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三相感应电动机的调速

2020-8-23 19:38| 发布者: admin| 查看: 979| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要:   几种调速方法的基本原理,方法与特点。  感应电动机的转速表达式:,可见,要改变n,可改变极对数p,供电电源频率f1,转差率s。 一、变极调速  改变定子极对数,可改变同步转速,从而调节转速。1.调速原理: ...

  几种调速方法的基本原理,方法与特点。
  感应电动机的转速表达式:,可见,要改变n,可改变极对数p,供电电源频率f1,转差率s

一、变极调速
  改变定子极对数,可改变同步转速,从而调节转速。
1.调速原理:
  对笼型感应电动机,改变定子绕组连接法,以改变定子的极对数,而其转子极对数能自动地跟随定子极对数改变,从而实现调速的目的;而对绕线式的感应电动机,改变定子绕组的同时必须改变转子绕组。

  从图可知,改变连接法,可使极对数成倍地变化,同步转速也成倍地变化,这种调速为有级调速。
2.变极调速的方法:

   由一个星形连接改变成两个并联的星形连接:

    
   由一个三角形连接改变成并联的两个星形连接。绕组连接改变后,应将V、W两相的出线端交换,以保证调速前后电机的转向不变。
    
3.变极调速的特点:
  容许输出功率或转矩在变化前后的关系。电动机输出功率: ,假定在不同极对数下,效率和功率因数保持不变,则有:,若忽略定子损耗,电磁功率(输入)相等,转矩
   定子绕组由一个星形连接改变成两个并联的星形连接时:近似为恒转矩调速。极对数减小一倍,n0增加一倍,为使调速时的电动机得到充分利用,在调速前、后,绕组电流均为额定电流,调速前后的转矩之比为:

  

   定子绕组由一个三角形连接改变成并联的两个星形连接时:极对数减小一倍,n0增加一倍,调速前后功率之比为:近似为恒功率调速.变极调速电动机一般称为多速感应电动机。
  改变定子极对数,也可在定子上装两套独立绕组,各自对应不同的极对数。  
  
   

二、变频调速

  改变供电电源频率,可得到很大的调速范围,有很好的平滑性和足够硬的机械特性。变频调速时,为了使励磁电流和功率因数基本保持不变,希望磁通也保持不变。
  当φ>φN时,励磁电流增加,功率因数降低。
  当φ<φN时,电动机的容许输出转矩下降,其功率不能充分利用而造成浪费。
由定子电路的电动势方程可见,忽略定子漏阻抗时,有: ,可见,为使f变化时,磁通不变,则必须使 为定值。

1.恒转矩调速方式:
  电机最大转矩: ,其中:
   ,且当f1较高时, ,而略去r1,上式可变为: ,再引入过载倍数, 有: ,若频率变为f1,定子相电压、额定转矩等相应地加“’”,则频率变化前后额定转矩之比为: , 为了使频率变化前后电动机有相同的过载能力,即有过载倍数不变,这样,上式可变为: ,即定子电压应按此规律调节。由于是恒转矩调速,有:

  可见,对恒转矩调速方式,如能保持频压比为常数,即可保证调速过程中电动机的过载能力不变,且同时满足磁通基本不变的要求。

2.恒功率调速:

  应用此式: ,由于是恒功率调速,有 代入上式有: , 即定子电压应按此规律调节。这样,在调速过程中电动机的过载能力也能保持不变,但磁通发生了变化。若按 规律调节,调速过程中磁通将不变化,但电机的过载能力将变化。

  调速过程中,频率较高时,临界转差与频率成反比,频率较低时,最大转矩值将大大下降。为了保证在低频率时,电机有足够大的最大转矩,应使频压比值随频率降低而增加。变频调速具有优越的性能,调速范围大,平滑性较高,变频时Ux按不同规律变化可实现不同的调速方式,以满足不同负载要求。低速时特性的静差率较高,是感应机最有发展前途的一种调速方式。缺点是必须有专用的变频电源,在恒转矩调速时,低速时的过载能力很低,可能不能带负载。
   

三、能耗转差调速

  其调速过程中均产生大量的转差功率消耗于转子电路中,调速的经济性较差。主要有:转子回路串电阻调速;改变定子电压调速;滑差电动机;串级调速;脉冲调速。

1.转子回路串电阻调速:
  当转子电路串电阻后,转子电流减小,转矩也减小,原有的平衡被破坏,系统减速,转差增大,转子电流开始回升,直到新的平衡,电动机在新的转速下稳定运行。转子串电阻越大,人为特性越软。

  调速的上限为额定转速,其下限受允许静差率的限制,调速范围较小,一般为2~3。级数少,平滑性不高,经济性差。适用于恒转矩负载。如起重机,对通风机类负载也可应用。

   

2.改变定子电压调速:
  不适合于恒转矩负载,但对通风机类负载较适用。采用闭环系统增加特性的硬度。该调速方式既不是恒转矩调速,也不是恒功率调速。最适合于通风机类负载调速。其调速效率低,功率因数比转子串电阻更低。适用于高转差笼型感应电动机调速。变极变压相结合。
  
    

    


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