绕线式电动机转子串电阻 调速方法
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绕线式异步电动机的串级调速作者:摘要:本设计主要利用电力拖动控制设计出可靠安全且容易操作和维修。
主要介绍了机械和工艺对电器控制线路的要求,以及怎么设计出来的控制线路满足生产的要求,达到简单经济。
在设计电力拖动自动控制系统时,一般包括两部分内容,一是确定拖动方案和选择电动机,前者主要解决的是采用交流拖动方案还是直流拖动方案,后者主要解决的是选择电动机容量等问题。
根据电机学由异步电机转速公式n=60f1/Þ×(1-s p)可知异步电机的调速方法有改变定子频率、磁极对数和转差率等,而对于绕线式异步电机我们一般都采用的是改变转差率进行调速,而改变转差率实现异步电动机的调速方法有一:在绕线式异步电机的转子中串入不同的电阻实现电力拖动的速度调节,但这中方法存在着以下缺点:1)他是通过增大转子回路电阻来降低转速,当电机负载转矩恒定时,转速越低转差功率越大,这种方法是通过增大转差功率来降低转速的,但所增加的转差功率全部被转化为热量消耗掉了,这种调速方法效率岁调速的范围增大而降低。
2)调速时电机理想空载转速不变。
只能在额定转速以下调节,调速时机械特性变软,降低了静态调速精度,3)由于转子回来附加电阻的档数有限,无法实行无级调速,调速范围小。
二:串级调速,串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。
它属于变转差率来实现串级调速的。
与转子串电阻的方式不同,串级调速可以将异步电动机的功率加以应用(回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上),因此效率高。
它能实现无级平滑调速,低速时机械特性也比较硬。
特别是晶闸管低同步串级调速系统,技术难度小,性能比较完善,因而获得了广泛的应用。
关键词:异步电动机串级调速原理基本类型Abstract:The design of the main drag to control the use of electricity to design safe and reliable operation and maintenance easy. Introduces the process of mechanical and electrical control circuit, as well as how the control circuit designed to meet the requirements of the production to a simple economic. Automatic control in the design of electric drive system, generally comprises two parts, first drag the program to identify and select the motor, which is used mainly to solve the exchange program or drag drag DC program, which is the main solution is to choose electric machine capacity and so on.According to the study by the electric induction motor speed formula n = 60f1 / Þ × (1-sp) induction motor can see the speed control methods have to change the frequency of the stator, on the pole and a few slip, and so on, but for the winding - We induction motors generally used is to change the slip for governor, and change the slip of the induction motor to achieve a speed control methods: the wound-rotor induction motor in the string into a different resistance to realize the power delay Adjust the speed of the move, but there is method in the following shortcomings: 1) he is through loopincreased resistance to reduce the rotor speed, when the motor torque constant load, the lower the speed difference to the greater power, this approach is adopted Increasing deterioration of the power to reduce speed, but the increase in power all the difference to be converted into energy consumed, the efficiency of this method of speed-year-old governor to reduce the scope of the increase. 2) The speed at the same speed no-load motor ideal. Can only be rated below regulation speed, variable speed control when the mechanical properties of soft and reduce the static speed accuracy, 3) due to additional back rotor resistance limited number of stalls, unable to carry out stepless speed regulation, the small scope of the governor. Second: Cascade Speed, speed cascade through the wound-rotor induction motor circuit and the introduction of additional potential generated. It is a change to achieve slip cascade of speed. Rotor resistance and the string in different ways, can cascade speed asynchronous motor to power the application (or the power grid back into mechanical energy to send back to the motor shaft), so efficient. It can not achieve the smooth-class speed and low speed when the mechanical properties of relatively hard. Thyristor especially low speed synchronous cascade system, the technical difficulty of small, relatively perfect performance, which was widely used.Key words:asynchronous motor series of basic principles governing the type of一、串级调速的基本原理所谓串级调速就是在转子回路中串入与转子电动势E2同频率的附加电动势E add如图1—1所示。
