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三相異步電動(dòng)機的七種調速方式:
一、變極對數調速方法
這種調速方法是用改變定子繞組的接線(xiàn)方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機定子極對數達到調速目的,特點(diǎn)如下:
具有較硬的機械特性,穩定性良好;
無(wú)轉差損耗,效率高;
接線(xiàn)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低;
有級調速,級差較大,不能獲得平滑調速;可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調速特性。
本方法適用于不需要無(wú)級調速的生產(chǎn)機械,如金屬切削機床、升降機、起重設備、風(fēng)機、水泵等。
二、變頻調速方法
變頻調速是改變電動(dòng)機定子電源的頻率,從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器,變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類(lèi),目前國內大都使用交-直-交變頻器。其特點(diǎn):
效率高,調速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗;
應用范圍廣,可用于籠型異步電動(dòng)機;
調速范圍大,特性硬,精度高;
技術(shù)復雜,造價(jià)高,維護檢修困難。
本方法適用于要求精度高、調速性能較好場(chǎng)合。
三、串級調速方法
串級調速是指繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路中串入可調節的附加電勢來(lái)改變電動(dòng)機的轉差,達到調速的目的。大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產(chǎn)生附加的裝置,把吸收的轉差功率返回電網(wǎng)或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式,串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式,多采用晶閘管串級調速,其特點(diǎn)
(1)變極對數調速方法
這種調速方法是用改變定子繞組的接線(xiàn)方式來(lái)改變籠式電動(dòng)機定子極對數達到調速目的。本方法適用于不需要無(wú)級調速的生產(chǎn)機械,如金屬切削機床、升降機、起重設備、風(fēng)機、水泵等。其特點(diǎn)為:
①具有較強的機械特性,穩定性良好。
②無(wú)轉差損耗,效率高。
③接線(xiàn)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低。
④有級調速,級差較大,不能獲得平滑調速。
⑤可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調速特性。
(2)變頻調速方法
變頻調速是改變電動(dòng)機定子電源的頻率,從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器,變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類(lèi),目前國內大都使用交—直—交變頻器。本方法適用于要求精度高、調速性能較好場(chǎng)合。其特點(diǎn)為:
①效率高,調速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗。
②應用范圍廣,可用于籠式異步電動(dòng)機。
③調速范圍大,機械特性強,精度高。
④技術(shù)復雜,造價(jià)高,維護檢修困難。
(3)串級調速方法
串級調速是指繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路中串入可調節的附加電勢來(lái)改變電動(dòng)機的轉差,達到調速的目的。大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產(chǎn)生附加的裝置,把吸收的轉差功率返回電網(wǎng)或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式,串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式,多采用晶閘管串級調速。本方法適合于在風(fēng)機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。其特點(diǎn)為:
①可將調速過(guò)程中的轉差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上,效率較高。
