常见交流电动机的调速方式及其性能
解:交流电动机转速:
从上式可以看出,交流电动机调速有3个途径:1.改变极对数p;2.改变转差率s;3.改变频率f;
对于交流电动机,常见的调速方式有:
(1) 变极调速;这种变速方式只适用于专门生产的变极多速异步电动机,通过绕组的不同连接方式,获得2、3、4极三种速度。只能实现较大范围的调速。
(2) 转子串电阻;只适合与绕线式转子异步电机,改变串联于转子电路上的电阻的阻值,从而改变转差率实现调速。可以实现多种调速。但电阻消耗功率,效率低,机械性能变软,只适合调速要求不高的场合。
(3) 串级调速;只适合与绕线式异步电机,它通过一定的电子设备将转差功率反馈到电网。在风泵等传动系统中广泛适用。
(4) 超同步串级调速;接入交——交变频器,控制变频器的工作状态,可以使电动机在同步速度上下调速。调速范围大,能产生制动力矩。
(5) 调压调速;利用晶闸管构成交流调速电路,改变触发角,改变异步电机的端电压进行调速。效率较低,只适合特殊转子的电动机;
变频调速;改变供电频率,可以使得电机获得不同的同步转速。目前大量采用半导体器件构成禁止变频器电源。目前这类调速方式已经成为交流调速的发展主流。
220v交流调速电机
可以用变极调速,调压调速,变频调速,看你用在哪个场合,风机用前两就可以了,第三种成本太高,不是特别要求不用.
交流变频调速与直流变频调速何区别
要比较两者差异,首先必须先对两者的结构做个了解:
1、若要实现直流电机调速,可以有以下几种方法:
(1)在绕组内串联电阻,减小I 这种方法增加了拖动系统的损耗,机械性能变“软”,现在基本不用了。
(2)调节电枢绕组电压U,这是迄今为止公认最好的一种调速方式,具有以下特点:
A)调速后的机械特性不变,速度降落只随电枢电压而变。
B)实现无级调速,零速起调
C)由于主磁通不变,电动机额定电流也不变,因此调速过程具有“恒转距”特性。
(3)调节主磁通(因为增加磁通会导致磁路饱和,只能减小磁通,因此此方法又称为“弱磁调速”。 其特点是转速下降较快,但电动机输出功率不变, 呈现“恒功率”特性。
2、交流电机的调速方式
A)调节磁极对数:
这是有级调速方式,并且电机设计需要照顾到多种组合,无法全部做到最佳设计,故电机效率低 ;
B)调节电流频率(变频调速)
变频调速的核心是是保持主磁通不变。这就要求变频器输出“变频”的同时也要变电压(VVVF),否则定子铁心会出现“磁饱和”导致铁心急剧发热损坏电机。
为此,衍生出两种调制方式—脉幅调制(PAM)和脉宽调制(PWM)。因前者整流和逆变部分都要控制,比较复杂,目前应用最多的就是脉宽调制。
3.它们的比较:
(1)交流变频调速之所以比直流调速广泛运用是因为交流电机,不是变频调速原理具有优越性,变频调速只能应用于调速,而对力矩是无法做到精确控制的,原因很简单,直流调速的电枢和励磁不是耦合的,是分开的,这样对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制。
而交流调速,电枢电流和励磁电流是耦合的,是无法做到精确控制的,尽管目前的变频调速具有矢量控制,也就是运用现代控制理论,通过矢量转换,将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开,从而对其进行控制,也就是仿真直流调速的原理。
但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高行业,直流调速还是具有广泛性。而仅对速度控制,目前变频调速是可以逼真直流调速的特性,因为交流电机的优越性是直流电机无法做到的。
(2)直流电机的电刷和体积的原因,限制了它的应用范围,变频调速可以说是由风机和水泵发展而来的,是由于风机和水泵节能的需要,变频调速是最佳选择,
不过我个人认为就目前电价和变频器的自身的价格相比,这种节能是毫无意义的,因为要把变频器的投资收回,最少需要5-6年,在这5-6年的时间里,工况还不知道要发生什么变化。
因此,变频器最好应用在需要调速,而对启动性能及力矩调节要求不是很苛刻的场合,而这种场合比比皆是,这才是变频调速普遍应用的原因。
因此可以说如果用直流调速控制器去控制交流电机那才是最好的,真能做到这一点,目前还很困难。
扩展资料:
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
三相异步电动机转速公式为:n=60f(1-s)/p 从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机,改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速,能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。
参考资料:百科-直流变频
交流电机如何调速
一、变极对数调速方法 :改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速。
二、变频调速方法 :使用变频器改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
三、串级调速方法 :串级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。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法: 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。属有级调速,机械特性较软。
五、定子调压调速方法 :改变电动机的定子电压时,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。
扩展资料:
额定转速n=60f/p(1-s)=同步转速N1(1-S) f电源频率 p电机极对数 s转差率
1.利用变频器改变电源频率调速,调速范围大,稳定性平滑性较好,机械特性较硬。就是加上额定负载转速下降得少。属于无级调速。适用于大部分三相鼠笼异步电动机。
2.改变磁极对数调速,属于有级调速,调速平滑度差,一般用于金属切削机床。3.改变转差率调速。
(1)转子回路串电阻:用于交流绕线式异步电动机。调速范围小,电阻要消耗功率,电机效率低。一般用于起重机。
(2)改变电源电压调速,调速范围小,转矩随电压降大幅度下降,三相电机一般不用。用于单相电机调速,如风扇。
(3)串级调速,实质就是就是转子引入附加电动势,改变它大小来调速。也只用于绕线电动机,但效率得到提高。
用单相电容式电机说明:
单相电机有两个绕组,即起动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器,当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时,由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。
在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中产生感应电流,电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来。
在实际应用中,交流电动机总是与生产机械相联系,形成电力拖动系统。不同的生产机械要求不同的速度,即使同一个生产机械在不同的运行工况下,也需要不同的速度。
因而需要对拖动系统的运行速度加以调节,即产生了交流电动机调速.交流电动机,尤其是笼型感应电动机,由于没有机械换向装置,结构简单、运行可靠、维护方便、造价低廉。
且有良好的节能效果,在单机容量和速度极限等方面都比直流电动机高;特别是在灰尘多、有爆炸危险的恶劣环境里,交流电动机更为适用。
参考资料:百度百科——交流电动机调速
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