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异步电动机的变频调速方法

2020-8-23 19:30| 发布者: admin| 查看: 656| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要:   当改变供电电源频率f1时,异步电动机的转速n1将随着f1变化而变化,采用改变电源频率的调速方法,称为变频调速。变频调速可以平滑地调节异步电动机的转速,但是需要具有调频兼调压功能的变频装置。随着电力电子学 ...

  当改变供电电源频率f1时,异步电动机的转速n1将随着f1变化而变化,采用改变电源频率的调速方法,称为变频调速。变频调速可以平滑地调节异步电动机的转速,但是需要具有调频兼调压功能的变频装置。随着电力电子学与电子技术的发展已出现了各种性能良好,工作可靠的变频调速装置,促进了变频调速的广泛应用。

  若忽略定子漏阻抗压降,有:

        (1)

  由上式可见,单一调频,在定子端电压U1不变情况下,用改变频率的方法调转速势必引起气隙磁通Φm变化,使得电动机运行性能变坏。当f1增加时,Φm下降,最大电磁转矩下降,km下降,电机得不到充分利用;当f1下降时,Φm上升,磁路过饱和,励磁电流大大增加,cosφ1下降。为此,在改变频率f1的同时必须改变端电压U1,以保持气隙磁通Φm基本不变,并且希望能保持电动机过载能力kM不变。

  最大电磁转矩为:

        (2)

  由于漏电抗的变化正比于频率的变化,所以:

             (3)

  又因为Tmax=kMTN,所以

           (4)

  假设变频后上式各物理量为 ,则变频前后额定电磁转矩之比的一般式为:

        (5)

  从上式可见,在保持kM不变条件下的变频调速,其定子电压调节规律不仅与频率有关,还与负载性质有关。下面以三种不同负载性质讨论电压随频率调节规律:

  恒转矩调速

  适用于恒转矩负载,例如驱动起重机、印刷机等场合下的调速,这时负载转矩不随转速变化而变化,故电机变频调速前后额定电磁转矩相等,即有,则:

      (6)

  若令电压随频率作正比变化:

               (7)

  则主磁通不变,电机饱和程度不变,电机过载能力kM也不变。电机在恒转矩变频调速前后性能都保持不变。

  恒功率调速

  适用于对恒功率负载的调速,它们的负载转矩与转速成反比,例如轧钢机、卷纸机等,这时电机变频调速前后它的电磁功率相等,即:

         (8)

  则

            (9)

  由一般电磁转矩公式可得:

          (10)

  若要维持主磁通不变,则要令:

                (11)

  则

               (12)

  电机过载能力随频率作正比变化

  2)若要维持过载能力不变,kM,则:

              (13)

  加到电动机上的电压必须随频率的开方成正比改变,并且主磁通发生变化:

  负载转矩随转速平方成正比变化的调速

  例如风机、螺旋桨和泵类机械的调速,其负载转矩来源于流体的粘性摩擦阻力,这时代入式(14),可得电压调节规律为:

              (14)

  即加到电动机上的电压必须按频率的平方的正比关系改变。

  变频调速平滑性好,调速范围广,技术性能优越.但需专用的变额电流,设备投资大,从而限制了应用。近年来,可控硅技术迅速发展,促进了变频电源的发展,使变频调速的应用发展很快。


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