同步电机变频调速
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电动机知识变频器的六大调速方法1.变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线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、[1]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。
变频调速分为基频以下调速和基频以上调速,基频以下调速属于恒转矩调速方式,基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.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。
变频器调速原理及调速方法3.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。
变频器调速的基本工作原理根据电机转速的公式 n=n1(1-s)(1) N1=60f/p(2)式中:n-电机转速;n1-电机的同步转速;s-滑差;f-旋转磁场频率;P-电机极对数可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机极对数p三种。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
是由由主电路和控制带电路组成的。
主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分,变频器的主电路分为两类,其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波部分是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波部分是电感。
它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的整流部分,吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分,将直流功率变换为交流功率的逆变部分。
控制电路是给主电路提供控制信号的回路,它有决定频率和电压的运算电路,检测主电路数值的电压、电流检测电路,检测电动机速度的的速度检测电路,将运算电路的控制信号放大的驱动电路,以及对逆变器和电动机进行保护的保护电路组成。
现在大多数的变频器基本都采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制),将工频交流电源通过整流器转换为直流电源,再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。
以图1为例简单说明一下变频器的工作原理。
三相交流电经过VD1~VD6整流后,正极经过RL,RL在这里是防止电流忽然变大。
经过RL电流趋于稳定,晶闸管触点会导通。
之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上,这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。
之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限,所以用两个电容串联起来使用。
均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样,两个电容的容量不同的话,分压就会不同,所以各并联了一个均压电阻。
而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势,用来保护逆变管V1~V6和整流管VD1~VD6。
同步电机与异步电机利用变频调速的区别
一、同步电机的变频调速
同步变频调速电机的转子是有与定子绕组的极数相同的直流磁极,当电机起动完毕后,电机转入正常运行,定子旋转磁场带动转子进行同步运行,此时电机的转速根据电机的极数和电机输入电源频率形成严格的对应关系,转速不受负载和其他因数影响。
由于电机的转速和电源频率的严格对应关系,使得电机的转速精度主要就取决于变频器输出电源频率的精度,控制系统简单,对一台变频器控制多台电机实现多台电机的转速一致,也不需要昂贵的光学编码器进行闭环控制。
同步变频调速电机附加了一个独立式强迫冷却风机,以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。
二、异步电机的变频调速
异步变频调速电机是由普通异步电机派生而来,由于要适应变频器输出电源的特性,电机在转子槽型,绝缘工艺,电磁设计校核等作了很大的改动,特别是电机的通风散热,它在一般情况下附加了一个独立式强迫冷却风机,以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。
变频器的输出一般显示电源的输出频率,转速输出显示为电机的极数和电源输出频率的计算值,与异步电机的实际转速有很大区别。
由于异步电机的转差率是由电机的制造工艺决定,故其离散性很大,并且负载的变化直接影响电机的转速,要精确控制电机的转速只能采用光电编码器进行闭环控制,当单机控制时转速的精度由编码器的脉冲数决定,当多机控制时,多台电机的转速就无法严格同步,这是异步电机先天所决定的。
变频调速的工作原理变频器的功用是将频率固定的(通常为50Hz的)交流电(三相或单相)变成频率联系可调(多数为O-4OOH0的三相交流电。
由公式:n0=60f/p其中n0为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率f连续可调时(一般P为定数),电动机的同步转速也连续可调。
又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些,所以,当同步转速连续可调时,异步电动机转子的转速也是连续可调的。
变频器就是通过改变f (电流的频率)来使电动机调速的在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。
如果是变频器出现故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里略作介绍。
一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R S T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。
相反将黑表棒接到P端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。
将红表棒接到N 端,重复以上步骤,都应得到相同结果。
如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值三相不平衡,可以说明整流桥故障。
B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U V W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基本相同,反相应该为无穷大。
将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。
在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。
2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动, 连接异常有时可能导致变频器出现故障, 严重时会出现炸机等情况。
3、上电后检测故障显示内容, 并初步断定故障及原因。
复习提纲1、根据公式,说明交流异步电动机和同步电动机调速的方法各有哪些?交流电机同步转速交流感应电机转速交流异步电动机调速的方法:(1)变频调速(2)变极调速(3)变转差率调速第一:改变感应电机的极对数p ,从而改变电动机的转速。
这种方法只能一级一级地调速,不能平滑调节,而且电机体积较大,接线复杂,电机运行性能较差; 第二:改变感应电机转差率s 。
绕线式感应电动机通过在转子中外加调速电阻,实现改变转差率,使得转速改变。
缺点是调速电阻需要消耗一定能量,绕线式电动机结构较复杂,适用于中小容量电动机;第三:改变电源频率f1。
通过改变电源频率来改变交流电动机转速。
是当前应用最广泛的交流调速技术。
既适用于同步电机,也适用于感应电机。
交流同步电机转速 只有变频调速根据交流异步电机的转速公式n=n1(1-s)=60f1/p(1-s)可知:交流异步电动机有以下三种基本调速方法:(1)改变定子极对数p 调速。
(2)改变电源频率f1调速。
(3)改变转差率s 调速。
()()116011=-=-f n n s s p1160=f n p 1160=f n p2、按电动机能量类型可将异步电机调速分为几种类型?(1)转差功率消耗型调速系统(2)转差功率馈送型调速系统(3)转差功率不变型调速系统3、现代交流调速系统由哪些部分组成?现代交流调速系统的组成4、目前应用最多、最广泛的交流调速方法是哪种?主要应用于哪些场合?变频调速:改变电源频率f1。
通过改变电源频率来改变交流电动机转速。
是当前应用最广泛的交流调速技术。
既适用于同步电机,也适用于感应电机。
5、叙述异步电动机工作原理、铭牌的意义、旋转方向等工作原理:三相交流异步电动机工作原理:(1)当三相异步电机接入三相交流电源时,三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场。
(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。