,返回,2）ΔYY变换,在Δ接线中，端点1、2、3接电源，4、5、6空着，二个半相绕组中电流方向相同，设此时极对数为2p，同速转速为n1。,下页,上页,返回,在YY接线中，1、2、3端点连在一起，4、5、6端点接电源，其中一个半相绕组电流反向，这时，极对数为p，同步转速为2n1，近似属恒功率调速,下页,上页,返回,3.容许输出功率和转矩,输出功率P2P1η3U1I1ηcosj式中η为电动机的效率，P1为电动机的输入功率，U1为电动机定子相电压，I1为电动机定子相电流；cosj为电动机定子的功率因数。现假设变极前后，η和cosj保持不变，则P2∝U1I1。已知TPM/Ω1，Ω12πf1/p，则TPMp/2πf1。设PMP1忽略定子损耗，T3U1I1cosφp/2πf1所以有T∝U1I1p,下页,上页,返回,分析,为使电机得到充分利用，在变极前后均使电动机绕组内流过额定电流，即保持半相绕组电流为I1N不变。Y接时每相电压为U1,每相电流为I1N，极对数p2，故TY∝U1I1N2；YY接时相电压为U1，每相电流为2I1N，极对数p1，故TYY∝U12I1N1。所以有TYTYY，属恒转矩调速。又因PTΩ，PYY2PY，则输出功率不等。,下页,上页,返回,Δ接时，相电压等于线电压为U1，相电流为I1N极对数p2。可见，从Δ-YY变换的变极调速为非恒转矩调速。,下页,上页,返回,输出功率,下页,上页,返回,,可见，从Δ-YY变换的变极调速亦为非恒功率调速，但比较接近于恒功率调速方式，故可认为是近似恒功率调速，允许输出转矩将减少近一半。,4.变极调速时的机械特性,Y-YY联结方式,下页,上页,返回,△-YY联结方式,变极调速时,转速几乎是成倍变化的,调速的平滑性较差,但具有较硬的机械特性,稳定性好,可用于恒功率和恒转矩负载.,下页,上页,返回,5.应用及注意问题,1应用a.变极调速适用变速电机其转子为鼠笼式。b.适用于有级调速的场合Y-YY用于恒转矩生产机械，如起重运输等生产机械；Δ-YY用于恒功率生产机械，如各种机床的粗加工和精加工。除以上两种变极方法外，还可以利用一套定子绕组改变成三种甚至四种极数的电动机，如2、4、8极及4、6、8、12极等。这种变极调速的电动机称为多速电动机，已较普遍地用于生产机械上。,下页,上页,返回,2注意问题改变定子接线方式时，必须将三相绕组中任意两相的出线端交换一下，否则电机将反转。3优缺点变极调速的优点设备简单，运行可靠，机械特性较硬，可以有恒转矩调速方式和恒功率调速方式。缺点转速只能成倍增长，为有级调速。,下页,上页,返回,6.应用举例,为了改善变极调速电动机的调速平滑性，可以综合应用变极调速与降压调速，即变极降压调速。粗调用变极法，细调用降压法。此法可以使降压调速不运行在转差率低的情况下。变极降压调速既扩大了调速范围，提高调速平滑性，又减小低速损耗。4、6、10级三速如图所示。,下页,上页,返回,已知n160f1/p，当f1变，n1变，n变。,6.5.3变频调速,改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，从而达到调速的目的。如果电源频率连续可调，可以平滑调节电动机转速。,1.从额定频率向下调速,当f1↓而U1不变→Φm↑→Im↑→I1↑过热Im↑→cosj1↓而Φm↑→pFe↑→带载能力下降。为了克服上述缺点，在基频（50Hz）以下调速时，采用恒磁通调压调速。,降低电源频率时，必须同时降低电源电压。降低电源电压，有两种控制方法。,下页,上页,返回,保持E1/f1常数降低电源频率的同时，保持E1/f1常数，则Φm常数，是恒磁通控制方式。,按照容许输出的原则，希望调速前后电动机的转子电流不变,,转子电流为,额定频率时转子电流为,,,所以,变频后的人为机械特性斜率保持不变,下页,上页,返回,变频后转子回路功率因数为,,恒磁通变频调速属于恒转矩性质调速方式,若驱动恒转矩负载，调速前后的稳定运行状态下转子电流不变。