机电传动控制.ppt

1,机电传动控制,总学时48理论学时48实验学时0周学时4,主讲西南科技大学制造学院先进制造教研室中心实验室马有良13458328979mayouliang,2,5.5三相异步电动机调速特性,可以看到改变电动机的转速有三种可能,（1）改变电源频率f1,（2）改变极对数p,（3）改变转差率s,前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机的调速方法。下面我们分别讨论。,3,5.5三相异步电动机调速特性,调压调速,改变电源电压U时，人为特性曲线中Tmax变小，而不变。,对于恒转矩负载，调速范围不大。对于风机设备的调速范围稍宽一点。,4,,这种调速方法能够实现无级调速，但当电压降低时，转矩按电压的平方比例减少。所以调速范围不大。,定子串电阻和晶闸管调压调速都属于这种方法。,5,1、变频调速,5.5三相异步电动机调速特性,变频调速就是改变电源电压的频率，从而改变电动机的转速。目前主要采用下图所示的变频装置,整流器先将50Hz的交流电变换为直流电，再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相交流电，供给鼠笼式异步电动机。由此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特性。,6,2、转子电路串电阻调速,转子电路中串不同的电阻，其不变，而Sm随电阻的增大而增大，电动机的转速降低。,变转差率调速,7,2、转子电路串电阻调速,这种调速方法的优点是设备简单、投资少；但能量损耗较大。这种调速方法广泛应用于重复短期运转的起重运输设备中。,它只适应于绕线式电动机，是有级调速，随转速降低，特性变软，启动电阻兼作调速电阻用，要考虑发热和低速损耗。,8,3、改变极对数调速,用于多速鼠笼式电机，不需要平滑调速，只要几个特定速度，以双速电机使用最多。其主要是改变每相定子绕组中电流的方向，通过改变定子绕组接线方式来实现。,有两种,每相绕组由串联变为并联，极对数减少1倍，转速提高1倍，属于恒转矩调速。,极对数减少1倍，转速提高1倍，但转矩减少1倍，属于恒功率调速。,9,保证改变极对数后转向不变，要注意同时改变相序，设计控制线路时要特别注意。一般先低速，后高速，这样才有大的启动转矩。,3、改变极对数调速,10,5.6三相异步电动机的制动特性,1、反馈制动,由于某种原因，使，S小于0，电动机进入发电状态。此时转子反向切割磁力线，故电流、转矩均反向，T起制动作用。,11,电机吸收的功率反馈给电网。也是发电制动。,一种是负载是位能转矩的下放重物时。一种是发生在变极或变频调速时。,5.6三相异步电动机的制动特性,12,2、反接制动,a.电源反接,正转运行时，突然改变通电相序，特性曲线变到第三象限，由于惯性作用，N不能突变，只能过渡到第二象限。,5.6三相异步电动机的制动特性,13,过零时切断电源,否则电动机将反向启动。,5.6三相异步电动机的制动特性,14,5.6三相异步电动机的制动特性,15,b.倒拉反接制动,使用在起重机下放位能负载时，为使下降速度不致太快，在转子中串入较大的电阻。,在位能性负载的作用下，电动机沿曲线2减速过零，并在D点稳定运行。,5.6三相异步电动机的制动特性,16,进入第四象限后，N变负，S大于1，是反接制动。它是一种能稳定运转的制动状态。,5.6三相异步电动机的制动特性,17,3、能耗制动,由于反接制动在准确停车上有困难，易造成反车，能量损耗也较大。,能耗制动是先断开电源，加低压直流电于定子，建立一个固定不变的磁场。,5.6三相异步电动机的制动特性,18,则转子导体内的电流与该磁场相互作用，产生与实际运转方向相反的制动转矩，在它的作用下，电动机迅速下降并能准确停车。,5.6三相异步电动机的制动特性,19,结构定子放单相绕组（其中通单相交流电）；转子一般用鼠笼式。,定子中通入单相交流电后，形成脉动磁场。其磁感应强度按正弦分布，且随时间按正弦变化。,5.7单相异步电动机,20,单相异步电动机的特点,（1）自身没有起动转矩,当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。,5.7单相异步电动机,21,（2）转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方向继续转动。其原理分析如下,定子绕组产生的脉动磁场（），可用正、反两个旋转磁场合成而等效。即,5.7单相异步电动机,22,脉动磁场的分解,,,,,23,正反向旋转磁场的合成转矩特性,,,,,合成转矩,,（正向）,（反向）,24,电容分相式起动,单相异步电动机的起动,25,罩极式单相电机,定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。,图中电机的转动方向瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。,5.7单相异步电动机,26,单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。,27,其结构上定子为三相对称绕组，转子为直流电励磁磁极。其工作原理三相对称交流电产生旋转磁场，与转子磁极相互作用，使转子与电枢旋转磁场一起以同步转速旋转。其机械特性为,同步电机转子励磁电流调节可改变功率因数的大小和性质（感性或容性）。,5.8同步电动机,28,同步电机具有功率因数可调、运行速度恒定的优点，但结构复杂，启动和控制设备较昂贵，主要用在低速大功率场合中。,同步电机采用异步启动法。,5.8同步电动机,隐极式同步发电机的示意图,显极式同步发电机的示意图,预习第六章,作业5-235-24思考题5-18、20、,29,,谢谢观看,