三相異步電動機的調(diào)速 由異步電動機的轉(zhuǎn)速公式 可見,,三相異步電動機的調(diào)速方法,可有改變極對數(shù)p(變極調(diào)速),、改變頻率f1(變頻調(diào)速)和改變s(改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速)三種,。 一、變極調(diào)速 方法:改變定子繞組接法—將每相定子繞組分成兩個“半相繞組”,,改變它們之間的接法,,使且中一個“半相繞組”中的電流反向。極對數(shù)就成倍改變,。如圖6—16所示,,a)圖為4極,b)和c)圖變?yōu)?極,。三相繞組同時改接,。但要注意,,極數(shù)成倍變化時,必須 同時改變出線端的相序(如將V,、W對調(diào)),。例如極對數(shù)由p變?yōu)?p時,V相繞組與U相的相位差變?yōu)?400,,W相與U相差 ,,相當(dāng)于1200,如果不改變電源相序,,電動機將反轉(zhuǎn),。另外,由于繞線式轉(zhuǎn)子繞組不易改變極對數(shù)而籠型轉(zhuǎn)子繞阻的極對數(shù)總與定子繞組的極對數(shù)相同,,所以變頻調(diào)速只能用于籠型異步電動機,。 三相異步電動機變極調(diào)速的典型線路有Y-YY和△-YY兩種。 Y-YY變極調(diào)速繞組改變接方法如圖6-17 a)所示,,機械特性如圖6-18a) 所示,,YY接時理想空載轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)為2n0,最大轉(zhuǎn)矩 Y接時的同步轉(zhuǎn)速為n0,,最大轉(zhuǎn)矩 可見 TmYY=2TmY Y-YY變極調(diào)速的容許輸出: Y接容許輸出功率和容許輸出轉(zhuǎn)矩分別為 YY接容許輸出功率和容許輸出轉(zhuǎn)矩分別為 可見Y-YY 變頻調(diào)速方法屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式,。 △-YY變極調(diào)速繞組改接方法如圖6-17 b)所示?!鹘訒r的最大轉(zhuǎn)矩 故△-YY變極調(diào)速的機械特性如圖6-18 b)所示,。 △接時的容許輸出功率 可見△-YY變極調(diào)速方法近似為恒功率調(diào)速方法。 優(yōu)缺點及適用場合,。 二,、變頻調(diào)速 改變f1,即改變n0,,從而調(diào)節(jié)n ,。 變頻調(diào)速時,一般希望磁通φ保持不變,。因為φ<φn或φ>φ都不利,。根據(jù) 為使φ保持不變,,就要保持 為定值,,即改變f1的同時按比例改變UX,這時電動機容許輸出的轉(zhuǎn)矩不變,,為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式,。一般在額定頻率往下調(diào)時,采取這種調(diào)速方式,。但從額定頻率往上調(diào)時,,電壓不容許按比例上升而只能保持額定,,此時,f1越高,,φ越弱,,容許輸出的轉(zhuǎn)矩越小,而輸出轉(zhuǎn)速越高,,為恒功率調(diào)速方式,。 變頻電源采用電力電子器件變頻裝置。 變頻調(diào)速的調(diào)速性能最好,,只是目前裝置價格較高,,隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,變頻調(diào)速的應(yīng)用將越來越廣,。 三,、轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速 方法:轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻,由于轉(zhuǎn)子電流較大,,所以電阻級數(shù)少,,調(diào)節(jié)所串電阻 ,即可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,。 原理:可由轉(zhuǎn)子串電阻時的機械特性理解,。調(diào)速的物理過程如下: T回升至TZ時。電動機恢復(fù)穩(wěn)定運行,。屬改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速,。 優(yōu)缺點:設(shè)備簡單,初投資低,,操著方便,,有級調(diào)速,調(diào)速范圍受允許靜差率限制,,只能達到2~3,。損耗大,效率低,。 適用場合:一般用于功率不大的恒轉(zhuǎn)矩負載,,如起重機械,也可用于通風(fēng)機負載,。 四,、滑差電機(電磁調(diào)速異步電動機) 滑差電機由三部分組成:普通籠型異步電動機、滑差離合器和勵磁調(diào)節(jié)裝置,。 電磁滑差離合器又稱為轉(zhuǎn)差離合器,,示意圖如圖6-19所示,一般由主動與從動兩個基本部分組成。圖中1為主動部分,,由籠型異步電動機帶動,,以恒速旋轉(zhuǎn),為一鐵磁性材料制成的圓筒,,稱為電樞,;2為從動部分,稱為磁極,,套有勵磁繞組3,,繞組通過集電環(huán)通以直流勵磁電流。 工作原理:勵磁繞組通以直流電流,,建立磁場,,異步電動機帶動電樞旋轉(zhuǎn)時,電樞切割磁場,,感應(yīng)電勢,,其大小 在此感應(yīng)電動勢作用下,電樞內(nèi)出現(xiàn)渦流,,方向路徑如圖6-20所示,,其大小 式中 ZP——個極下的等效阻抗。 電樞受到的電磁力 F=BLI 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 此轉(zhuǎn)矩帶動從動部分和輸出機械沿電樞的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn),。由上式可見,,當(dāng)T一定時,欲調(diào)節(jié)從動部分的轉(zhuǎn)速(輸出轉(zhuǎn)速),,最有效的方法是改變B,,亦即調(diào)節(jié)勵磁電流的大小。 滑差離合器輸出轉(zhuǎn)速的近似公式為 式中 n1——離合器主動部分的轉(zhuǎn)速,; n2——離合器從動部分的轉(zhuǎn)速,; T——離合器轉(zhuǎn)矩; K——與離合器有關(guān)的系數(shù),; IB——勵磁電流,。 滑差離合器的機械特性n=f(T) 如圖6-21所示。 五,、串級調(diào)速 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速,,能量消耗大,不經(jīng)濟,。轉(zhuǎn)子電路的損耗為sPem稱為轉(zhuǎn)差功率,。為使調(diào)速時這轉(zhuǎn)差功率大部分能回收利用,可采用串級調(diào)速方法,。所謂串級調(diào)速,,就是在繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子電路中串入一個與E2頻率相同而相位相同或相反的附加電動勢Ef,,通過改變Ef的大小來實現(xiàn)調(diào)速,,其原理如下: 當(dāng)Ef=0時,。轉(zhuǎn)子電流為 與 相位相反時,轉(zhuǎn)子電流為 使轉(zhuǎn)子電流I2下降,,電磁轉(zhuǎn)矩 T回升至TZ穩(wěn)定運行,。稱為低同步串級調(diào)速。 Ef與sE2相位相同時,,同樣分析方法可知轉(zhuǎn)速可以上調(diào),,稱為超同步串級調(diào)速,由于實現(xiàn)起來比較困難,,一般只采用低同步串級調(diào)速,。 由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,近代大都采用晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng),,其原理線路圖如圖6-22所示,。機械特性如圖6-23所示。 串級調(diào)速的效率高,,平滑性好,,設(shè)備比變頻調(diào)速簡單,特別時調(diào)速范圍較小時更為經(jīng)濟,,缺點是功率因數(shù)較低,。 φn或φ> |
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