三速电动机与控制线路
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三速电动机 与控制线路
ppt课件
1
n = (1－ s) ns = (1－ s)
60 f1 p
调速方法：
1. 改变磁极对数 p —— 鼠笼电机
调压调速
2. 改变转差率 s
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 变频机组
3. 改变电源频率 f1(变频调速)
ppt课件
交—直—交变频
的极对数与感生它的气隙磁场的极对数总是相等。也可
以在电动机上安装两组独立的绕组，各个绕组联结法不
同构成不同的极对数。 改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，
故为有级调速。
ppt课件
3
1 变极原理
τ τττ
①
②
N
S
NS
a1 x1 a2
x2
A
X
τ
τ
(a) 2P=4
①
②
N
S
a1 x1 a2
x2
2
sm
ppt课件
16
Tm
m1 s
2R1
UN2
R12
X1 X2
τ
τ
①
②
N
S
a1
x1 a2
x2
A
X
(b) 2P=2
ppt课件
A
X
(c) 2P=2 4
上图a、b、c分别为三相异步电动机变极前后定子绕组
的接线图。其中，a1 x1 代表A相的半相绕组， a2 x2代表A相
的源自文库一半相绕组。
结论: 只要改变定子半相绕组的电流方向便可以实现 极对数的改变。
为了确保定子、转子绕组极对数的同时改变以产生有 效的电磁转矩，变极调速一般仅适用于鼠笼式异步电动 机。
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
P 2 P 2YY
33 U U N N ((23 IIN N ))ccoo 1 1 s s230.866
T2(95P 2 5 )0 /9 ( 5P 2 5 YY )03
T2YY
ns
2ns
结论：△/YY接变极调速属于近似恒功率调速方式，
适用于恒功率负载。 ppt课件
11
3 变极调速的机械特性
交—交变频
2
变极调速
变极调速是一种通过改变定子绕组极对数来实现转
子转速调节的调速方式。在一定电源频率下，由于同步
转便可速以n改s 变与60p转f极1 子对转数速成。反比，因此，改变定子绕组极对数 改变定子的极对数，通常采用改变定子绕组联结的
方法来实现。转子为笼型，由于各根导条电流的空间分
布取决于气隙主磁场的分布，故笼型转子所产生磁动势
UN不变，变极前后电动机的效率和功率因数不变。
（1）Y/YY接变极调速
A U N B
C
IN
A IN B C
2 IN IN
A IN
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
ppt课件
9
为了确保电动机得到充分利用，每半相绕组中的电 流应均为额定值，于是变极前后电动机的输出功率和输 出转矩分别满足下列关系：
P2Y 3UNINcos1 1 P2YY 3UN(2IN)cos1 2
从2p→p，因电动机的转差率很小，认为 nYY=2nY=2nS
T2Y (95P 5 2Y)0/(95P 5 2YY 0 )1
T2YY
ns
2ns
结论：Y/YY接变极调速属于恒转矩调速方式，适
用于恒转矩负载。 ppt课件
10
（2）△/YY接变极调速
A U N IN
BC 3IN
A 2IN IN
IN
BC
A IN
④TmYY (TstYY) → 2 TmY (TstY) 。
ppt课件
14
⑤ nsY－nmY = smY nsY = sm nsY = sm ns nsYY－nmYY = smYY nsYY = sm nsYY = sm 2ns
Y Y T n m m YY Ys Y T m m 2 n sY s Y 2 m T 2 m n s Ys T m m n s Y T n m m Y YY
n
2ns
YY
ns
Y
T O
ppt课件
15
(2) △ － YY 变极
① 2p → p ，ns → 2ns。 ② N1→N1 /2 ，R，X→ (R，X) /4 。 ③ sm 不变，UN→ UN / 3
sm
R2 R12X1X2 2
smY Y
R2 /4
(R/4)2X1/4X2 /42
R2
R12X1X2
A
A
C
B
B
C
(a) P对极
(b) 2P对极
ppt课件
6
变极接线方法
(1)三相异步电动机Y/YY 接变极调速的接线
A U N B
C
IN
A IN B C
2 IN IN
A IN
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
(2)三相异步电动机△ /YY 接变极调速的接线
A U N IN
BC 3IN
A 2IN IN
IN
BC
A IN
(1) Y－YY 变极
① 2P（串联） → p（并联）， nsY → nsYY=2nsY 。
② N1→N1/2 ，R，X→ (Ｒ,Ｘ) / 4 。
③ sm 不变，UN不变。
smY
R2 R12X1X2 2
smY Y
