发布时间 : 星期五 文章三相异步电动机变极及串极调速系统设计更新完毕开始阅读575bcfea76a20029bc642d17
2.2.3 串极调速方法
串极调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：
1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高； 2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；
3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产； 4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。 2.2.4 绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属于有级调速，机械特性较软。 2.2.5 定子调压调速方法
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：
1、调压调速线路简单，易实现自动控制；
2、调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。 3、调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。 2.2.6 电磁调速电动机的调速方法
电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。 电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分，由电动机带动；
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磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点：
1、装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便； 2、调速平滑、无级调速； 3、对电网无谐影响； 4、速度失大、效率低。
本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。 2.2.7 液力耦合器调速方法
液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为：
1、功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要； 2、结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低； 3、尺寸小，能容大；
4、控制调节方便，容易实现自动控制。 本方法适用于风机、水泵的调速 2.3 调速范围
包括：恒转矩调速范围和恒功率调速范围两种。
⑴恒转矩调速范围是指调速系统在额定负载下，可长期稳定运行的最低 速度和最高速度之比，一般这个最高速度就是额定速度，比如：1：1000，假定该调速系统的最大（额定速度）为2000rpm，则其最小运行
⑵恒功率调速范围是指调速系统在额定功率下，可长期稳定运行的最低 速度和最高速度之比，一般这个最低速度就是额定速度，比如：1：2，假定该调速系统的额定速度为1000rpm，则其最高运行速度为2000rpm。 2.4 动态速降
它是指电动机由空载突加额定负载时最大的速度跌落（下降），这个值越小，表明系统响应快，系统特性硬。
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2.5 恢复时间
当电动机突加额定负载后可以恢复到原先速度所需的时间，时间越短，响应越好，反之表明系统响应慢。
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第三章 串级调速的基本原理及线路
3.1串级调速的基本原理
可控硅串级调速是在电动机转子回路串一可变电势，通过改变电势的大小进行调速，电动机的转子功率经过可控有源逆变器，变为与电网同频率的交流电能，将转差功率返回电网，因此效率高。
其基本原理如下：先将三相异步电机的转子电压经过三相桥式整流，变成直流电压（Ud），再在直流侧串入一个与其相反的直流电势（Uβ），Uβ是由可控硅有源逆变器产生，通过改变逆变器的逆变角β来改变Uβ的大小，从而达到调速与节能目的。 3.2串级调速基本类型
假定异步电动机的外加电源电压UL及负载转矩KL都不变．则电动机在调速前后转子电流近似保持不变。若在转子回路中引入一个频率与转子电势相同，而相位相同或相反的附电势Eadd则转子电流为
Ir?sEr0?EaddR?(sXr0)2r2?常数 （1—1）
式中： Rr0：转子回路电阻；
SXr0：转子旋转时转子绕组每相漏抗；
Er0：转子开路相电势 ；
电动机在正常运行时，转差率s很小，故Rr0≥SXr0。忽略SXr0有,
sEr0?Eadd=常数 （1—2）
上式中，Kr0为取决于电动机的一个常数，所以，改变附加电势可以改变转差S，从而实现调速。
图3-1异步电动机在转子附加电动势的原理图
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