三相异步电动机的七种调速方法及特点
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浅谈三相异步电动机的几种调速方法发表时间:2015-09-22T14:17:24.733Z 来源:《电力设备》第01期供稿作者:秦为惠[导读] 中国神华神东煤炭集团公司在调速的过程中,涉及到一定的能耗问题。
其中高效调速和低效调速方式是两种比较常见的调速形式,但是二者之间的差异相对较大。
秦为惠(中国神华神东煤炭集团公司 719315)摘要:在电动机机器设备应用的过程中,三相异步电动机是比较常见的机械类型。
但是从使用的过程中可以看出,三相异步电动机只有不断进行调速,才能够保证电动机运行的高效性。
三相异步电动机在应用的过程中,如果调速方式得到了改进和完善,通常情况下就可以直接达到省电的标准,符合可持续发展的基本要求。
本文中,笔者主要对三相异步电动机的调速方式进行深入介绍和分析,仅供参考。
关键词:三相异步电动机;调速方法;变频器在电动机应用的过程中,变频器调速设备是比较常见的辅助设备类型。
在使用的过程中,可以有效地提升三相异步电动机的使用性能,可见,这两种设备共同应用极大地提升了三相异步电动机的发展前景。
在对三相异步电动机进行调速的过程中,在提升电动机工作性能的基础上,也存在着一定的缺陷性。
接下来,笔者就对这一电动机类型进行深入介绍和分析,希望能够给相关的电动机应用工作人员提供借鉴和参考。
1.常用三相异步电动机的调速方法研究在使用三相异步电动机的过程中,必然会涉及到各种不同类型的调速方式,其中比较典型的就是变极对数,定子调压,定子变频等等。
在调速的过程中,涉及到一定的能耗问题。
其中高效调速和低效调速方式是两种比较常见的调速形式,但是二者之间的差异相对较大。
对于高效调速来说,指针的转差率保持不变,并不会出现损耗。
对于多速电动机以及变频调速来说,主要采用的是串级调速的形式。
在调速的过程中,如果出现了转差损耗的现象,则说明采用的是低效调速的形式。
其中,比较典型的就是转子串电阻调速方法,能量的消耗量相对较低。
另外,电磁离合器,液力耦合器等设备都需要进行调速。
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。
三相异步电机三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电机。
工作原理电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
三相异步电机是感应电机,定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。
短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场。
通电启动后,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,即旋转磁场与转子存在相对转速,并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起来,实现能量变换。
电动机分类1.按工作电源分类根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2.按结构及工作原理分类根据电动机按结构及工作原理的不同,可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3.按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同,可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
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。
三相异步电动机分类特点以及调速方法三相异步电动机分类:1、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。
不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。
不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。
2、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。
3、从调速时的能耗观点来看,有1)高效调速方法与2)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。
我们清楚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,下面松文机电具体介绍其七种调速方法。
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。
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。
特点如下:1、具有较硬的机械特性,稳定性良好;2、无转差损耗,效率高;3、接线简单、控制方便、价格低;4、有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;5、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。
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。
交流异步电机调速方法
一、改变电源频率调速法
改变电源频率调速法是通过改变电源频率来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和电源频率成正比,因此可以通过改变电源频率来调节电机的转速。
在工业应用中,变频器是最常用的改变电源频率的设备。
通过改变变频器的输出频率,可以实现对电机速度的精确控制。
二、改变极对数调速法
改变极对数调速法是通过改变电机的极对数来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和极对数成反比,因此可以通过增加或减少电机的极对数来调节电机的转速。
在工业应用中,可以通过改变电机的接线方式或使用专门的极数转换器来实现极对数的改变。
三、改变转差率调速法
改变转差率调速法是通过改变电机的转差率来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转差率可以通过改变电机的工作环境和内部结构来调整,因此可以通过改变转差率来调节电机的转速。
在工业应用中,可以通过改变电机的负载或使用专门的转差率控制器来实现转差率的调整。
四、调压调速法
调压调速法是通过改变电机的输入电压来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和输入电压成正比,因此
可以通过改变输入电压来调节电机的转速。
在工业应用中,可以使用专门的调压器或变频器来实现电压的调整。
五、串级调速法
串级调速法是通过在电机转子回路中串入一个附加的电动势来改变电机的转差率,从而实现电机速度调节的一种方法。
在工业应用中,可以使用专门的串级调速装置来实现串级调速。
三相异步电动机简述及起动方式调速方法概述:自从1887年发明了三相异步电机后,三相异步电动机在全世界得到广泛的应用。
三相异步电机结构简单,无需电刷和换向器,可长期高速运行,只需对轴承进行维护。
