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三相電機調速方法

一、調速的原理
當把三相交變電流(即在相位上互差120°電角度)通入三相定子繞組(即在空間位置上互差120°電角度)后,該電流將產生一個旋轉磁場,該旋轉磁場的轉速(即同步轉速n)由定子電流的頻率f所決定,而位于該旋轉磁場的轉子繞組將切割磁力線,并在轉子繞組中產生相應感應電動勢和感應電流,此感應電流也處在定子繞組所產生的旋轉磁場中。因此,轉子繞組將受到旋轉磁場的作用而產生電磁力矩(即轉矩),使轉子跟隨旋轉磁場旋轉,轉子的轉速(即電動機的轉速)。因此,要對三相異步電動機進行調速,可以通過改變電動機的磁極對數p、改變電動機的轉差率s,以及改變電動機的電源頻率f。
 
二、調速的基本方法
異步電動機調速的基本途徑有改變電動機的磁極對數p(即變極調速)、改變電動機的轉差率s(即改變轉差率調速)和改變電動機的電源頻率f(即變頻調速)。
1.變極調速
改變磁極對數實際上就是改變定子旋轉磁場的轉速,而磁極對數的改變又是通過改變定子繞組的接法來實現的。這種調速的缺點如下:
(1)一套繞組只能變換兩種磁極對數,一臺電動機只能放兩套繞組,所以,最多也只有4擋速度。
(2)不管在哪種接法下運行,都不可能得到最佳的運行效果,也就是說,其工作效率將下降。
(3)在機械特性方面,不同磁極對數的“臨界轉矩”是不同的,故帶負載能力也不一致。
(4)調速時必須改變繞組接法,故控制電路比較復雜,顯然,這不是一種好的調速方法。
 
2.改變轉差率調速
改變轉差率是通過改變電動機轉子電路的有關參數來實現的,所以,這種方法只適用于繞線式異步電動機。常用的有調壓調速、轉子串聯電阻調速、電磁轉差離合器調速和串級調速。這種調速方法雖然在一部分機械中得到了較為普遍的應用,但其缺點也是十分明顯的,主要有如下幾個方面:
(1)因為調速電阻在外部,為了使轉子電路和調速電阻之間建立電的聯系,繞線式異步電動機在結構上加入了電刷和滑環等薄弱環節,提高了故障率。
(2)調速電阻將白白地消耗掉許多電能。
(3)轉速的擋位也不可能很多。
(4)調速后的機械特性較“軟”,不夠理想。
 
3.變頻調速
采用變頻器對鼠籠型異步電動機進行調速,具有調速范圍廣、靜態穩定性好、運行效率高、使用方便、可靠性高、經濟效益顯著等優點。
變頻調速是三相異步電動機最理想的調速方法,因此得到廣泛應用。
 
 

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