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电动机知识——变频调速方法

发布日期:2012-05-24访问次数: 字号:[ ]


   一、变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的连接方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下: 具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高; 接线简单、控制方便、价格低; 有级调速,级差较大,不能获得平滑调速; 可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

  二、变频调速方法 变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗; 应用范围广,可用于笼型异步电动机; 调速范围大,特性硬,精度高; 技术复杂,造价高,维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

  三、串级调速方法 串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入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入的附加电势所吸收,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,其特点为: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。

  四、绕线式电动机转子串电阻调速方法 绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大,电动机的转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速,机械特性较软。

  五、定子调压调速方法 当改变电动机的定子电压时,可以得到一组不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。 调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点: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。

  六、电磁调速电动机调速方法 电磁调速电动机由笼型电动机、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,通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成,改变晶闸管的导通角,可以改变励磁电流的大小。电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系,都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分,由电动机带动;磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。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极性交替的磁极,其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时,由于电枢与磁极间相对运动,因而使电枢感应产生涡流,此涡流与磁通相互作用产生转矩,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。电磁调速电动机的调速特点: 装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便;调速平滑、无级调速; 对电网无谐影响; 速度失大、效率低。 本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械。

  七、液力耦合器调速方法 液力耦合器是一种液力传动装置,一般由泵轮和涡轮组成,它们统称工作轮,放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体,当泵轮在原动机带动下旋转时,处于其中的液体受叶片推动而旋转,在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时,就在同一转向上给涡轮叶片以推力,使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。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,其特点为: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,容易实现自动控制。本方法适用于风机、水泵的调速。

 

电动机起动前如何检查?

    (1)新的或长期停用的电机,使用前应检查绕组间和绕组对地绝缘电阻。通常对500V以下的电机用500V绝缘电阻表;对500-1000V的电机用1000V绝缘电阻表;对1000V以上的电机用2500V绝缘电阻表。绝缘电阻每千伏工作电压不得小于1MΩ,并应在电机冷却状态下测量。

    (2)检查电机的外表有无裂纹,各紧固螺钉及零件是否齐全,惦记的固定情况是否良好。

    (3)检查电机传动机构的工作是否可靠。

    (4)根据铭牌所示数据,如电压、功率、频率、联结、转速等与电源、负载比较是否相符。

    (5)检查电机的通风情况及轴承润滑情况是否正常。

    (6)扳动电机转轴,检查转子能否自由转动,转动时有无杂声。

    (7)检查电机的电刷装配情况。

    (8)检查电机接地装置是否可靠。

 

电动机噪声异常

    1.当定、转子相擦时,会产生刺耳的“嚓嚓”碰擦声。应检查轴承,损坏的需更新。如果轴承未坏而发现轴承走内圈或外圈可镶套或更换轴承与端盖。

    2.电机缺相运行,吼声特别大。可断电再合闸,看是否能再正常起动。如果不能起动,则可能有一相断路。开关及接触器的触头未接通也会发生缺相运行。

    3.轴承严重缺油时,从轴承室能听到“咝咝”声。应清洗轴承,加新油。

    4.风叶碰壳或有杂物,会发出撞击声。应校正风叶,清除风叶周围的杂物。

    5.转子导条断裂,发生时高时低的“嗡嗡”声,转速也变慢,电流增大。

    6.定子绕组首末端接线错误,有低沉的吼声, 转速也下降

 

怎样正确选择电动机的功率

    电动机的功率.应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:

    (1>如果电动机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。

    (2)如果电动机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高(见表),不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。

    要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较:

    (1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率P(kw):

     P=P1/n1n2

    式中  n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。

    按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。

    例:某生产机械的功率为3.95kw.机械效率为70%、如果选用效率为0.8的电动机,试求该电动机的功率应为多少kw?

  解:P=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw

  由于没有7.1kw这—规格.所以选用7.5kw的电动机。

    (2)短时工作定额的电动机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许可时,应尽量选用短时工作定额的电动机。

    (3)对于断续工作定额的电动机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电动机。负载持续串Fs%的计算公式为

    FS%=tg/(tg+to)×100%

    式中  tg为工作时间,t。为停止时间min;tg十to为工作周期  时间min。

    此外.也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机,然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是:使电动机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电动机的工作电流,将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电动机的功率合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电动机的功率选得过大(即“大马拉小车”应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电动机的功率选得过小(即"小马拉大车"),应调换功率较大的电动机。表:

负载情况    空载       1/4负载      1/2负载      3/4负载       满载

功率因数    0.2         0.5          0.77         0.85         0.89

效率         0          0.78         0.85         0.88         0.895

 





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