相对其他类型电动机而言故障率较低。
我厂500多台电动机基本均为三相异步电动机。
工作原理简述:在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120电角度的三相绕组,分别通入三相交流电,则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的,故称旋转磁场。
转速的大小由电动机极数和电源频率而定。
转子在磁场中相对定子有相对运动,切割磁杨,形成感应电动势。
转子铜条(铝条)是短路的,有感应电流产生而产磁场。
在磁场中受到力的作用。
转子就会旋转起来。
电机转动要有三个条件:第一要有旋转磁场,第二转子转动方向与旋转磁场方向相同,第三转子转速必须小于同步转速,否则导体不会切割磁场,无感应电流产生,电机就速度减慢产生转速差,所以只要有旋转磁场存在,转子总是落后同步转速在转动。
起动方式:三相异步电机起动方式有:1、直接起动,电机直接接额定电压起动。
2、降压起动: (1)定子串电抗降压起动; (2)星形三角形启动器起动; (3)软起动器起动; (4)用自耦变压器起动。
(5)转子绕线式电机采用转子绕组接电阻分段起动(或碱液水电阻起动),转子绕组接频敏变阻器起动两种方式。
3、变频起动及分段变频起动。
直接起动:直接起动是最好的起动方式之一,它是将电动机的定子绕组直接接入额定电压起动,因此也称为全压起动。
全压起动具有起动转矩大、起动时间短、起动设备简单、操作方便、易于维护、投资省、设备故障率低等优点。
为了能够利用这些优点,目前设计制造的笼型感应电动机都按全压起动时的冲击力矩与发热条件来考虑其机械强度与热稳定性。
所以,只要被拖动的设备能够承受全压起动的冲击力矩,起动引起的压降不超过允许值,就应该选择全压起动的方式。
有人误认为降压起动比全压起动好,将负荷较重的电机也采用了降压起动方式,因而降低了起动转矩,延长了起动时间,使电动机发热更加严重,且设备复杂,投资增加,这是一个误区,应当引起重视。
三相异步电动机的正反转控制及调整 绕线式异步电动机的起动 绕线式三相异步电动机可以在转子回路中串入电阻进行起动,这样就减小了起动电流。
一般采用起动变阻器起动,起动时全部电阻串入转子电路中,随着电动机转速逐渐加快,利用控制器逐级切除起动电阻,最后将全部起动电阻从转子电路中切除。
转子回路串接频敏变阻器起动。
频敏变阻器的电阻随线圈中所通过的电流频率而变。
起动时,转差率S=1,转子电流(即频敏电阻线圈通过的电流)频率最高,等于电源频率。
因此,频敏变阻器的电阻最大,这就相当于起动时在转子回路中串接一个较大电阻,从而使起动电流减小。
随着电动机转速的加快转差率S逐渐减小,转子电流频率逐渐降低,频敏变阻器电阻也逐渐减小,最后把电动机的转子绕组短接,频敏变阻器从转子电路中切除。
采用频敏变阻器起动,具有起动平滑、操作简便、运行可靠、成本低廉等优点,因此在绕线式电动机中应用较广。
三相异步电动机的正反转控制 三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致,而旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。
因此,要改变电动机的旋转方向,必须改变三相交流电的相序。
实际上,只要将接到电源的任意二根联线对调即可。
三相异步电动机的正、反转方法:任意调换电源的两根进线,电动机反转。
为此,只要用两个交流接触器就能满足这一要求,当正转接触器KMI工作时,电动机正转;当反转接KM2工作时,由于调换了两根电源线,所以电动机反转。
如果两个接触器同时工作,那幺将有两根电源线通过它们的主触头而使电源短路。
所以对正反转控制线路最根本的要求是:必须保证两个接触器不能同时工作。
这种在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为联锁或互锁。
在图(a)所示的控制电路中,正转接触器KM1的一个常闭辅助触头串接在反转接触器KM2的线圈电路中,而反转接触器的一个常闭辅助触头串接在正转接触器的线圈电路中。
这两个常闭触头称为联锁触头。
这样一来,当按下正转起动按钮SB1时,正转接触器线圈通电,主触头KM1闭合,电动机正转。
三相异步电动机调速方法三相异步电动机是工业中常见的一种电动机,具有输出转矩大、运行可靠、结构简单等特点。
为了满足不同工作要求,需要对其进行调速。
常用的三相异步电动机调速方法包括电压调制法、频率调制法、极数调制法、串联电阻调速法、变压器调速法、变频调速法等。
1. 电压调制法:通过改变电源电压的大小来调整电动机的转速。
维持电源频率不变,调整电源电压的方法有:自动电压调整器(AVR)、手动变压器调节、自耦变压器调节等。
其中,AVR是一种自动调压装置,通过感应电源电流的变化来调整变压器的输出电压,实现电动机的调速。
2. 频率调制法:通过改变电源的基波频率来实现电动机的调速。
频率变化引起的磁场变化会改变电动机的转速。
常见的频率调制方法有:变频器调速和旋变电阻调速。
其中,变频器调速是最常用的方法,在工业领域得到广泛应用。
变频器通过变换器将交流电源转换为直流电源,再经过逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源,通过控制器调节逆变器的输出频率,从而实现调速。
3. 极数调制法:通过改变电动机的励磁电流或励磁电压来改变电动机的极数,从而实现调速。
极数调制法适用于功率较大、转矩要求较高的场合。
4. 串联电阻调速法:在电机的绕组中串联一个可调电阻,通过改变电阻的大小来调整电动机的转速。
由于串联电阻的存在,电动机的绕组电压下降,转速也会相应下降。
这种调速方法结构简单,适用于一些要求不高的场合。
5. 变压器调速法:通过在供电端串联变压器,通过改变变压器的变比来改变电动机的输入电压和转速。
这种调速方法适用于功能相对简单,负载要求不高的场合。
6. 变频调速法:将电源的交流电转换为可调频率的交流电源,通过调节输出频率来调整电动机的转速。
变频器可以调变频率和改变电压,从而实现对电动机的调速。
这种调速方法具有调节范围广、精度高、转速稳定等优点,广泛应用于各行各业。
综上所述,三相异步电动机调速方法有多种,根据不同的需求和场合可以选择合适的方法。
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。
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近,磁场转速 n1改变后,电机转速 n 也60 f 1可知,改变电源频率 f 1,可以调节磁场旋转,从就随之变化,由公式 n1p而改变电机转速,这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率;p 为异步电动机的极对数;s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统,由于调速时转差功率不变,在各种异步电动机调速系统中效率最高,同时性能最好,是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1,可以改变同步转速n ,从而改变转速。
如果频率 f 1连续可调,则可平滑的调节转速,此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时,忽略定子阻抗压降时,定子每相电压为U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势;f1为定子电源频率; N1为定子每相绕组匝数; k m为基波绕组系数,m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1,且保持定子电源电压U1不变,则气隙每极磁通m 将增大,会引起电动机铁芯磁路饱和,从而导致过大的励磁电流,严重时会因绕组过热而损坏电机,这是不允许的。
