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如何分析、理解异步电机调速方式?

 电机技术日参 2020-10-17

按照异步电机转速的关联关系:转速=60×电源频率/极对数×(1-转差率),影响电机转速的因素包括电机极对数、电源频率和转差,也就引出异步电机的调速方法:变极调速、变频调速和转差调速。


01
变极调速


变极调速应用于多速电机,多速电机为笼型异步电机,该电机通过对定子绕组引出线的不同连接得到不同的极对数;定子变极时,笼型转子的极对数也会随之调整。而对于绕线式转子,其极对数是固定不变的,这也是绕线电机无法进行变极调速的原因。

变极调速电机定子绕组因为接法的转换,绕组引出头较多,调速也只能是分极调速,一台电机只能有几个不同档位的速度。为了实现更大的调整范围,一般采用与机械设备配套使用。


02
转差率调速


按照电机速度与转差的关系,调整转差所采取的措施包括变阻和变压方式。

变阻调速是通过改变电动机转子电路的外接电阻,因而只适用于绕线式转子电机。但是由于转子上串接的电阻要消耗功率,会导致电机效率变低。在前面的文章中我们谈了绕线电机串接电阻的起动方法,只是用于电机起动的外接电阻相对较小,不能用于调速;而用于电机调速的电阻较大,可以用作电机的起动。

变阻调速对应的特性曲线较软,外接电阻越大特性曲线越软,即转速对负载的变化比较敏感,即负载有较小的变化,转速就会有较大的波动。

变压调速是通过改变加在定子绕组上的电压,由于转矩与电压平方成正比。恒转矩负载的调速变化很小,实用价值不大。但是对于风机型负载,转矩与转速的平方成正比,随转速的上升,其负载转矩急剧增大,调速效果显著。为了在恒转矩负载下扩大变压调速范围,应采用转子电阻较大的笼型电动机,并采用带转速负反馈的控制系统来解决速度的稳定性问题。


03
变频调速


变频调速是通过改变电源频率,且应用较为广泛的调整方式。比较常用的变频调速方式包括恒磁通、恒电流和恒功率。要实现变频调速,就需要通过变频器实现所需频率的调整。变频调速器是把工频电源变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,它还具有改变交流电压的辅助功能。

采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在1.5倍额定电流以下。采用变频起动时,起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为0.7-1.2倍额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩不会低于额定转矩,可以全载起动。这也是变频器被广泛应用的另一大优势。 

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