变频调速拖动系统PPT学习教案.pptx

【变频调速拖动系统】是电力传动领域中一种重要的技术，主要通过改变电源频率来调节电动机的转速。这种系统广泛应用于工业生产和自动化设备中，具有节能、调速范围广、控制精度高等优点。本文将深入探讨其中的核心组成部分——异步电动机的工作原理及其相关特性。 异步电动机，又称感应电动机，其基本工作原理如下：当定子通入交流电后，会产生旋转磁场。这个旋转磁场切割转子绕组，根据右手定则，转子绕组中将感应出电流。这些载流的转子绕组在定子旋转磁场的作用下产生电磁力，形成电磁转矩T，根据左手定则，电磁转矩的方向会促使转子转动。然而，由于转子的转速n总是略低于旋转磁场的转速n0，二者之间的差值Δn被称为转差，转差率s定义为转差与同步转速的比值，即s=(n0-n)/n0。由此，异步电动机的实际转速可以通过以下公式计算：n=n0-(n0*s)，其中n0=60f/p，f为电源频率，p为电动机的极对数。 异步电动机的机械特性描述了其转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。对于三相异步电动机，其机械特性曲线分为几个关键点： 1. 起动转矩Tst：电动机启动时，转速n为0，此时的转矩最大，称为起动转矩或堵转转矩。如果负载转矩超过Tst，电动机将无法启动。 2. 额定转矩TN：电动机在额定电压和电流下运行时产生的转矩，对应的转速为nN。当电动机工作在额定转矩时，机械特性较硬，转速变化小而转矩变化大。 3. 最大转矩TM：电动机能够产生的最大转矩，与过载能力相关，用过载倍数λ=TM/TN表示。超过TM会导致电动机转速急剧下降，甚至停转。 三相异步电动机的启动通常需要考虑起动电流Ist，其可能高达额定电流IN的4到7倍。为了减小起动冲击，可以采用变频器，通过降低初始频率f1和电压U1实现软启动，使电动机的机械特性曲线在低频时更平缓。 此外，电动机的制动状态是指电磁转矩与转速方向相反。常见的制动方式有直流制动：在电动机断开三相电源后，向定子绕组通入直流电，产生恒定磁场，利用反向电磁转矩实现制动。 变频调速拖动系统的深入理解和掌握，对于电气工程师来说至关重要，因为它不仅涉及到电动机的基本理论，还涵盖了实际应用中的调速策略和控制技术，这些都是确保设备高效、稳定运行的基础。