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三相异步电动机的调速方法

来源: 发布时间:2018-12-24 1555 次浏览

 

三相异步电动机的调速方法
三相异步电动机的调速方法包括:变极对数、定子调压、定子变频、串级调速、双馈调速、液力耦合、电磁转差离合器等,从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力耦合器调速,能量损耗在液力耦合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。
从异步电动机的转速公式可知,异步电动机要想改变转速,必须从以下三个方面考虑:改变电动机定子绕组的磁极对数P,改变电动机的转差率S,改变电动机供电源的频率f,对应于上述三个途径的调速方法分别简称为:变极调速,变转差率调速,变频调速。

1.变极调速(有级调速)
由转速公式可知,改变电动机定子绕组的磁极对数P,就可以改变其同步转速
,从而使运行速度发生变化。达到调速的目的,但是异步电动机只有定子、转子磁极对数相同时,定子、转子磁势才能相互作用产生磁转矩,实现机、电能量的转换,因此改变定子磁极对数时,必须相应地改变转子的磁极对数。绕线式电动机要满足这一要求相当麻烦,意味着要改变转子绕组的极数就要相应改变绕组的接法。在实际操作中会有很多困难,通常只有在特殊的情况下,才采用这种方法。变极调速多用于鼠笼式电动机。
变极调速具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速。


2.电机变转差率调速(无级调速)
(1)改变定子电压调速
异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比,改变定子电压就可以改变电动机的机械特性和转矩,这种方法不适用于普通笼式电机,因为它的转子电阻很小,转速低时电流会急剧上升。可用于绕线式异步电动机,其转子回路可串电阻或频繁变阻器,大部分转差能量损耗被引到外接电阻或频繁变阻器上,减轻电动机的发热。
(2)改变转子电阻调速
这种调速方法只适用于绕线式电动机,在异步电动机的转子电路内串入调速电阻,当负载一定时,转子回路中串接的电阻越大电动机的转速越低,越小转速越高。此方法设备简单,控制方便,初期投资少,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上,属有级调速,机械特性较软。
(3)串级调速
目前,较先进的串级调速应用了可控硅逆变器控制的串级调速线路,其优点是能够获得较硬的机械特性,整流元件压降小,设备占地面积小,无旋转部分,噪声小,维护较简单,是绕线式电动机很有发展前途的调速方法之一,其缺点是,转子回路装有滤波用的电抗器,故功率因数较低。
3.变频调速(无级调速)
异步电动机的转速公式为n= (1-S),当转差率s变化不大时电动机转速n基本上与电源频率f成正比,改变f,就可以平滑地调节异步电动机的速度,采用改变供电源频率的调速方法,是一种较经济的调速方法,也是异步电动机调速的重要发展方向之一。随着可控硅静正变频装置的出现,解决了运行性能较为理想的变频电源问题,使得异步电动机特别是笼式电动机变频调速获得很大的发展和较广泛的应用。
当今广泛使用的变频调速器已全部采用了数字化技术,并且13趋小型化、高可靠性和高精度。从应用角度看,不仅具有显著的节电性能,而且还具有如下的优良性能:(1)高精度平滑无级调速;(2)保护功能完善,能自诊断显示故障所在,维护简便;(3)电动机直接在线起动,起动转矩大而起动电流小,减小对电网和设备的冲击,并具有转矩提升功能,节省软起动装置;(4)功率因数高,节省电容补偿装置。