由于磁通不变，励磁电流恒定，定子电流同样不变。,下页,上页,返回,,,保持U1/f1常数降低电源频率的同时，保持U1/f1常数，则Φm≈常数。,电动机的电磁转矩为,保持U1/f1常数，当减小f1时，最大转矩不等于常数。已知x1x2’与f1成正比变化，r1与f1无关。因此，在f1接近额定频率时，r1U1N不允许，这样只能保持U1不变。f1↑→Φm↓→T↓，而f1↑→n↑，PTΩ属恒功率调速。所以基频以上采用恒压调速。,下页,上页,返回,下页,上页,返回,电动机的电磁转矩为,,,电动机电磁功率,,,正常运行时s很小，和，因此若忽略r1和时,,正常运行时，若保持I1额定不变，s变化很小，可近似认为PM是不变的。属于恒功率调速形式。,下页,上页,返回,变频机组,调节直流电动机的转速，能改变同步发电机的频率，使接在电网上的一组棍道鼠龙异步电动机调速，达到变频调速的目的。,下页,上页,返回,交-直-交变频系统,整流器将50Hz电源的交流电整流成幅值可调的直流电，逆变器将直流电逆变成频率可调的交流电。,下页,上页,返回,交-交变频系统,直接将50Hz的交流电变换成频率可调的交流电。,下页,上页,返回,3.变频调速时的机械特性,只要找出Tm，sm，Tst及Δnm与频率关系，即可定性画出机械特性。1最大转矩TmTm常数，过载能力不变,下页,上页,返回,1当f1较高但f150Hz时r1x1x2ˊ，忽略r1，当Tm常数，U1/f1常数,下页,上页,返回,2当f1较低时r1的影响不能忽略，在r1上产生的I12r1→E1↓→→Φm↓→Tm↓当f1↓→r1的影响↑→Tm↓3基频以上调速时U1常数f1↑→Φm↓→Tm↓,下页,上页,返回,2运行段的斜率找出sm，Δnm与f1的关系,可见，Δnm与f1无关。无论在基频以下还是在基频以上调速时，Δnm基本不变，则变频调速时的机械特性与固有机械特性平行，只有在频率f1很低时，r1不可以忽略，Δnm减小，机械特性更硬些。,下页,上页,返回,当f1较高时，忽略r1，且f150Hz,3起动转矩,当U1/f1常数时,下页,上页,返回,f1较高时，可忽略,特性,下页,上页,返回,1在基频以下变频调速时，应进行定子电压与频率的配合控制，保持E1/f1为常数的配合。控制时为恒磁通变频调速。保持U1/f1为常数配合控制时为近似恒磁通变频调速。前者属于恒转矩调速方式，后者属于近似恒转矩调速方式。在基频以上调速时，保持U1U1N不变，随f1升高，Φm下降，属于近似恒功率调速方式。,下页,上页,返回,4.变频调速的特点,2机械特性基本平行，属硬特性，调速范围宽，转速稳定性好。3运行时s小，转差功率损耗小，效率高。4可以连续调节，能实现无级调速。优点具有良好的调速性能。缺点需一套性能优良变频电源。应用冶金，化工，机械制造业，采矿等。,下页,上页,返回,现代交流调速系统组成,下页,上页,返回,现代交流调速系统今后发展趋势,发展趋势1.以取代直流调速系统为目标的高性能交流调速系统的进一步研究与开发。2.新型拓扑结构功率变换器的研究与开发。3.PWM模式的改进和优化。4.中压变频装置（我国称为高压变频装置）的研究与技术开发。,下页,上页,返回,,,例某三相四极笼型异步电动机额定数据如下UN380V，nN1455r/min，采用变频调速使TL0.8TN的恒转矩负载运行于n1000r/min。已知变频电源输出电压与其频率的关系为U1/f1常数。试求这时的频率和电压（不计T0）。,解,,作固有机械特性通过同步点（n1，0）及额定点（nN，TN）作曲线1，则得到a点。利用机械特性直线表达式，可得TL0.8TN时固有机械特性上b点的转差率sb为,,下页,上页,返回,b点的转速降落为,,,变频调速时运行于平行机械特性2上的c点，则变频后的同步速为,,,下页,上页,返回,