②裝置容量與調速范圍成正比,投資省,適用于調速范圍在額定轉速70%~90%的生產(chǎn)機械上。
③調速裝置故障時(shí)可以切換至全速運行,避免停產(chǎn)。
④晶閘管串級調速功率因數偏低,諧波影響較大。
(4)繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子串電阻調速方法
繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機轉子串入附加電阻,使電動(dòng)機的轉差率加大,電動(dòng)機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大,電動(dòng)機的轉速越低。此方法設備簡(jiǎn)單,控制方便,但轉差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速,機械特性較軟。
(5)定子調壓調速方法
改變電動(dòng)機的定子電壓時(shí),可以得到一組不同的機械特性曲線(xiàn),從而獲得不同轉速。由于電動(dòng)機的轉矩與電壓平方成正比,因此最大轉矩下降很多,其調速范圍較小,使一般籠式電動(dòng)機難以應用。為了擴大調速范圍,調壓調速應采用轉子電阻值大的籠式電動(dòng)機,如專(zhuān)供調壓調速用的力矩電動(dòng)機,或者在繞線(xiàn)式電動(dòng)機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩定運行范圍,當調速在2∶1以上的場(chǎng)合應采用反饋控制以達到自動(dòng)調節轉速目的。調壓調速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源,目前常用的調壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速一般適用于100kW以下的生產(chǎn)機械。調壓調速的特點(diǎn)為:
①調壓調速線(xiàn)路簡(jiǎn)單,易實(shí)現自動(dòng)控制。
②調壓過(guò)程中轉差功率以發(fā)熱形式消耗在轉子電阻中,效率較低。
異步電動(dòng)機的調速方法有以下幾種:改變電動(dòng)機的極對數。
利用定子的兩套或單套繞組,改變其連接方法,達到改變極對數的目的。這種調速是分級的,不是平滑的。
改變電源的頻率。為此要有一套專(zhuān)用的變頻電源。
改變外施電壓,以改變轉差率。這種方法實(shí)用價(jià)值不大。
在轉子回路中串入附加電阻。這種方法只適用于繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機,可得到平滑調速。
1.變頻調速:向電機定子輸以連續變化的頻率及相應的電壓,即可獲得平滑的調速。要有專(zhuān)用的變頻變壓電源。
這種調速適用于同步電機及鼠籠電動(dòng)機的調速。2.變極數調速轉速n與極數p成正比,極數增加,即可降速;極數減少,即可增速。
適用于鼠籠電動(dòng)機。3.轉子外接電阻調速 :當電網(wǎng)電壓及頻率不變時(shí),在轉子回路中串入電阻后,可以改善電動(dòng)機的起動(dòng)轉矩,在繞線(xiàn)電機轉子中串接啟動(dòng)電阻,減小啟動(dòng)電流。
適用于滑環(huán)電動(dòng)機。4.轉子外加電壓調速:此方法也叫串級調速,是指繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路中串入可調節的附加電勢來(lái)改變電動(dòng)機的轉差,達到調速的目的。
這種方式有兩種:電機反饋方式和電氣反饋方式。串級調速,多采用晶閘管串級調速,晶閘管低同步串級調速系統是在繞線(xiàn)異步電動(dòng)機轉子側用大功率的晶閘管或整流二極管,將轉子的轉差頻率交流變?yōu)橹绷鳎儆镁чl管逆變器將轉子電流返回電源以改變電機轉速的一種方式。
此控制調速系統效率利用率高,它能實(shí)現無(wú)級平滑調速,低速時(shí)機械特性也比較硬 。這種方法適用于滑環(huán)電動(dòng)機。
此方法又有兩種方式:1)電機反饋方式,也叫庫拉姆法,轉子的轉差電壓經(jīng)硅整流輸入與主電機同軸的直流他勵電機,通過(guò)直流電機的勵磁調節,以調節反饋量,從而獲得調速。2)電氣反饋方式,也叫沙爾比法,轉子的轉差電壓經(jīng)硅整流輸入可控硅逆變器,逆變器交流輸出通過(guò)反饋變壓器接與電網(wǎng),改變逆變角,即可調速。
5.定子調壓、轉子變阻調速:利用異步機轉矩與定子端電壓平方成正比的關(guān)系,同時(shí)利用轉子改變外接電阻的關(guān)系進(jìn)行調速。轉子變阻為粗調,定子調壓為細調。
適用于滑環(huán)電動(dòng)機。參考來(lái)源: 。
(1)變極對數調速方法這種調速方法是用改變定子繞組的接線(xiàn)方式來(lái)改變籠式電動(dòng)機定子極對數達到調速目的。
