三相感應電動機的調速方法有哪些?
感應電動機的轉速表達式:,可見,要改變n,可改變極對數p,供電電源頻率f1,轉差率s。
壹、變極調速
改變定子極對數,可改變同步轉速,從而調節轉速。
1.調速原理:
對籠型感應電動機,改變定子繞組連接法,以改變定子的極對數,而其轉子極對數能自動地跟隨定子極對數改變,從而實現調速的目的;而對繞線式的感應電動機,改變定子繞組的同時必須改變轉子繞組。
從圖可知,改變連接法,可使極對數成倍地變化,同步轉速也成倍地變化,這種調速為有級調速。
2.變極調速的方法:
由壹個星形連接改變成兩個並聯的星形連接:
由壹個三角形連接改變成並聯的兩個星形連接。繞組連接改變後,應將V、W兩相的出線端交換,以保證調速前後電機的轉向不變。
3.變極調速的特點:
容許輸出功率或轉矩在變化前後的關系。電動機輸出功率: ,假定在不同極對數下,效率和功率因數保持不變,則有:,若忽略定子損耗,電磁功率與(輸入)相等,轉矩 .
定子繞組由壹個星形連接改變成兩個並聯的星形連接時:近似為恒轉矩調速。極對數減小壹倍,n0增加壹倍,為使調速時的電動機得到充分利用,在調速前、後,繞組電流均為額定電流,調速前後的轉矩之比為: .
定子繞組由壹個三角形連接改變成並聯的兩個星形連接時:極對數減小壹倍,n0增加壹倍,調速前後功率之比為:近似為恒功率調速.變極調速電動機壹般稱為多速感應電動機。
改變定子極對數,也可在定子上裝兩套獨立繞組,各自對應不同的極對數。
二、變頻調速
改變供電電源頻率,可得到很大的調速範圍,有很好的平滑性和足夠硬的機械特性。變頻調速時,為了使勵磁電流和功率因數基本保持不變,希望磁通也保持不變。
當φ>φN時,勵磁電流增加,功率因數降低。
當φ<φN時,電動機的容許輸出轉矩下降,其功率不能充分利用而造成浪費。
由定子電路的電動勢方程可見,忽略定子漏阻抗時,有: ,可見,為使f變化時,磁通不變,則必須使 為定值。
1.恒轉矩調速方式:
電機最大轉矩: ,其中:
,且當f1較高時, ,而略去r1,上式可變為: ,再引入過載倍數, 有: ,若頻率變為f1’,定子相電壓、額定轉矩等相應地加“’”,則頻率變化前後額定轉矩之比為: , 為了使頻率變化前後電動機有相同的過載能力,即有過載倍數不變,這樣,上式可變為: ,即定子電壓應按此規律調節。由於是恒轉矩調速,有:
可見,對恒轉矩調速方式,如能保持頻壓比為常數,即可保證調速過程中電動機的過載能力不變,且同時滿足磁通基本不變的要求。
2.恒功率調速:
應用此式: ,由於是恒功率調速,有 代入上式有: , 即定子電壓應按此規律調節。這樣,在調速過程中電動機的過載能力也能保持不變,但磁通發生了變化。若按 規律調節,調速過程中磁通將不變化,但電機的過載能力將變化。
調速過程中,頻率較高時,臨界轉差與頻率成反比,頻率較低時,最大轉矩值將大大下降。為了保證在低頻率時,電機有足夠大的最大轉矩,應使頻壓比值隨頻率降低而增加。變頻調速具有優越的性能,調速範圍大,平滑性較高,變頻時Ux按不同規律變化可實現不同的調速方式,以滿足不同負載要求。低速時特性的靜差率較高,是感應機最有發展前途的壹種調速方式。缺點是必須有專用的變頻電源,在恒轉矩調速時,低速時的過載能力很低,可能不能帶負載。