繞線式電機(jī)調(diào)頻原理.doc

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1、相繞線式異步電機(jī)，它具有啟動(dòng)電流小，且啟動(dòng)扭矩大，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)速度，它適合啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)和啟動(dòng)較頻繁的場(chǎng)合，被廣泛應(yīng)用于礦山、化工等各領(lǐng)域的球磨機(jī)、破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備中。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速公式（式一）可以得出要想改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以從以下幾點(diǎn)入手：（1）改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)；（2）電機(jī)工作電源頻率；（3）電機(jī)的轉(zhuǎn)差率；但是不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。N0=(1–s)60f/p（式1）（此公式適合所有的交流電機(jī)調(diào)速。）P—電機(jī)極對(duì)數(shù)；s—電機(jī)轉(zhuǎn)差率；f—電機(jī)工作電源頻率；N0—電機(jī)同步轉(zhuǎn)速；然而對(duì)于繞線電機(jī)調(diào)速，一般都

2、是給轉(zhuǎn)子中接串電阻達(dá)到調(diào)速的目的，接下來(lái)介紹幾種繞線電機(jī)的簡(jiǎn)單調(diào)速方法：一、串電阻啟動(dòng)調(diào)速。原理：對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)電壓及頻率不變時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻后，可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子中串接啟動(dòng)電阻，減小啟動(dòng)電流，電阻一般接為星形接法，根據(jù)公式：I0=U0/R0（式2）當(dāng)轉(zhuǎn)子串接電阻時(shí)R0↑,在U0不變的情況下，I0↓,此分析忽略電機(jī)感抗的損耗。主回路接線圖如圖一(a)圖一啟動(dòng)前將電阻全部接入轉(zhuǎn)子回路，隨著啟動(dòng)過(guò)程的結(jié)束，啟動(dòng)電阻被逐級(jí)短接，KM1,KM2,KM3逐級(jí)吸合，保證始終有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，短接方式可以遵循時(shí)間和電流調(diào)節(jié)原則，KA1

3、,KA2,KA3中間繼電器可以根據(jù)實(shí)際工作情況而定。串電阻優(yōu)點(diǎn)：1、系統(tǒng)穩(wěn)定，手動(dòng)控制簡(jiǎn)單。2、對(duì)檢修維護(hù)要求低，對(duì)維護(hù)人員技術(shù)要求不高。缺點(diǎn)：1、手動(dòng)操作、起動(dòng)性能不穩(wěn)定、起動(dòng)電流大（約為3～5le），轉(zhuǎn)子能耗高。2、技術(shù)落后，目前已逐漸被淘汰。3、屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。二、串頻敏變阻器調(diào)速啟動(dòng)。由于串電阻有以上缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)不斷的總結(jié)和改造，出現(xiàn)了串頻敏變阻器調(diào)速啟動(dòng)，其原理：利用電感器的交流阻抗隨著通過(guò)的電流頻率的增大而增大的原理設(shè)計(jì)的，繞線電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子電流頻率（式3），隨著轉(zhuǎn)速逐漸上升，而s下降，當(dāng)很小時(shí)，f0也逐漸下降直到無(wú)窮小。F0=s*f1

4、（式3）F0—轉(zhuǎn)子電流頻率；s—電機(jī)轉(zhuǎn)差率；f1—定子電流頻率；頻敏變阻器是一種無(wú)觸點(diǎn)的電磁原件，可視為帶鐵心的三相電抗器，在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，它的阻抗會(huì)隨著轉(zhuǎn)子電流的頻率變化而逐漸減少，故無(wú)需用人為去控制其阻抗數(shù)值，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，可用接觸器KM1，將其短接。如圖一b優(yōu)點(diǎn)：1、實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑啟動(dòng)。2、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)控制。3、運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，目前在低壓、小功率繞線電機(jī)中多采用此啟動(dòng)器。缺點(diǎn)：1、對(duì)電壓穩(wěn)定性要求高，稍低即難起動(dòng)。2、不能連續(xù)起動(dòng)，連續(xù)啟動(dòng)時(shí)間間隔為3分鐘左右。3、頻敏包易燒毀，對(duì)絕緣要求高。三、串極調(diào)速啟動(dòng)串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中

5、串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。原理：假定異步電機(jī)的外加電源電壓U0，及負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML都不變，則電機(jī)在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變。若在轉(zhuǎn)子回路中引入一個(gè)頻率與轉(zhuǎn)子電勢(shì)相同，而相位相同或相反的附加電勢(shì)E1則轉(zhuǎn)子電流I0為：I0=(E0±E1)/(R2+X0)1/2（式4）E0-轉(zhuǎn)子開路相電勢(shì)；R2-轉(zhuǎn)子回路電阻；X0-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)每相漏抗；當(dāng)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s很小，故R2≥X0，忽略X0，上式中，E0取電動(dòng)機(jī)的一個(gè)常數(shù)，所以改變附加電勢(shì)E1就可以改變轉(zhuǎn)差率s，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。實(shí)際E0±E1≈常數(shù)（式四）設(shè)當(dāng)E1=0時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速，

6、即n=n0,s=s0,當(dāng)附件電勢(shì)與轉(zhuǎn)子相電勢(shì)相位相反時(shí)，E1為負(fù)，改變E1的大小，可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以下調(diào)速，這稱為低同步串級(jí)調(diào)速（即s>0），當(dāng)附件電勢(shì)與轉(zhuǎn)子相電勢(shì)相位相同時(shí)，E1為正，改變E1的大小，可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以上調(diào)速，這稱為超同步串級(jí)調(diào)速(即s<0)。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是在繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)用大功率的晶閘管或整流二極管，將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率交流變?yōu)橹绷?，再用晶閘管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回電源以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種方式。晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路見圖二。BT-整流變壓器R-頻敏變阻器圖二此控制調(diào)速系統(tǒng)效率

7、利用率高，它能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，低速時(shí)機(jī)械特性也比較硬，但是在運(yùn)行中也必須要注意以下兩點(diǎn)：1、必須有嚴(yán)格的啟動(dòng)和切換順序，由于硅原件的賴壓和額定電流的影響，必須保證電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速以上時(shí)才允許切換至串級(jí)調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)，啟動(dòng)順序是：給控制回路送電，接通逆變器主電源轉(zhuǎn)子接入頻敏變阻器，接通定子電源，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)加速至規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)切換至串調(diào)運(yùn)行，此后立即切斷頻敏變阻器。2、必須有正確的停車順序，由于繞線電機(jī)空載時(shí)勵(lì)磁電流較大，為電機(jī)額定電流的25%，因此在電機(jī)分閘時(shí)不允許轉(zhuǎn)子開路，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)壓，甚至擊穿電機(jī)絕緣，停車時(shí)應(yīng)保證逆變器比整流器遲脫離電網(wǎng)，停車

8、順序?yàn)?，?/p>