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调压调速机械的特性分析

【摘要】:通过分析可以看出,异步电动机带恒转矩负载的降压调速实际上是靠增大转差率、减小输出功率来换取转速的降低的。如果增大转子电阻,临界转差率将加大,可以扩大恒转矩负载下的调速范围,并使电动机能在较低转速下运行而不至于过热,这种高转子电阻电动机又称作交流力矩电动机,这种电动机的降压调速机械特性如图5-6所示,虽然调速范围变大了,但是缺点是机械特性较软。

异步电动机机械特性方程如下

其中,Us可调,电磁转矩与定子电压的平方成正比,电压变化对应的一系列机械特性曲线如图5-5所示。

当Te=0时,s=0,故调压时理想空载转速n0=n1N保持为同步转速不变,临界转差率的表达式仍为式(5-10),调压时其值也不变。而临界转矩的变化由式(5-11)可以看出,其值随Us的减小而成平方地下降。

由图5-5可见,带恒转矩负载TL工作时,普通笼型异步电动机降压调速时稳定工作范围为0<s<sm,调速范围有限,图中A、B、C为恒转矩负载在不同电压时的稳定工作点。如果带风机类负载运行,调速范围可以稍微大一些,图中D、E、F为风机类负载在不同电压时的稳定工作点。

带恒转矩负载工作时,定子侧输入的电磁功率

由于ω1与TL均为常数,故电磁功率恒定不变,与转速无关。

输出功率

将随着转差率的增加而减小。

因此,转差功率

随着转差率的增加而增加,也就是说转速越低,转差功率越大。

通过分析可以看出,异步电动机带恒转矩负载的降压调速实际上是靠增大转差率、减小输出功率来换取转速的降低的。而输入的功率没有改变,增加的转差功率全部消耗在转子电阻上,属于转差功率消耗型的调速方法。

如果增大转子电阻,临界转差率将加大,可以扩大恒转矩负载下的调速范围,并使电动机能在较低转速下运行而不至于过热,这种高转子电阻电动机又称作交流力矩电动机,这种电动机的降压调速机械特性如图5-6所示,虽然调速范围变大了,但是缺点是机械特性较软。

图5-5 异步电动机调压调速的机械特性

图5-6 高转子电阻电动机降压调速的机械特性