一课题背景21启动前的准备32启动控制33制动控制34调速控制过程4二任务要求4三设计思路51主电路52.PLC接线图63. I/O分配64.程序梯形图75.程序调试86.调试完成错误!未定义书签。
总结10一课题背景绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路,对调速无特殊要求的生产机械,可以采用绕线式异步电动机拖动,绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路,按照时间原则启动、能耗制动的控制线路如图所示:工作原理分析如下1启动前的准备先讲主令控制器SA的手柄置到“0”位,再合上电源开关QS1,QS2,则有:(1)零位继电器KV线圈通电并自锁。
(2)KT1,KT2线圈得电,其延时闭合的动断触点瞬时打开,确保KM1,KM2线圈断电。
2启动控制将SA的手柄推向3位,SA的触点SA1,SA2,SA3,均接通,KM线圈通电。
则有:(1)KM的主触点闭合,电动机接入交流电源,电动机在转子串两段电阻的情况下启动。
同时,KT线圈得电,KT延时断开的动合触点闭合。
(2)KM的动断触点打开,KT1线圈断点开始延时,当延时结束时,KT1动断触点闭合,KM1线圈通电,KM1的动合触点闭合切除一段电阻R1,同时KM1的动断触点断开,KT2线圈断电开始延时,当延时结束时,KT2的动断触点闭合,KM2线圈通电切除电阻R2,启动结束。
3制动控制进行制动时,将主令控制器SA的手柄扳回“0”位,KM,KM1,KM2线圈均断电,电动机切除交流电源。
同时,KT1,KT2线圈得电。
则有:(1)KM的动断触点闭合,KM3线圈通电,电动机接入直流电源进行能耗制动;同时,KM2线圈通电,电动机在转子短接全部电阻的情况下进行能耗制动。
(2)KM的动合辅助触点断开,KT线圈断电开始延时,当延时结束时,KT延时断开的动合触点断开,KM2,KM3线圈均断电,制动结束。
4调速控制过程当需要电动机在低速下运行时,可将主令控制器SA手柄推向“1”位或“2”位,则电动机的转子在串入一段电阻或不串入电阻的情况下以较高速度运转二任务要求绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路的PLC程序设计。
三相电机七种调速方式一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70-90的生产机械上;调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大,电动机的转速越低。
此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
三相异步电动机的变转差率S调速三相交流异步电动机的变转差率调速包括绕线转子异步电动机的转子串电阻调速、串级调速和三相交流异步电动机的定子调压调速等。
1.定子调压调速该调速方法主要用于笼型异步电动机。
由于最大转矩和启动转矩与电压的平方成正比,如当电压降到额定电压的50%时,最大转矩和启动转矩则降到了降压之前的25%。
所以这种调速方式的启动能力与带负载能力都是较低的,其调速的机械特性曲线如图2.90所示由以上调速机械特性曲线可知,随着加在定子绕组上电压的降低,最大转矩、启动转矩都会减小,电动机的带负载能力因此渐弱,所以调压调速适用于转矩随转速降低而减小的负载(如通风机负载)。
2.绕线转子异步电动机转子串电阻调速绕线转子异步电动机的转子回路串接对称电阻调速时的机械特性曲线,由机械特性曲线可知,当负载转矩一定时,转子串入附加电阻时,n、T不变,但s增大,机械特性曲线的斜率增大,工作点的转差率随着转子串接电阻阻值的增大而增大,电动机的转速随转子串接电阻值的增大而减小。
3.串级调速串级调速就是指在转子回路串接与转子电动势同频率的附加电动势,通过改变附加电动势的幅值或相位来实现调速的方式。
串级调速完全克服了转子串电阻调速的缺点,它具有高效率、无级平滑调速及低速时机械特性较硬等优点。
当调节串接在转子回路中附加电动势的幅值或相位时,转子回路的电流发生了变化,从而改变了电动机的电磁转矩,最终使电动机的转速发生变化。
因为输入功率P基本不变,当要降低转速时,则将较大的转差功率sP通过晶闸管逆变回送电网,使输出机械功率降低,从而使转速下降。
当要升高转速时,则将回送的转差功率Sp:减小,使输出机械功率变大,转速增加。
若通过转子变流器将电功率从转子输入,则可使转速超过同步速度,实现超同步调速。
绕线式电动机转子串电阻调速方法2011-06-12 11:06:41| 分类:电子线路图|字号订阅三相异步电动机转速公式为:n=60f/p(1-s)从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。
从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机,改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速,能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。
论述绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理兰州理工大学操纵理论与操纵工程谯自健 1220811010150 引言绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速是传统调速方式之一,其结构简单,易于实现。
本文通过对绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速的原理、效率和缺点方面作出分析。
1 绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理转子串电阻调速的线路图和机械特性如图(a)和(b)所示,拖动恒转矩负载时,能够取得几级不同的速度。
图(a)转子回路串电阻调速线路图图(b)机械特性曲线依照电机学原理知:60-S f n p =极对数(1) 其中n 为电动机转速,f 为电源频率,S 为转差率(1)Pm S Pe =-(2) *Pa S Pe = (3)其中Pe 为异步电动机电磁功率,Pm 为异步电动机机械功率,Pa 为转子铜耗即转差功率因此得::1:(1):Pe Pm Pa S S =- 由式(4)能够看出SPm 减小,相反转差功率Pa 在增大,而转速n 随S 的增大而减小。
