调速就是电动机在同一负载下得到不同的转速,以满足生产过程的需要。有些生产机械,为了加工精度的要求需要精确调整转速,如一些加工机床。另外,像鼓风机、水泵等流体机械,根据所需流量调节其速度,可以节省大量电能。所以三相异步电动机的速度调节是一个非常重要的应用。
异步电动机的转速公式
由式(4.15)可知,异步电动机可以通过三种方式进行调速:
(1)改变电动机旋转磁场的磁极对数p调速。
(2)改变供电电源的频率f1调速。
(3)改变转差率S调速。
下面分别介绍这几种调速方法。
1.变极调速
变极调速就是改变电动机旋转磁场的磁极对数p,从而使电动机的同步转速发生变化而实现电动机的调速。这种方法的优点是操作设备简单(转换开关),缺点是只能是有极调速,因而调速的级数不可能多,只适用于不要求平滑调速的场合。
改变绕组的连接可以有多种形式,可以在定子上安装一套能变换为不同极对数的绕组,也可以安装两套不同极对数的绕组,还可以混合使用这两种方法。
变极调速只适用于鼠笼式异步电动机,因为鼠笼转子的磁极对数能自动随定子绕组磁极对数变化而变化。(www.daowen.com)
2.变频调速
异步电动机的变频调速是一种优良的调速方法。异步电动机的转速正比于电源的频率f1,若连续调节电动机供电电源的频率,即可连续改变电动机的转速。有关异步电动机变频调速的详细内容将在后面进行讨论。
3.变转差调速
分析电磁转矩公式
可以看出,若保持转矩不变,当分别改变电源电压U1和转子回路电阻R2时,转差率S将改变,转差率的改变引起电动机转速的改变。所以通过改变转差率达到调速的目的。
(1)调压调速。改变异步电动机定子电压的机械特性如图4.13所示。从图4.13中可见n0、Sm不变,Tmax随电压U1的降低成平方的比例下降。对于负载转矩不变的情况(恒转矩负载),由负载线(图4.13中平行纵坐标的直线)与不同电压下电动机机械特性的交点,可有以a、b、c点所决定的速度。不难看出,其调速范围很小,所以这种调速方法的调速范围是有限的,而且容易使电动机出现过电流。
图4.13 调压调速原理
(2)转子电路串电阻调速。这种方法只适用于绕线式异步电动机。对于恒转矩负载,当改变转子电阻时,可以调节电动机的转速,如图4.14所示。当转子电阻R2增大时,电动机的转速降低。最大转矩Tmax不变,特性变“软”,这种方法转子回路消耗功率较大,对节能不利。
图4.14 调节转子电阻R2调速
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