R2 /4
(R1/4)2X1/4X2 /42
R2
R12X1X2
2
smY
ppt课件
B
C
2 IN
IN
2p
p
ppt课件
p
7
三速电动机定子绕组接线图
三速电动机的两套定子绕组
低速—△接法
中速—Y接法
高速—YY接法
ppt课件
8
变极调速时容许输出
容许输出时是指保持电流为额定值条件下，调速
前、后电动机轴上输出的功率和转矩。
从充分利用电动机的角度出发，电动机在各种转速下
的电流均为额定电流（每个支路的电路）。设电源电压
12
TmY
m1 s
2R1
U2
R12
X1 X2
2
Tm YY2m1s 2R1/4
U2
(R1/4)2
X1
/4X2
/42
2m 1 s 2R1
R12U 2X1X2 22TmY
ppt课件
13
TsY t m 1 s R1R2 U 2 2RX 2 1X2 2 T sY t Y 2 m 1 sR 1/4R 2 /U 4 2 2 ( R 2 X /4 1)/4X 2 /4 2 T sY t Y 2 m 1 s R 1R 2 U 2 2R X 2 1X 2 22T stY
结论: 对于三相异步电动机，为了确保变极前后转子的 转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序。这主 要是极对数的改变会引起相序发生改变所致。
ppt课件
5
因为极对数为p时，如果A 、 B、C之间的相位关系 为00，1200，2400，如图（a）所示；则在极对数为2p时， A 、B、C之间的相位关系变为00，2400，4800 （相当 1200），如图（b）所示。显然，在极对数为p和2p下， A 、 B、C之间的相序相反， B、C两端应对调，以保证 变速前后电动机的转向相同。
ppt课件
1
n = (1－ s) ns = (1－ s)
60 f1 p
调速方法：
1. 改变磁极对数 p —— 鼠笼电机
调压调速
2. 改变转差率 s
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 变频机组
3. 改变电源频率 f1(变频调速)
ppt课件
交—直—交变频
的极对数与感生它的气隙磁场的极对数总是相等。也可
以在电动机上安装两组独立的绕组，各个绕组联结法不
同构成不同的极对数。 改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，
故为有级调速。
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3
1 变极原理
τ τττ
①
②
N
S
NS
a1 x1 a2
x2
A
X
τ
τ
(a) 2P=4
①
②
N
S
a1 x1 a2
x2
2
sm
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Tm
m1 s
2R1
UN2
R12
X1 X2
τ
τ
①
②
N
S
a1
x1 a2
x2
A
X
(b) 2P=2
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A
X
(c) 2P=2 4
上图a、b、c分别为三相异步电动机变极前后定子绕组
的接线图。其中，a1 x1 代表A相的半相绕组， a2 x2代表A相
的源自文库一半相绕组。
结论: 只要改变定子半相绕组的电流方向便可以实现 极对数的改变。
为了确保定子、转子绕组极对数的同时改变以产生有 效的电磁转矩，变极调速一般仅适用于鼠笼式异步电动 机。
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
P 2 P 2YY
33 U U N N ((23 IIN N ))ccoo 1 1 s s230.866
T2(95P 2 5 )0 /9 ( 5P 2 5 YY )03
T2YY
ns
2ns
结论：△/YY接变极调速属于近似恒功率调速方式，
适用于恒功率负载。 ppt课件
11
3 变极调速的机械特性
交—交变频
2
变极调速
变极调速是一种通过改变定子绕组极对数来实现转
子转速调节的调速方式。在一定电源频率下，由于同步
转便可速以n改s 变与60p转f极1 子对转数速成。反比，因此，改变定子绕组极对数 改变定子的极对数，通常采用改变定子绕组联结的
方法来实现。转子为笼型，由于各根导条电流的空间分
布取决于气隙主磁场的分布，故笼型转子所产生磁动势
UN不变，变极前后电动机的效率和功率因数不变。
（1）Y/YY接变极调速
A U N B
C
IN
A IN B C
2 IN IN
A IN
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
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为了确保电动机得到充分利用，每半相绕组中的电 流应均为额定值，于是变极前后电动机的输出功率和输 出转矩分别满足下列关系：
P2Y 3UNINcos1 1 P2YY 3UN(2IN)cos1 2