本方法適用于不需要無(wú)級調速的生產(chǎn)機械,如金屬切削機床、升降機、起重設備、風(fēng)機、水泵等。其特點(diǎn)為:①具有較強的機械特性,穩定性良好。
②無(wú)轉差損耗,效率高。③接線(xiàn)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低。
④有級調速,級差較大,不能獲得平滑調速。⑤可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調速特性。
(2)變頻調速方法變頻調速是改變電動(dòng)機定子電源的頻率,從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器,變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類(lèi),目前國內大都使用交—直—交變頻器。
本方法適用于要求精度高、調速性能較好場(chǎng)合。其特點(diǎn)為:①效率高,調速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗。
②應用范圍廣,可用于籠式異步電動(dòng)機。③調速范圍大,機械特性強,精度高。
④技術(shù)復雜,造價(jià)高,維護檢修困難。(3)串級調速方法串級調速是指繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路中串入可調節的附加電勢來(lái)改變電動(dòng)機的轉差,達到調速的目的。
大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收,再利用產(chǎn)生附加的裝置,把吸收的轉差功率返回電網(wǎng)或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式,串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式,多采用晶閘管串級調速。
本方法適合于在風(fēng)機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。其特點(diǎn)為:①可將調速過(guò)程中的轉差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上,效率較高。
②裝置容量與調速范圍成正比,投資省,適用于調速范圍在額定轉速70%~90%的生產(chǎn)機械上。③調速裝置故障時(shí)可以切換至全速運行,避免停產(chǎn)。
④晶閘管串級調速功率因數偏低,諧波影響較大。(4)繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子串電阻調速方法繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機轉子串入附加電阻,使電動(dòng)機的轉差率加大,電動(dòng)機在較低的轉速下運行。
串入的電阻越大,電動(dòng)機的轉速越低。此方法設備簡(jiǎn)單,控制方便,但轉差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。
屬有級調速,機械特性較軟。(5)定子調壓調速方法改變電動(dòng)機的定子電壓時(shí),可以得到一組不同的機械特性曲線(xiàn),從而獲得不同轉速。
由于電動(dòng)機的轉矩與電壓平方成正比,因此最大轉矩下降很多,其調速范圍較小,使一般籠式電動(dòng)機難以應用。為了擴大調速范圍,調壓調速應采用轉子電阻值大的籠式電動(dòng)機,如專(zhuān)供調壓調速用的力矩電動(dòng)機,或者在繞線(xiàn)式電動(dòng)機上串聯(lián)頻敏電阻。
為了擴大穩定運行范圍,當調速在2∶1以上的場(chǎng)合應采用反饋控制以達到自動(dòng)調節轉速目的。調壓調速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源,目前常用的調壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。
晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速一般適用于100kW以下的生產(chǎn)機械。
調壓調速的特點(diǎn)為:①調壓調速線(xiàn)路簡(jiǎn)單,易實(shí)現自動(dòng)控制。②調壓過(guò)程中轉差功率以發(fā)熱形式消耗在轉子電阻中,效率較低。
常用的三相異步電動(dòng)機調速方法有三種:根據三相異步電動(dòng)機的轉速公式n=60f/p(1-s),有以下三種調速方法:1、改變供給三相異步電動(dòng)機電源的頻率f調速。
這種調速方法需要有頻率可調的交流電源,它是采用可控硅調速系統,先將交流電變換為電壓可調的直流電,然后再變換為頻率可調的交流電。這就是現在較為流行的變頻調速。
