交流调速系统讲义

交流调速系统讲义

班级：电气09－5班

时间：2021.9.25三、四节第一章

交流调压调速系统定义：改变异步电动机定子供电电压的大小以调节电动机运行速度的系统，称为交流调压调速系统，这属于转差功率消耗型调速系统。 1.1异步电动机调压调速的原理1.1.1调压调速的原理根据异步电动机的电磁转矩公式：（也可以叫机械特性方程）

])()/[(2/32”2012”211”221XXsrrfsrUnTpe

（1－1）

式中可变的参数只有转差率s和定子电压U1，当s一定时，电磁转矩Te与定子电压U1正比。一般在一工况下负载转矩不变，改变U1，s随之变化，而同步转速pnfn1160是不变的，则电动机的转速n发生了变化。这就是调压调速的原理。

1.1.2调压调速的机械特性根据式（1－1）可得调压调速的机械特性如图1－1

图1－1异步电动机在不同电压下的机械特性根据图1－1曲线可得出异步电动机调压调速机械特性的特点：

1、不同电压时，空载转速n0不变；pnfnn11060

2、不同电压时，临界转差率sm不变；2”20121”2)(XXrrsm

3、调压调速属于一种弱磁调速;根据公式NsmKNfU1144.4

0风机类负载特性011N7.0U1NU1N5.0U0nECABDSnmSFeTmax

eT图5-1

异步电动机在不同电压下的机械特性

4、调压调速的稳定工作范围为0

1.1.3力矩电机调压调速的机械特性如何解决异步电机调速范围小的问题：只有增大sm。根据2”20121”2)(XXrrsm可得，只有增大电动机转子电阻，才能使sm增大。这种转子电阻很大的电动机称为力矩电动机。它的调压调速的

机械特性如图1－2所示。

图1－2力矩电动机调压调速的机械特性力矩电机高压调速机械特性很软,调速范围较大,开环应用不多。

1.1.4调压调速的方法1、自耦变压器调压（TU）；－对小容量电机,体积重量大。

2、带直流磁化绕组的饱和电抗器调压（LS）；－控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。

3、晶闸管交流调压（TVC）。用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。

图1－3调压器调压

饱和电抗器调压

晶闸管交流调压 1.1.5晶闸管交流调压电路的控制方式对电力电子电路中的晶闸管器件，有两种控制方式,现以晶闸管单相交流调压器电路如图1－4为例来加以说明:

图1－4晶闸管单相调压电路

1、相位控制方式

通过改变晶闸管的导通角来改变输出交流电压。电压输出波形如图1-5所示。

特点：输出电压较为精确、快速性好；但有谐波污染。

图1－5单相交流调压电路相位控制方式时输出电压波形

2、开关控制方式

把晶闸管作为开关，将负载与电源完全接通几个半波，然后再完全断开几个半波。交流电压的大小靠改变通断时间比t0/tp来调节。输出电压波形如图1-6所示。

图1－6

单相交流调压电路开关控制方式时输出电压波形特点：是有级调速，转矩脉动较大，不产生谐波污染，通常用于电加热设备中。

~RU1U1VT2VT图5-3

晶闸管单相调压电路U02t图5-4

晶闸管相位控制下的负载电压波形U00t通pt断t图5-5

晶闸管开关控制下的负载电压波形

1.2晶闸管三相交流调压电路1.

2.1三相交流调压电路的接线形式晶闸管三相交流调压器有多种接线形式，这里列举五种：

图1－7三相全波星形联接的调压电路

图1－8带零线的三相全波星形联接调压电路

图1－9三相半控星形联接的调压电路

图1－10

晶闸管三角形联接的调压电路

图1－11晶闸管与负载接成内三角形的调压电路

1、三相半控星形联接的调压电路三相半控星形联接的调压电路如图1－7所示。

特点：每相电压和电流波形正、负不对称，负载电路中有偶次谐波，不存在直流分量，输出转矩小，效率低。

应用：要求不高的小容量场合。

2、晶闸管三角形联接的调压电路

晶闸管三角形联接的调压电路如图1－10所示特点：电路结构简单，谐波成分复杂，运行效率低。

应用：小容量电动机。

3、带零线的三相全波星形联接调压电路

带零线的三相全波星形联接调压电路如图1－8所示特点：零线电流大，谐波对电机和电*影响大。

应用：很少应用。