因此,降低电源频率 f 1时,必须同时降低电源电压,已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和,当降低定子电源频率 f 1时,保持U1为常数,使气每f 1极磁通m 为常数,应使电压和频率按比例的配合调节。
这时,电动机的电磁转[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 , 即dT ,有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知:当U1常数时,在 f 1 较高时,即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时, r 1 = x 1 x 2 ,随着 f 1 的降低, T m 减少的不多; 当 f 1 较低时, x 1 x 2较小; r 1 相对变大,则随着 f 1 的降低, T m 就减小了。
三相异步电动机分类特点以及调速方法
三相异步电动机分类:
1、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。
不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。
不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。
2、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。
3、从调速时的能耗观点来看,有1)高效调速方法与2)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。
我们清楚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,下面松文机电具体介绍其七种调速方法。
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。
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。
特点如下:1、具有较硬的机械特性,稳定性良好; 2、无转差损耗,效率高;3、接线简单、控制方便、价格低;4、有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;5、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。
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。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
其特点:1、效率高,调速过程中没有附加损耗;2、应用范围广,可用于笼型异步电动机;3、 调速范围大,特性硬,精度高;4、 技术复杂,造价高,维护检修困难。
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。
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。
其特点为:1、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;2、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;3、调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;4、晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。
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。
属有级调速,机械特性较软。
五、定子调压调速方法 :改变电动机的定子电压时,可以得到一组不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。
由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。
为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。
为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。
晶闸管调压方式为最佳。
调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。
调压调速的特点:1、调压调速线路简单,易实现自动控制;2、调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低。
六、电磁调速电动机调速方法:电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。
直流励磁电源功率较小,通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成,改变晶闸管的导通角,可以改变励磁电流的大小。
电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。
电枢和后者没有机械联系,都能自由转动。
电枢与电动机转子同轴联接称主动部分,由电动机带动;磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。
当电枢与磁极均为静止时,如励磁绕组通以直流,则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极,其磁通经过电枢。
当电枢随拖动电动机旋转时,由于电枢与磁极间相对运动,因而使电枢感应产生涡流,此涡流与磁通相互作用产生转矩,带动有磁极的转子按同一方向旋转,但其转速恒低于电枢的转速N1,这是一种转差调速方式,变动转差离合器的直流励磁电流,便可改变离合器的输出转矩和转速。
本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械。
电磁调速电动机的调速特点:1、装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便;2、调速平滑、无级调速;3、对电网无谐影响;4、速度失大、效率低。
七、液力耦合器调速方法 :液力耦合器是一种液力传动装置,一般由泵轮和涡轮组成,它们统称工作轮,放在密封壳体中。
壳中充入一定量的工作液体,当泵轮在原动机带动下旋转时,处于其中的液体受叶片推动而旋转,在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时,就在同一转向上给涡轮叶片以推力,使其带动生产机械运转。
液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。
在工作过程中,改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速,作到无级调速。
本方法适用。