缺點(diǎn)是:投資大、維修難。2、改變三相異步電動(dòng)機的轉差率s調速。
可串聯(lián)電阻,或改變定子繞組上的電壓來(lái)改變轉差率 s;這種調速方法僅限于繞線(xiàn)式轉子異步電機 。缺點(diǎn)是:功率損耗大,效率低。
3、改變定了繞組磁極對數p調速,即變極調速。這種調速方法由于磁極對數只能成對的改變,因而是有級調速,一般只能做到2速、2速、4速等。
異步電動(dòng)機的調速方法有以下幾種:
改變電動(dòng)機的極對數。利用定子的兩套或單套繞組,改變其連接方法,達到改變極對數的目的。這種調速是分級的,不是平滑的。改變電源的頻率。為此要有一套專(zhuān)用的變頻電源。改變外施電壓,以改變轉差率。這種方法實(shí)用價(jià)值不大。在轉子回路中串入附加電阻。這種方法只適用于繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機,可得到平滑調速。
1.變頻調速:
向電機定子輸以連續變化的頻率及相應的電壓,即可獲得平滑的調速。要有專(zhuān)用的變頻變壓電源。這種調速適用于同步電機及鼠籠電動(dòng)機的調速。
2.變極數調速
轉速n與極數p成正比,極數增加,即可降速;極數減少,即可增速。適用于鼠籠電動(dòng)機。
3.轉子外接電阻調速 :
當電網(wǎng)電壓及頻率不變時(shí),在轉子回路中串入電阻后,可以改善電動(dòng)機的起動(dòng)轉矩,在繞線(xiàn)電機轉子中串接啟動(dòng)電阻,減小啟動(dòng)電流。適用于滑環(huán)電動(dòng)機。
4.轉子外加電壓調速:
此方法也叫串級調速,是指繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路中串入可調節的附加電勢來(lái)改變電動(dòng)機的轉差,達到調速的目的。這種方式有兩種:電機反饋方式和電氣反饋方式。串級調速,多采用晶閘管串級調速,晶閘管低同步串級調速系統是在繞線(xiàn)異步電動(dòng)機轉子側用大功率的晶閘管或整流二極管,將轉子的轉差頻率交流變?yōu)橹绷鳎儆镁чl管逆變器將轉子電流返回電源以改變電機轉速的一種方式。此控制調速系統效率利用率高,它能實(shí)現無(wú)級平滑調速,低速時(shí)機械特性也比較硬 。這種方法適用于滑環(huán)電動(dòng)機。此方法又有兩種方式:
1)電機反饋方式,也叫庫拉姆法,轉子的轉差電壓經(jīng)硅整流輸入與主電機同軸的直流他勵電機,通過(guò)直流電機的勵磁調節,以調節反饋量,從而獲得調速。
2)電氣反饋方式,也叫沙爾比法,轉子的轉差電壓經(jīng)硅整流輸入可控硅逆變器,逆變器交流輸出通過(guò)反饋變壓器接與電網(wǎng),改變逆變角,即可調速。
5.定子調壓、轉子變阻調速:
利用異步機轉矩與定子端電壓平方成正比的關(guān)系,同時(shí)利用轉子改變外接電阻的關(guān)系進(jìn)行調速。轉子變阻為粗調,定子調壓為細調。適用于滑環(huán)電動(dòng)機。
參考來(lái)源:
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摘要:在電力拖動(dòng)調速系統中,交流電動(dòng)機相比于直流電動(dòng)機有價(jià)格低、運行可靠、維護方便等優(yōu)點(diǎn),本文主要探討交流電動(dòng)機的調速問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:三相異步電動(dòng)機調速
根據轉速公式n=n0(1-s)=60f1(1-s)/p,我們可以很直觀(guān)地看出交流電動(dòng)機調速可以采用變極調速、變頻調速和改變轉差率調速等三種基本調速方法。
一、改變定子極對數p調速
在電源頻率f1不變的條件下,改變電動(dòng)機的磁極對數,電動(dòng)機的同步轉速n1就會(huì )發(fā)生變化。改變極對數的方法有兩種:一是可以在定子鐵芯槽內嵌放兩套不同極數的三相繞組(這種方法很不經(jīng)濟);二是利用改變定子繞組的接法來(lái)改變極對數達到調速目的。要注意的是,在改變電動(dòng)機定子極數的同時(shí),必須改變轉子的極數。以雙速電動(dòng)機△/YY接法為例,如下圖所示。
a)
低速時(shí)繞組接法高速時(shí)繞組接法
b)
圖
從定子繞組△接法變?yōu)閅Y接法,磁極對數從p=2變?yōu)閜=1。電動(dòng)機轉速1500r/min,改變極對數后,轉速變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍(3000r/min)。
本方法適用于籠型異步電動(dòng)機,既可以應用于恒轉矩負載,又可以應用于恒功率負載,其特點(diǎn)是:平滑性差、具有較好的機械特性,穩定性較好,應
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