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標(biāo)題: 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法 [打印本頁]

作者: 51黑plc 時(shí)間: 2016-3-7 02:37
標(biāo)題: 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法
眾所周知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法有兩大類，一類是直流電動(dòng)機(jī)：另一類是交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)中用得最多的是異步電動(dòng)機(jī)（感應(yīng)電動(dòng)機(jī)），轉(zhuǎn)別是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。
　　兩類電動(dòng)機(jī)有不同的調(diào)速方法：
　　一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速
　　直流電動(dòng)機(jī)是指將直流電送到直流，把直流電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。這里首先要介紹如何將市電的交流電轉(zhuǎn)換成需要的直流電。六十年代以前采用的是發(fā)電機(jī)--電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（F-D），這種方法只有在由專用的發(fā)電機(jī)供電時(shí)才有可能。
　　另一種是可控硅--電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（SCR-D）。
　　兩種系統(tǒng)的原理示意圖如下：
　　直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速還比較方便，可以通過調(diào)節(jié)電樞供電電壓，電樞中串聯(lián)電阻，激磁回路串聯(lián)電阻來實(shí)現(xiàn)。
　　可見直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速有三種方法，而且調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方法容易實(shí)現(xiàn)平滑、無級(jí)、寬范圍、低損耗的要求。盡管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速就其性能而言，可以相當(dāng)滿意，但因其結(jié)構(gòu)夏雜，慣量大，維護(hù)麻煩，不適宜在惡劣環(huán)境中運(yùn)行，不易實(shí)現(xiàn)大容量化、高壓化、高速化，而且價(jià)格昂貴。
　　二、交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速
　　交流電動(dòng)機(jī)剛好相反。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、慣量小、維護(hù)方便，可在惡劣環(huán)境中運(yùn)行，容易實(shí)現(xiàn)大容量化，高壓化、高速化，而且價(jià)格低廉。
　　從節(jié)能的角度看，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置可以分為高效調(diào)速裝置和低效調(diào)速裝置兩大類。高效調(diào)速裝置的特點(diǎn)是：調(diào)速時(shí)基本保持額定轉(zhuǎn)差，不增加轉(zhuǎn)差損耗，或可以將轉(zhuǎn)差動(dòng)率回饋至電網(wǎng)。低效調(diào)速裝置的特點(diǎn)是：調(diào)速時(shí)改變轉(zhuǎn)差，增加轉(zhuǎn)差損耗。
　　（一）具體的交流調(diào)速裝置有：
　　高效調(diào)速方法包括：
　　改變極對(duì)數(shù)調(diào)速——鼠籠式電機(jī)
　　變頻調(diào)速——鼠籠式電機(jī)
　　串級(jí)調(diào)速——繞線式電機(jī)
　　換向器電機(jī)調(diào)速——同步電機(jī)
　　低效調(diào)速方法包括：
　　定子調(diào)壓調(diào)速——鼠籠式電機(jī)
　　電磁滑差離合器調(diào)速——鼠籠式電機(jī)
　　轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速——繞線式電機(jī)
　　（二）各種調(diào)速裝置的特點(diǎn)：
　　（1）改變極對(duì)數(shù)調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高；
　　②控制電路簡(jiǎn)單，易維修，價(jià)格低；
　　③與定子調(diào)壓或電磁轉(zhuǎn)差離合器配合可得到效率較高的平滑調(diào)速。
缺點(diǎn)：
　　有級(jí)調(diào)速，不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑的調(diào)速。且由于受到電機(jī)結(jié)構(gòu)和制造工藝的限制，通常只能實(shí)現(xiàn)2～3種極對(duì)數(shù)的有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍相當(dāng)有限。
　　（2）變頻調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，調(diào)速范圍寬；
　　②對(duì)于低負(fù)載運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，或起、停較頻繁的場(chǎng)合，可以達(dá)到節(jié)電和保護(hù)電機(jī)的目的。
　　缺點(diǎn)：技術(shù)較復(fù)雜，價(jià)格較高。
　　（3）換向器電機(jī)調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①具有交流同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和直流電動(dòng)機(jī)良好的調(diào)速性能；
　　②低速時(shí)用電源電壓、高速時(shí)用電機(jī)反電勢(shì)自然換流，運(yùn)行可靠；
　　③無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，適用于高速大容量同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速。
　　缺點(diǎn)：過載能力較低，原有電機(jī)的容量不能充分發(fā)揮。
　　（4）串級(jí)調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①可以將調(diào)速過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差能量加以回饋利用。效率高；
　　②裝置容量與調(diào)速范圍成正比，適用于70％～95％的調(diào)速。
　　缺點(diǎn)：
　　功率因素較低，有諧波干擾，正常運(yùn)行時(shí)無制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，適用于單象限運(yùn)行的負(fù)載。
（5）定子調(diào)壓調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①線路簡(jiǎn)單，裝置體積小，價(jià)格便宜；
　　②使用、維修方便。
　　缺點(diǎn)：
　　①調(diào)速過程中增加轉(zhuǎn)差損耗，此損耗使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低；
　　②調(diào)速范圍比較小；
　　③要求采用高轉(zhuǎn)差電機(jī)，比如特殊設(shè)計(jì)的力矩電機(jī)，所以特性較軟，一段適用于55kW以下的異步電動(dòng)機(jī)。
　　（6）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制裝置容量小，價(jià)值便宜。
　　②運(yùn)行可靠，維修容易。
　　③無諧波干擾。
　　缺點(diǎn)：
　　①速度損失大，因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)差離合器本身轉(zhuǎn)差較大，所以輸出軸的最高轉(zhuǎn)速僅為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的80％～90％；
　　②調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化成熱能形式的損耗，效率低。
　　（7）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　①技術(shù)要求較低，易于掌握；
　　②設(shè)備費(fèi)用低；
　　③無電磁諧波干擾。
　　缺點(diǎn)：
　　①串鑄鐵電阻只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速。若用液體電阻進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，則維護(hù)、保養(yǎng)要求較高；
　　②調(diào)速過程中附加的轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為所串電阻發(fā)熱形式的損耗，效率低。
　　③調(diào)速范圍不大。
　　綜上所述，交流最理想的調(diào)速方法應(yīng)該是改變電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率，這就是變頻調(diào)速。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速的性能指標(biāo)完全可以達(dá)到甚至超過直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

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