从2p→p，因电动机的转差率很小，认为 nYY=2nY=2nS
T2Y (95P 5 2Y)0/(95P 5 2YY 0 )1
T2YY
ns
2ns
结论：Y/YY接变极调速属于恒转矩调速方式，适
用于恒转矩负载。 ppt课件
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（2）△/YY接变极调速
A U N IN
BC 3IN
A 2IN IN
IN
BC
A IN
④TmYY (TstYY) → 2 TmY (TstY) 。
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⑤ nsY－nmY = smY nsY = sm nsY = sm ns nsYY－nmYY = smYY nsYY = sm nsYY = sm 2ns
Y Y T n m m YY Ys Y T m m 2 n sY s Y 2 m T 2 m n s Ys T m m n s Y T n m m Y YY
n
2ns
YY
ns
Y
T O
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15
(2) △ － YY 变极
① 2p → p ，ns → 2ns。 ② N1→N1 /2 ，R，X→ (R，X) /4 。 ③ sm 不变，UN→ UN / 3
sm
R2 R12X1X2 2
smY Y
R2 /4
(R/4)2X1/4X2 /42
R2
R12X1X2
A
A
C
B
B
C
(a) P对极
(b) 2P对极
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变极接线方法
(1)三相异步电动机Y/YY 接变极调速的接线
A U N B
C
IN
A IN B C
2 IN IN
A IN
B
C
2 IN
IN
2p
p
p
(2)三相异步电动机△ /YY 接变极调速的接线
A U N IN
BC 3IN
A 2IN IN
IN
BC
A IN
(1) Y－YY 变极
① 2P（串联） → p（并联）， nsY → nsYY=2nsY 。
② N1→N1/2 ，R，X→ (Ｒ,Ｘ) / 4 。
③ sm 不变，UN不变。
smY
R2 R12X1X2 2
smY Y
R2 /4
(R1/4)2X1/4X2 /42
R2
R12X1X2
2
smY
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B
C
2 IN
IN
2p
p
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p
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三速电动机定子绕组接线图
三速电动机的两套定子绕组
低速—△接法
中速—Y接法
高速—YY接法
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8
变极调速时容许输出
容许输出时是指保持电流为额定值条件下，调速
前、后电动机轴上输出的功率和转矩。
从充分利用电动机的角度出发，电动机在各种转速下
的电流均为额定电流（每个支路的电路）。设电源电压
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TmY
m1 s
2R1
U2
R12
X1 X2
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Tm YY2m1s 2R1/4
U2
(R1/4)2
X1
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/42
2m 1 s 2R1
R12U 2X1X2 22TmY
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TsY t m 1 s R1R2 U 2 2RX 2 1X2 2 T sY t Y 2 m 1 sR 1/4R 2 /U 4 2 2 ( R 2 X /4 1)/4X 2 /4 2 T sY t Y 2 m 1 s R 1R 2 U 2 2R X 2 1X 2 22T stY
结论: 对于三相异步电动机，为了确保变极前后转子的 转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序。这主 要是极对数的改变会引起相序发生改变所致。
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因为极对数为p时，如果A 、 B、C之间的相位关系 为00，1200，2400，如图（a）所示；则在极对数为2p时， A 、B、C之间的相位关系变为00，2400，4800 （相当 1200），如图（b）所示。显然，在极对数为p和2p下， A 、 B、C之间的相序相反， B、C两端应对调，以保证 变速前后电动机的转向相同。