三相異步電動機的調(diào)速方法

汪金卡 王眾毅

【摘要】三相異步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟性能好，維護方便等原因被廣泛應用于現(xiàn)代化生產(chǎn)中。但相對于直流電動機而言，調(diào)速性能較差，如何改進三相異步電動機的調(diào)速方法，提高調(diào)速性能，滿足現(xiàn)代化交流拖動設備的需求，是一項現(xiàn)實任務。本文針對三相異步電動機的調(diào)速原理及方法做了分析，比較了幾種調(diào)速方法的實用性。

【關(guān)鍵詞】三相異步電動機 調(diào)速 原理 方法

1.引言

在由三項異步電動機拖動的生產(chǎn)系統(tǒng)中，為適應生產(chǎn)工藝的要求，往往要改變運行速度，實現(xiàn)生產(chǎn)機械速度變化要求有兩種辦法，機械調(diào)速和電氣調(diào)速，本文從電氣方面就三相異步電動機的調(diào)速原理及方法進行分析。

2.三相異步電動機的調(diào)速原理

三相異步電動機的工作原理是電磁感應定律和電磁力定律，三相異步電動機有固定的轉(zhuǎn)速公式n=60f/p（1-s），式中n為電動機實際轉(zhuǎn)速，s為轉(zhuǎn)差率，f為電源頻率，p為電動機定子磁極對數(shù)。由公式可知，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速由磁極對數(shù)、轉(zhuǎn)差率、及電源頻率決定，改變?nèi)咂湟?，電動機的轉(zhuǎn)速就會改變。

3.三項異步電動機的調(diào)速方法

3.1 改變磁極對數(shù)調(diào)速方法

這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子磁極對數(shù)達到調(diào)速目的，特點如下：具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低；有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。

3.2.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的特點是電動機同步轉(zhuǎn)速不變。其方法主要可分為：改變定子電壓調(diào)速；繞線異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；串級調(diào)速等。

（1）改變定子電壓調(diào)速。降低加在電動機定子繞組上的電壓，同步轉(zhuǎn)速不變，但最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩都變小，臨界點的速度保持不變。所以，電壓越低其所對應的機械特性越軟，電動機穩(wěn)定運行時的速度越低。該方法最適合與通風機型負載，能獲得較大的調(diào)速范圍。

（2）繞線異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。當繞線異步電動機轉(zhuǎn)子串入電阻后，電動機同步轉(zhuǎn)速 不變，最大轉(zhuǎn)矩不變，但起動轉(zhuǎn)矩變大，臨界點的速度變小，故機械特性變軟。所以，在一定的范圍內(nèi)，串入的電阻越起中大，機械特性越軟，起動轉(zhuǎn)矩越大，電動機穩(wěn)定運行時的速度越低。此種方法最適合與起重設備的調(diào)速。

（3）串級調(diào)速。為了克服轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時，消耗能量較大的問題，在轉(zhuǎn)子回路中串入三相對稱的附加電動勢取代原來的電阻。該附加電動勢的大小和相位可以自行調(diào)節(jié)，并且頻率始終與轉(zhuǎn)頻率相同。將原消耗在電阻上的能量回饋給電網(wǎng)。

3.3變頻調(diào)速

變頻調(diào)速異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為 n=60fp（1- S），當轉(zhuǎn)差率S

變化不大時電動機轉(zhuǎn)速 n 基本上與電源頻率 f 成正比，改變 f，就可以平滑地調(diào)節(jié)異步電動機的速度，采用改變供電源頻率的調(diào)速方法，是一種較經(jīng)濟的調(diào)速方法，也是異步電動機調(diào)速的重要發(fā)展方向之一。隨著可控硅變頻裝置的出現(xiàn)，解決了運行性能較為理想的變頻電源問題，使得異步電動機特別是籠式電動機變頻調(diào)速獲得很大的發(fā)展和較廣泛的應用。當今廣泛使用的變頻調(diào)速器已全部采用了數(shù)字化技術(shù)，并且日趨小型化、高可靠性和高精度。從應用角度看，不僅具有顯著的節(jié)電性能，而且還具有如下的優(yōu)良性能：（1）高精度平滑無級調(diào)速；（2）保護功能完善，能自診斷顯示故障所在，維護簡便；（3）電動機直接在線起動，起動轉(zhuǎn)矩大而起動電流小，減小對電網(wǎng)和設備的沖擊，并具有轉(zhuǎn)矩提升功能，節(jié)省軟起動裝置；（4）功率因數(shù)高，節(jié)省電容補償裝置。

4.結(jié)論

三相異步電動機的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變轉(zhuǎn)差率調(diào)速包括繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、串級調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速。變極調(diào)速是通過改變定子繞組的接線方式改變電動機的極數(shù)從而實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速的變化，該方法屬于有級調(diào)速變頻調(diào)速是現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的主要方向?qū)儆跓o級調(diào)速燒線式電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速方法簡單、易于實現(xiàn)但調(diào)速是有級的不平滑轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差、效率低；串級調(diào)速完全克服了轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的缺點但設備要復雜得多；降壓調(diào)速主要用于泵類及風機類負載調(diào)速。

【參考文獻】

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