三相異步電動機的七種調(diào)速方式
三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為
:n=60f/p(1-s)?從上式可見,改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可
太到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看,不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。?? 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對數(shù)的多速電動機,改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動機調(diào)速等。?
??從調(diào)速時的能耗觀點來看,有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種:高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變,因此無轉(zhuǎn)差損耗,如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法(如串級調(diào)速等)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速,如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法,能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中;電磁離合器的調(diào)速方法,能量損耗在離合器線圈中;液力偶合器調(diào)速,能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加,如果調(diào)速范圍不大,能量損耗是很小的。
???? 一、變極對數(shù)調(diào)速方法
???? 這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的,特點如
下:? 具有較硬的機械特性,穩(wěn)定性良好;
???? 無轉(zhuǎn)差損耗,效率高;
???? 接線簡單、控制方便、價格低;? 有級調(diào)速,級差較大,不能獲得平滑調(diào)速;
???? 可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用,獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。
???? 本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械,如金屬切削機床、升降機、起重設(shè)備、風機、水泵等
。??? 二、變頻調(diào)速方法
???? 變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率,從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)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,目前國內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。
其特點:
???? 效率高,調(diào)速過程中沒有附加損耗;
???? 應用范圍廣,可用于籠型異步電動機;?調(diào)速范圍大,特性硬,精度高;
???? 技術(shù)復雜,造價高,維護檢修困難。
???? 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。
?三、串級調(diào)速方法
???? 串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差,達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)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(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式,串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式,多采用晶閘管串級調(diào)速,其特點為:
???? 可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上,效率較高;
???? 裝置容量與調(diào)速范圍成正比,投資省,適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機械上;
???? 調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行,避免停產(chǎn);
???? 晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低,諧波影響較大。
???? 本方法適合于風機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。
???? 四、繞線式電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法
???? 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串入附加電阻,使電動機的轉(zhuǎn)差率加大,電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串
入的電阻越大,電動機的轉(zhuǎn)速越低
。此方法設(shè)備簡單,控制方便,但
轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻
上。屬有級調(diào)速,機械特性較軟。
???? 五、定子調(diào)壓調(diào)速方法
???? 當改變電動機的定子電壓時
,可以得到一組不同的機械特性曲
線,從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動
機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,因此
最大轉(zhuǎn)矩下降很多,其調(diào)速范圍較
小,使一般籠型電動機難以應用。
為了擴大調(diào)速范圍,調(diào)壓調(diào)速應采
用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機,如
專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機,或
者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻
。為了擴大穩(wěn)定運行范圍,當調(diào)速
在2:1以上的場合應采用反饋控制
以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。
???? 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個
能提供電壓變化的電源,目前常用
的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自
耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。
晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速
的特點:
???? 調(diào)壓調(diào)速線路簡單,易實現(xiàn)
自動控制;
???? 調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱
形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中,效率較低
。
???? 調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以
下的生產(chǎn)機械。
???? 六、電磁調(diào)速電動機調(diào)速方
法
???? 電磁調(diào)速電動機由籠型電動
機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電
源(控制器)三部分組成。直流勵
磁電源功率較小,通常由單相半波
或全波晶閘管整流器組成,改變晶
閘管的導通角,可以改變勵磁電流
的大小。
???? 電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁
極和勵磁繞組三部分組成。電樞和
后者沒有機械聯(lián)系,都能自由轉(zhuǎn)動
。電樞與電動機轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主
動部分,由電動機帶動;磁極用聯(lián)
軸節(jié)與負載軸對接稱從動部分。當
電樞與磁極均為靜止時,如勵磁繞
組通以直流,則沿氣隙圓周表面將
形成若干對N、S極性交替的磁極,
其磁通經(jīng)過電樞。當電樞隨拖動電
動機旋轉(zhuǎn)時,由于電樞與磁極間相
對運動,因而使電樞感應產(chǎn)生渦流
,此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩
,帶動有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋
轉(zhuǎn),但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1
,這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式,變動轉(zhuǎn)
差離合器的直流勵磁電流,便可改
變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁
調(diào)速電動機的調(diào)速特點:
裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、
運行可靠、維修方便;
???? 調(diào)速平滑、無級調(diào)速;
???? 對電網(wǎng)無諧影響;
???? 速度失大、效率低。
???? 本方法適用于中、小功率,
要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)
機械。
?七、液力耦合器調(diào)速方法
???? 液力耦合器是一種液力傳動
裝置,一般由泵輪和渦輪組成,它
們統(tǒng)稱工作輪,放在密封殼體中。
殼中充入一定量的工作液體,當泵
輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時,處于其
中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn),在離
心力作用下沿著泵輪外環(huán)進入渦輪
時,就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以
推力,使其帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。液
力耦合器的動力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相
對充液量的大小是一致的。在工作
過程中,改變充液率就可以改變耦
合器的渦輪轉(zhuǎn)速,作到無級調(diào)速,
其特點為:
???? 功率適應范圍大,可滿足從
幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需
要;
???? 結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,使用
及維修方便,且造價低;
???? 尺寸小,能容大;
???? 控制調(diào)節(jié)方便,容易實現(xiàn)自
動控制。
???? 本方法適用于風機、水泵的
調(diào)速。
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