三相異步電動機的七種調(diào)速方式及其特點,指明其適用的場合、情況。
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***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***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。
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