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电动机的转速调节方法

信息来源:深圳市胜赢科技有限公司    添加时间:2018-07-25
    众所周知电动机转速调节方法有两大类,一类是直流电动机:另一类是交流电动机。交流电动机中用得最多的是异步电动机(感应电动机),转别是鼠笼式异步电动机。

      两类电动机有不同的调速方法:
  一、直流电动机调速
  直流电动机是指将直流电送到直流,把直流电动机的电能转换成机械能。这里首先要介绍如何将市电的交流电转换成需要的直流电。六十年代以前采用的是发电机--电动机系统(F-D),这种方法只有在由专用的发电机供电时才有可能。
  另一种是可控硅--电动机系统(SCR-D)。
  两种系统的原理示意图如下:
  直流电动机的调速还比较方便,可以通过调节电枢供电电压,电枢中串联电阻,激磁回路串联电阻来实现。
  可见直流电动机调速有三种方法,而且调节电枢供电电压的方法容易实现平滑、无级、宽范围、低损耗的要求。尽管直流电动机调速就其性能而言,可以相当满意,但因其结构夏杂,惯量大,维护麻烦,不适宜在恶劣环境中运行,不易实现大容量化、高压化、高速化,而且价格昂贵。
  二、交流电动机调速
  交流电动机刚好相反。电动机结构简单、惯量小、维护方便,可在恶劣环境中运行,容易实现大容量化,高压化、高速化,而且价格低廉。
  从节能的角度看,交流电动机的调速装置可以分为高效调速装置和低效调速装置两大类。高效调速装置的特点是:调速时基本保持额定转差,不增加转差损耗,或可以将转差动率回馈至电网。低效调速装置的特点是:调速时改变转差,增加转差损耗。
  (一)具体的交流调速装置有:
  高效调速方法包括:
  改变极对数调速——鼠笼式电机
  变频调速——鼠笼式电机
  串级调速——绕线式电机
  换向器电机调速——同步电机
  低效调速方法包括:
  定子调压调速——鼠笼式电机
  电磁滑差离合器调速——鼠笼式电机
  转子串电阻调速——绕线式电机
  (二)各种调速装置的特点:
  (1)改变极对数调速
  优点:
  ①无附加转差损耗,效率高;
  ②控制电路简单,易维修,价格低;
  ③与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速。
 缺点:
  有级调速,不能实现无级平滑的调速。且由于受到电机结构和制造工艺的限制,通常只能实现2~3种极对数的有级调速,调速范围相当有限。
  (2)变频调速
  优点:
  ①无附加转差损耗,效率高,调速范围宽;
  ②对于低负载运行时间较长,或起、停较频繁的场合,可以达到节电和保护电机的目的。
  缺点:技术较复杂,价格较高。
  (3)换向器电机调速
  优点:
  ①具有交流同步电动机结构简单和直流电动机良好的调速性能;
  ②低速时用电源电压、高速时用电机反电势自然换流,运行可靠;
  ③无附加转差损耗,效率高,适用于高速大容量同步电动机的启动和调速。
  缺点:过载能力较低,原有电机的容量不能充分发挥。
  (4)串级调速
  优点:
  ①可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用。效率高;
  ②装置容量与调速范围成正比,适用于70%~95%的调速。
  缺点:
  功率因素较低,有谐波干扰,正常运行时无制动转矩,适用于单象限运行的负载。
 (5)定子调压调速
  优点:
  ①线路简单,装置体积小,价格便宜;
  ②使用、维修方便。
  缺点:
  ①调速过程中增加转差损耗,此损耗使转子发热,效率较低;
  ②调速范围比较小;
  ③要求采用高转差电机,比如特殊设计的力矩电机,所以特性较软,一段适用于55kW以下的异步电动机。
  (6)电磁转差离合器调速
  优点:
  ①结构简单,控制装置容量小,价值便宜。
  ②运行可靠,维修容易。
  ③无谐波干扰。
  缺点:
  ①速度损失大,因为电磁转差离合器本身转差较大,所以输出轴的最高转速仅为电机同步转速的80%~90%;
  ②调速过程中转差功率全部转化成热能形式的损耗,效率低。
  (7)转子串电阻调速
  优点:
  ①技术要求较低,易于掌握;
  ②设备费用低;
  ③无电磁谐波干扰。
  缺点:
  ①串铸铁电阻只能进行有级调速。若用液体电阻进行无级调速,则维护、保养要求较高;
  ②调速过程中附加的转差功率全部转化为所串电阻发热形式的损耗,效率低。
  ③调速范围不大。
  综上所述,交流最理想的调速方法应该是改变电动机供电电源的频率,这就是变频调速。随着电力电子技术的飞速发展,变频调速的性能指标完全可以达到甚至超过直流电动机调速系统。
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