因此所绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的实质是通过改变转差功率或转差率的大小来调剂转速n 的。
当串入的电阻阻值越大那么转差功率增大,随之转差率S 变大,从而使转速n 下降。
2 绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的优缺点 绕线式转子异步电动机,通过转子回路串入不同数值的电阻R ,改变转差率S 调速的传统方式,能够取得不同斜率的机械特性,从而实现速度的调剂。
这种调速方式简单方便,但存在如下缺点:(1)调速是有级的,不滑腻。
(2)在深度调速机会械特性很软,致使负载有较小转变,即可引发转速的专门大的波动,降低了静态调速精度。
(3)转差功率Pa 消耗在电阻发烧上,效率低。
由于是通过增大转子回路的电阻值来降低电动机转速的,当拖动恒转矩负载时,转速n 越低,转差率S 就越大,从而使得转差功率也愈大,电能消耗大,效率更低。
当转差功率S=0.5时,效率η<0.5。
几种绕线电机的简单调速方法三相绕线式异步电机,它具有启动电流小,且启动扭矩大,并能在一定范围内调节速度,它适合启动时间较长和启动较频繁的场合,被广泛应用于矿山、化工等各领域的球磨机、破碎机、风机、空压机等电机传动设备中。
根据电机转速公式(式一)可以得出要想改变电机的转速可以从以下几点入手:(1)改变电机的极对数;(2)电机工作电源频率;(3)电机的转差率;但是不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。
N0=(1–s)60f/p (式1)(此公式适合所有的交流电机调速。
)P—电机极对数;s—电机转差率;f—电机工作电源频率;N0—电机同步转速;然而对于绕线电机调速,一般都是给转子中接串电阻达到调速的目的,接下来介绍几种绕线电机的简单调速方法:一、串电阻启动调速。
原理:对于绕线式异步电动机,当电网电压及频率不变时,在转子回路中串入电阻后,可以改善电动机的起动转矩,在绕线电机转子中串接启动电阻,减小启动电流,电阻一般接为星形接法,根据公式:I0=U0/R0(式2)当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下,I0↓,此分析忽略电机感抗的损耗。
主回路接线图如图一(a) 图一启动前将电阻全部接入转子回路,随着启动过程的结束,启动电阻被逐级短接,KM1,KM2,KM3逐级吸合,保证始终有较大的起动转矩,短接方式可以遵循时间和电流调节原则,KA1,KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而定。
串电阻优点:1、系统稳定,手动控制简单。
2、对检修维护要求低,对维护人员技术要求不高。
缺点:1、手动操作、起动性能不稳定、起动电流大(约为3~5le),转子能耗高。
2、技术落后,目前已逐渐被淘汰。
3、属有级调速,机械特性较软。
二、串频敏变阻器调速启动。
由于串电阻有以上缺点,经过不断的总结和改造,出现了串频敏变阻器调速启动,其原理:利用电感器的交流阻抗随着通过的电流频率的增大而增大的原理设计的,绕线电机在起动过程中,转子电流频率(式3),随着转速逐渐上升,而s下降,当很小时,f0也逐渐下降直到无穷小。
三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速
对电机转速的影响
三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速是一种常见的调速方法,它通过在转子绕组中串入电阻来改变电机的转速。
这种调速方法的基本原理是通过改变电机的转差率来实现调速。
具体来说,当电机运行时,转子绕组中的电流会产生磁场,这个磁场会和定子磁场相互作用,从而产生转矩,推动电机旋转。
当转子绕组中串入电阻时,电阻会消耗一部分电能,导致转子电流减小,从而减小转子磁场的强度。
由于电机的转矩与转子磁场的强度成正比,所以转子磁场强度的减小会导致电机的转矩减小,从而使电机的转速降低。
因此,三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速可以通过改变转子电流的大小来实现对电机转速的控制。
当转子电流减小时,电机的转速就会降低,反之则会提高。
通过调节串入转子的电阻值,可以控制转子电流的大小,从而实现对电机转速的精确控制。
需要注意的是,转子绕组串电阻调速会导致电机的效率降低,因为电阻会消耗一部分电能。
同时,由于电阻的加入会改变电机的电磁特性,所以需要对电机进行重新设计和调试,以确保电机的性能和可靠性。
三相异步电动机的七种调速方式三相异步电动机转速公式为:n=60f/p(1-s)从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。
从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机,改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速,能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。
绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大,电动机的转速越低。
此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
属有级调速,机械特性较软.1、串电阻启动增加起动转矩,降低起动电流,起动达速后切除启动电阻(就是短接转子回路)全速运行.2、串电阻启动(电阻最大值起动),根据需要调整电阻的阻值,可以改变电机的运行速度,达到调速的目的(是有范围的调速)。
绕线式电机的启动电流是可调的,通过调整转子串联的电阻大小,可以调节绕线式电机的启动电流!原理:对于绕线式异步电动机,当电网电压及频率不变时,在转子回路中串入电阻后,可以改善电动机的起动转矩,在绕线电机转子中串接启动电阻,减小启动电流,电阻一般接为星形接法,根据公式:I0=U0/R0当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下,I0↓,此分析忽略电机感抗的损耗.启动前将电阻全部接入转子回路,随着启动过程的结束,启动电阻被逐级短接,KM1,KM2,KM3逐级吸合,保证始终有较大的起动转矩,短接方式可以遵循时间和电流调节原则,KA1,KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而定.RN=E N÷I N÷√3 R N:电机转子额定电阻E N:电机转子额定电压I N:电机转子额定电流例:240KW—6极电机,定子电流436A,定子电压380V。
转子电流376A,转子电压407VRN=(E N÷IN)÷√3=(407÷376)÷√3=(1.0824)÷√3=0。
624Ω△RY1=1。
4 RN = 1.4×1.0824 = 1.515Ω△RY2=0。
5RN = 0.5×1.0824= 0.5412Ω△R1=0。
3RN = 0.3×1。
0824 = 0。
3247Ω△R2=0.2 RN = 0。