谈异步电机调速方法及优势对比
异步电动机的调速方法有三种:一种方法是改变定子绕组磁极对数的变极调速;二是改变电机转差的转子串联电阻或改变定子绕组上的电压;第三种方式是改变给电机供电的频率,即变频调速。不同的调整方法,原理和效果都不一样。
1变极调速
变极调速是通过定子绕组引线的不同连接来获得相应的极数。变极调速只用于鼠笼异步电动机,因为当定子变极时,鼠笼转子也能相应变极;绕线式转子电机的转子绕组极数是固定的,不能进行变极调速。
变极调速的优点是所需设备简单;缺点是电机绕组引线多,调速只能分步调节,级数少。变极调速通常不单独使用,常与机械调速结合使用,相辅相成,扩大调速范围。
2改变转差速度调节
●可变电阻速度调节
变阻调速是通过改变电机转子电路的外电阻来实现的,所以只适用于绕线转子电机的调速。电源电压不变,电机Z大扭矩不变。如果转子回路的外电阻发生变化,产生Z大转矩的转速也会发生变化。这种调速方式简单方便,但机械特性曲线较软,外部阻力越大曲线越软,这样如果负载稍有变化就会引起很大的速度波动。此外,转子电路上的串联电阻消耗功率,使电机效率低下。可变电阻调速主要用于起重运输机械的调速。
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可变电阻调速的原理与转子串电阻起动相同,但需要注意的是,用于起动的转子外串电阻功率往往较小,不能用于调速;但用于调速的外接串联电阻功率较高,可用于起动。
●可变电压速度调节
变压调速是改变电机定子绕组上的电压。因为转矩与电压的平方成正比,所以对于不同的定子电压可以得到一组不同的机械特性曲线。对于恒转矩负载,可以得到不同的稳定转速,说明恒转矩负载的调速变化不大,实用价值不大。然而,风力涡轮机的负载扭矩与速度的平方成正比。随着转速的增加,负载转矩急剧增加,效果明显。
为了扩大恒转矩负载下的变速调节范围,应采用高转子电阻的笼型电机。这种调速方式效果明显,但机械特性曲线很软。因此,速度负反馈控制系统常被用来解决速度稳定性问题。
3变频调速
变频调速是改变电机供电的频率,应用Z广泛的是恒磁通调速,或称恒转矩调速,在额定转速以下调节转速。异步电动机的变频调速有三种方式:
●恒定流量控制。
●恒流控制。机械特性曲线与恒流量控制类似,只是过载能力小,用于负载能力小,变化不大的场合。
●恒功率控制。如果电机转速高于额定转速,电源电压无法提高,电变频调速具有重量轻、体积小、惯性小、效率高的优点,价格也在逐渐降低。随着计算机技术的发展,利用矢量控制技术,可以使异步电机调速的机械特性曲线像DC电机调速一样硬,这是目前交流调速的发展方向。
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