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电动机的几种调速方法
作者: 发布日期:2019-10-04

国标电机小编为大家介绍一下异步电动机的几种调速方法。三相异步电动机笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

  一、调速方法
从异步电动机的转速关系式
n=n1(1-S)=60(f1/P)(1-S)
可见,要改变异步电动机的转速,可从下列三个方面着手:
1.改变异步电动机定子绕组的极对数P,以改变定子旋转磁场的转速n1,即所谓变极调速(不能均匀调速)。
2.改变电动机所接电源的频率以改变n1,即所谓变频调速;
3.改变电动机的转差率S。
其中,改变转差率S有很多种方法。三相异步电动机与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。当负载的总制动转矩不变时,与它平衡的电磁转矩也跟着不变,于是,从电磁转矩参数表达式(略)可见,当频率f1和极对数P不变时,转差率S是定子端电压、定子电阻、漏抗等物理量的函数,因此,改变转差率S的方法有下列几种:

  (1)改变加与定子的端电压,为此需用调压器调压;

  (2)改变定子电阻或漏抗,为此须在定子串联外加电阻或电抗器;

  (3)改变转子电阻,为此采用绕线式电动机,在转子回路串入外加电阻;

  (4)改变转子电抗,为此须在转子回路串入电抗或电容器。

  (5)在转子回路中引入一个转差率f2=Sf1的外加电势,为此须利用另一台电机来供给所需的外加电势,该电机可与原来电动机共轴,或不共轴,这样将几台电机在电方面串联在一起以达到调速目的,称为串级调速。串级调速可用一种可控硅调速来代替。其基本原理为:先将异步电动机转子回路中的转差频率交流电流用半导体整流器整流为直流,再经过可控硅逆变器把直流变为交流,送回到交流电网中去。这时逆变器的电压便相当于加到转子回路中的电势,控制逆变器的逆变角,可改变逆变器的电压,也即改变加于转子回路中的电势,从而实现调速的目的。
从上分析,可见异步电动机的调速方法很多,下面介绍主要的三种,即变极调速、变频调速和改变转子电阻调速。

  二、变极调速
由于一般异步电动机正常运行时的转差率S都很小,电机的转速n= n1(1-S)决定于同步转速n1。

从n1=60f1/P可见,在电源频率f1不变的情况下,改变定子绕组的极对数P,同步转速n1就发生变化,例如极对数增加一倍,同步转速就下降一半,随之电动机的转速也约下降一半。显然,这种调速方法只能做到一级一级地改变转速,而不是平滑调速。
变极电动机一般都用鼠笼式转子,因为鼠笼转子的极对数能自动地随着定子极对数的改变而改变,使定、转子磁场的极对数总是相等而产生平均电磁转矩。若为绕线式转子,则定子极对数改变时,转子绕组必须相应地改变接法以得到与定子相同的极对数,很不方便。
要使定子具有两种极对数,容易得到的办法是用两套极对数不同的定子绕组,每次用其中一套,即所谓双绕组变极,显然,这是一个很不经济的办法,只在特殊情况下才采用。理想的办法是:只装一套定子绕组而用改变绕组接法来获得两种或多种极对数,即所谓单绕组变极。对于倍极比情况(如2/4极、4/8极等),单绕组变极早已为人们所采用,随着科学技术的发展,非倍极比(如4/6极、6/8极等)以及三速(如4/6/8等)采用单绕组变极也得到广泛应用。
根据实际而定方式:电机容量大大小于电源容量且1000KW以下的可直接启动,这时的冲击电流是额定值的3-6倍。为了防止冲击电流过大,对于大电机必须考虑减少启动电流的启动方式:有串电抗启动、变频启动、液力偶合器启动等多种方式。
高压电机维修提示:电动机振动较平时大时,应采用振动表沿水平和垂直方向测量各部分振动值,并做相应记录。倾听电动机定子腔内部声音和轴承转动声音,检查地脚,如无明显异常现象,则采用脱开所拖动机械,单独空转电动机,以判定是电动机本身振动还是拖动机械引起的振动。在生产中会发现电动机修理后因种种原因致三相绕组磁势不对称,电动机在空载或低负荷时,表现出来的振动并不十分明显,而一旦接带的负荷加重,电动机振动也就逐渐加剧。

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