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常用异步电机的种类和转矩特性归类

 电机技术日参 2020-10-17

为了适应配套机械不同的力矩特性、起动频繁程度和转动惯量,可以将异步电机产品分成三类:(1)正常转矩特性的笼型电机;(2)高转矩特性的笼型电机;(3)绕线型电机。按照不同的使用要求,制成不同类型的产品,并结合实际使用需求进行电机性能和成本的综合权衡。



正常转矩特性的笼型电机


通用型笼型电机(N设计)的起动性能,能够适应大多数配套机械不频繁起动的需要。这类电机属连续工作制,满载效率较高、转差率较低。基本系列低压封闭式电机起动性能实测值,起动转矩为1.7~2.8倍,最大转矩为2.2~3.2倍,最小转矩1~2.2倍。对于风机水泵类流体负载,阻力矩随转速平方而增大,起动阻力矩较小。有些空载起动满速加载的机械设备,如:金属切削机床、木工机械、液压传动设备、电动发电机组等,起动阻力矩不超过0.2~0.4倍额定力矩,通用型笼型电机采用星三角减压起动,也能拖动这类负载。



高转矩特性的笼型电机


高转矩特性的笼型电机(H设计)与N设计电机相比,起动性能更好,允许的负载转动惯量较大,但效率和功率数较低,转差率较大。高转矩特性电机适应下列负载:

●恒阻力矩负载。阻力矩基本恒定并等于额定转矩,与转速无关。如皮带运输机、造纸机、印刷机、谷物碾磨机、球磨机、真空泵、加煤机、制砖机和洗衣机等。

●频繁起动、断续工作、经常起动、正反转、断续工作制的小型笼型电机。该类电机主要用于起重机械和冶金辅助设备,为缩短工况转换时间,提高配套机械的生产效率,并减小过渡过程的能量损耗,防止电机过热,电机应具有高转矩特性,较小的起动电流和转动惯量、较低的同步转速、较大的转子电阻。

●冲击性负载。对于转动惯量大,且具有不均匀冲击性负荷的机械,如剪床、冲床、锤击机及锻压机,应采用高转差率笼型电机,如YH系列电机驱动。该类电机不仅起动转矩大、起动电流小,而且满载转差率高(8%~13%),在承受冲击负载时转速下降较多,负载飞轮中储存的动能可释放,从而缩短电机过载时间。

●卷绕、导辊负载。恒张力恒线速传动,要求较软的转矩特性,起动时转矩最大,转速升高转矩反而下降。恒转矩传动,要求在较宽的转速范围内转矩基本不变。这两类负载要采用力矩异步电动机,能在很宽的转速范围内稳定运行,甚至短时堵转。



绕线型电机


绕线型电机起动时,转子绕组通过集电环串接电阻,随转速升高逐步减小并短接。转子外接电阻一举多得:起动电流限制在1.5~2.5倍额定电流;转子回路的功率因数提高,起动转矩始终接近最大转矩;转子起动能耗大部分转嫁到外回路。不同工况采用不同的电阻值,缓解了起动转矩与起动电流的矛盾。

在下列领域需要采用绕线型电机:频繁起动断续工作的起重冶金用电机;负载阻力矩接近恒定、转动惯量大、起动时间长的机械设备,球磨机、压缩机;输配电容量不足以起动中大型笼型电机;需要小范围调速的中小型风机、水泵、空气压缩机。

随着变频供电及新能源电机的发展,原来电机的性能缺陷可能会不同程度地得到弥补,但是,如何能清楚电机的实际使用工况,将这些现实的需求作为电机的输入要求,应作为电机工作者的不懈追求。

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