三相异步电机实现变速的方法

三相异步电机应用场合很多,在不同场合对转速等要求不一样,而且在同一场合也会要求变速器和使用不一样的转速。那么,三相异步电动机怎样才能实现变速?


1.变极对数调速方法


这种调速方法是以转换定子绕组接线的方式,改变笼型电动机的极端数量达到调速目标,特点是:机械性强、稳定性好;无转差损耗,效率高;接线简单,管理方便,价格便宜。有级调速,级差大,不能平滑调速;可以配合调压调速、电磁转差分离等方式,获得较高效率的平滑调速特性。


这种方式适合不需要无级调速的生产机械,比如金属切割机床、升降机、吊装设备、风机和水泵等。


2.变频调速


变频调速是电动机定子电源的频率变化,从而改变其同步转速的方式。变频调速系统主要设备为变频电源提供,变频电源可以分为两类:交流般直流(直流)、交换式变频(直流)和交换式变频(直流)。目前,国内大部分使用的是交换式直流。其特点:效率高,在调速时无附加损耗;应用范围广泛,可以在笼型上使用;调速幅度大、特性强、精准度高;技术复杂、成本高、维修难度大。


这种方式适用于要求精度高,调速性能较好的场合。


3.串级调速方法


串级调速是指绕线式电动机转子回路中串进可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。大部分转差功率被串进的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点是可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上;调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。


本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。


4.电磁调速电动机调速


电磁调速电动机由笼型三相异步电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小,一般由单相半波或全波晶闸管整流器组成,可改变晶闸管的导通角度,可改变大小的励磁电流。电磁转差离合器由三个部分组成:电枢、磁极和励磁绕。电枢和后者无机械联系,都可以自由转动。电枢与电动机转子同轴连接,是由电机带动的主动部位;磁极用联轴节对接负载轴,称为动力部件。当电枢与磁极均为静止时,如励磁绕组通以直流,则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极**替的磁极,其磁通经过电枢。当电脉随拖动电机旋转时,由于电脉与磁极之间的对比运动,所以使得电脉感应产生了涡流,这种涡流与磁通相互作用,就会产生转矩,带动有磁极的转子按同一方向旋转,但其转速恒低于电枢的转速N1,这是一种转差调速方式,变动转差离合器的直流励磁电流,便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机调速特点:装置结构和控制线简单,操作方便,维护方便;平滑的调速,无级调速;对于电网的混乱,有些人觉得不太合适;速度失大、效率低。


这种方式适合中小功率,需要平滑动力、短时低速运转的生产机械。


5.绕线式电动机转子串电阻调速


绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使得电动机转差增大,在较低速度下,电动机运转。串入电阻越大,电动机转速也就越低。


这种方法装置简单、控制方便,但是转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属于级调速,机械性更强。


6.定子调压调速


电动机的定子电压变化时,可以获得一组不同的机械特征曲线,从而获取不同的转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比,所以最大的转矩下滑了不少,调速范围也比较小,这让普通笼型电动机难以应用。为扩大调速范围,调压调速应采取专供调压调速用的力矩电动机等转子电阻值较大的笼型电机,或在绕线式电动机上串联频敏电阻。为扩大稳定运行范围,2:1以上的调速场应使用反馈控制,实现自动调节转速目标。调压调速的主要装置是一个可以提供电压变化的电源,目前常用的调压方法包括串联饱和电抗器、自萃变压器和晶闸管等多种调压方式。晶闸管的调压方法是最好的。


调压调速的特点是调压调速线路简单,易实现自动控制;调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。


7.液力耦合器调速方法


液力焊接器是一种液力传动装置,一般由泵轮、涡轮组成,统称为工作轮,放置于封口壳中。在壳内充满了某种工作液体,当泵轮在原有动力带动下旋转时,处于其中的液体被叶片推动而旋转,在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时,同样的转向上会给涡轮叶片带来推力,使其能够带动生产机械运行。液力糅合器的动力转移能力,与壳内相比,大小都是一致的。


在工作过程中,改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速,作到无级调速,其特点是功率适应范围大,可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要;结构简单,工作可靠,使用及维修方便,且造价低;尺寸小,能容大;控制调节方便,轻易实现自动控制。


本方法适用于风机、水泵的调速。