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技術(shù)文獻(xiàn)

三相異步電動(dòng)機(jī)的七種調(diào)速方法及特點(diǎn)：宏達(dá)振動(dòng)電機(jī)技術(shù)部提供2015-09-**

三相異步電動(dòng)機(jī)的七種調(diào)速方法及特點(diǎn)：

介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的七種調(diào)速方式及其特點(diǎn),指明其適用的場(chǎng)合

、情況

。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為： n=60f/p(1-s) 從上式可見(jiàn)

，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的

。

一

、分類：

1、從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看

，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)兩種

。不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有1)繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、2)斬波調(diào)速

、3)串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器

、4)液力偶合器、5)油膜離合器等調(diào)速

。不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用

。

2、改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)

，改變定子電壓

、頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。

、從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)看

，有1)高效調(diào)速方法與2)低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗

，如多速電動(dòng)機(jī)

、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法(如串級(jí)調(diào)速等)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法

，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中

；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中

；液力偶合器調(diào)速

，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加

，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的

。

一

、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法：這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的。本方法適用于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械

，如金屬切削機(jī)床

、升降機(jī)、起重設(shè)備

、風(fēng)機(jī)

、水泵等。

特點(diǎn)如下：1

、具有較硬的機(jī)械特性

，穩(wěn)定性良好； 2

、無(wú)轉(zhuǎn)差損耗

，效率高；3

、接線簡(jiǎn)單

、控制方便、價(jià)格低

；4

、有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大

，不能獲得平滑調(diào)速

；5、可以與調(diào)壓調(diào)速

、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用

，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。

二

、變頻調(diào)速方法：變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率

，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器

，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類

，目前國(guó)內(nèi)大都使用交-直-交變頻器

。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合

。其特點(diǎn)：1

、效率高，調(diào)速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗

；2

、應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)

；3

、調(diào)速范圍大，特性硬

，精度高

；4、技術(shù)復(fù)雜

，造價(jià)高

，維護(hù)檢修困難。

三

、串級(jí)調(diào)速方法：串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(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。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收

，再利用產(chǎn)生附加的裝置

，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式

，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速

、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速

。本方法適合于風(fēng)機(jī)

、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)

、擠壓機(jī)上使用

。其特點(diǎn)為：1、可將調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上

，效率較高

；2、裝置容量與調(diào)速范圍成正比

，投資省

，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機(jī)械上；3、調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行

，避免停產(chǎn)

；4、晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低

，諧波影響較大

。

四、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法：繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻

，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大

，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大

，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低

。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便

，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速

，機(jī)械特性較軟

。

五、定子調(diào)壓調(diào)速方法：改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)

，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線

，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比

，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多

，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用

。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍

，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)

，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻

。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的

。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源

，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種

。晶閘管調(diào)壓方式為最佳

。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：1

、調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單

，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；2、調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中

，效率較低

。

六、電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法：電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)

、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源(控制器)三部分組成

。直流勵(lì)磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成

，改變晶閘管的導(dǎo)通角

，可以改變勵(lì)磁電流的大小。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞

、磁極和勵(lì)磁繞組三部分組成

。電樞和后者沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)

。電樞與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動(dòng)部分

，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對(duì)接稱從動(dòng)部分

。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時(shí)

，如勵(lì)磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對(duì)N

、S極性交替的磁極

，其磁通經(jīng)過(guò)電樞。當(dāng)電樞隨拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)

，由于電樞與磁極間相對(duì)運(yùn)動(dòng)

，因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩

，帶動(dòng)有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)

，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式

，變動(dòng)轉(zhuǎn)差離合器的直流勵(lì)磁電流

，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。本方法適用于中

、小功率

，要求平滑動(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械

。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)：1

、裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠

、維修方便

；2

、調(diào)速平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速

；3

、對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧影響；4

、速度失大

、效率低。

七

、液力耦合器調(diào)速方法：液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置

，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪

，放在密封殼體中

。殼中充入一定量的工作液體，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)

，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)

，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力

，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)

。液力耦合器的動(dòng)力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對(duì)充液量的大小是一致的。在工作過(guò)程中

，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無(wú)級(jí)調(diào)速

。本方法適用于風(fēng)機(jī)

、水泵的調(diào)速。其特點(diǎn)為：1

、功率適應(yīng)范圍大

，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；2

、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

，工作可靠，使用及維修方便

，且造價(jià)低

；3、尺寸小

，能容大

；4、控制調(diào)節(jié)方便

，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制

。 a

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