coser一转子等效电路的功率因数。

经过近似推导可知,当转子电流与转子电压之间的相位角为45°时,转子电流、功率因数和磁场强度的乘积为最大,即:转矩最大。在这种情况下,转子的感抗等于转子电路中的电阻,转子的功率因数是0.707。我们把这一点称为最大转矩点。在电动机加载时,如果超出这一点,电动机的转速下降很快,并且电动机将失速。

定子电压的变化将影响电动机的转矩,因为该电压是用于产生旋转磁场的。在旋转磁场的作用下,转子上才产生了电流。由于转子的转矩随上述因素的乘积而变化,所以感应电动机的转矩随定子绕组上电压的平方而变化。

旋转磁场还扫过定子绕组,这将在定子绕组中产生反电动势,它与供电电压的方向相反,从而限制了定子绕组中的电流。如果将供电电压增加到磁饱和,那么反电动势将受到限制,因此初级电流将变得很高。

同步转速,转子转速,转差率之间的关系,旋转磁场的转速称为电动机的同步转速。在电动机空载时,转子加速接近旋转磁场的转速。在电动机启动期间,转子的转速增加,而转子导体上感应电压却减小。这是由于旋转磁场与转子导体之间的相对运动速度在不断减小。一旦转子的转速达到同步转速,转子与旋转磁场之间将没有相对运动,于是转子上将没有感应电动势产生,也没有转子电流,因此也就没有转矩。

很显然,感应电动机的转子不能以同步速度旋转。它的转速总是低于同步转速,因此这种电动机也被称为交流异步电动机。在空载时,转子与旋转磁场之间的转速差必须能提供足够大的转子电流以产生便转子旋转的转矩。

在转子上,交流感应电压的频率取决于旋转磁场与转子之间的相对速度。旋转磁场围绕在转子周围。当它每完全扫过转子一周时,转子上就产生了一周交流电压。转子电压的频率正比于转差率,可以用下面公式表示:

式中:uo―转子上电压或电流的频率;

s一转差率;

uf一定子上的交流电频率。

可见,转子上电压或电流的频率随转差率的变化而变化。因此,当转差率为零时,转子电流的频率也为零,此时,转子上的感抗及滞后角非常小。而当转子起动时,转子与旋转磁场之间的转差率为最大,因此转子的感抗达到最大。

[例题1] 如果三相交流电源的频率为60Hz,转差率为5%,那么,转子导体中电流的频率是多少?

解:           hj=s・ui=0.05×60=3Hz

转子上感应电压的幅度和频率随转子转速的增加而减小。如果转子的转速等于同步转速,那么,转子上的电压和频率将为零。

VVVF是英文Vaoable Volroge,Variable Freqtlency的缩写。

根据三相感应电动机的转速ur=uih(1-s)可以看出,改变电源频率就可以改变旋转磁场的同步转速。若将定子三相交流电源的额定频率称为基频,则想提高转速时,就将基频向上调;若想降低转速,就将基频向下调。

电不时,气隙磁通Φm将增加,使磁路进入饱和状态。

电调时,必须变以保证电机性能不变。这样在降低电源频率几的同时,要同时降低电源电压,保持yl=常

数。这时的转矩特性如图4.5-6(a)所示。可见,这种转矩特性较硬,调速范围广.转速稳定性好。如果频率可以连续调节,变频调速就是无级调速,其平滑性很好。

当频率在基频以上调节时,由于电源电压不允许升高,因此气隙磁通Φm将随频率上升而下降,其转矩特性如图4.5-6(b)所示。 

变频调速的转矩特性,转子回路串电阻调速,三相感应电动机若是绕线型转子,在转子回路串三相对称电阻时其转矩特性如图4.5-7所示。当拖动恒转矩额定负载时,着改变转子电路,分别串入r11、r22、R33时,电动机转差率则曲sc分别变为si、s2、s3。可见所串电阻越大、转速越低。

这种调速方法简单,又可与分级启动电阻合并使用,易于实现。但调速电流大,不能连续调速,平滑性不好,属于有级调速,且耗能大,绕线式异步电动机转子串电阻调速.

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