按照異步電機轉速的關聯關係:轉速=60×電源頻率/極對數×(1-轉差率),影響電機轉速的因素包括電機極對數、電源頻率和轉差,也就引出異步電機的調速方法:變極調速、變頻調速和轉差調速。
01變極調速
變極調速應用於多速電機,多速電機為籠型異步電機,該電機通過對定子繞組引出線的不同連接得到不同的極對數;定子變極時,籠型轉子的極對數也會隨之調整。而對於繞線式轉子,其極對數是固定不變的,這也是繞線電機無法進行變極調速的原因。
變極調速電機定子繞組因為接法的轉換,繞組引出頭較多,調速也只能是分極調速,一臺電機只能有幾個不同檔位的速度。為了實現更大的調整範圍,一般採用與機械設備配套使用。
02轉差率調速
按照電機速度與轉差的關係,調整轉差所採取的措施包括變阻和變壓方式。
變阻調速是通過改變電動機轉子電路的外接電阻,因而只適用於繞線式轉子電機。但是由於轉子上串接的電阻要消耗功率,會導致電機效率變低。在前面的文章中我們談了繞線電機串接電阻的起動方法,只是用於電機起動的外接電阻相對較小,不能用於調速;而用於電機調速的電阻較大,可以用作電機的起動。
變阻調速對應的特性曲線較軟,外接電阻越大特性曲線越軟,即轉速對負載的變化比較敏感,即負載有較小的變化,轉速就會有較大的波動。
變壓調速是通過改變加在定子繞組上的電壓,由於轉矩與電壓平方成正比。恆轉矩負載的調速變化很小,實用價值不大。但是對於風機型負載,轉矩與轉速的平方成正比,隨轉速的上升,其負載轉矩急劇增大,調速效果顯著。為了在恆轉矩負載下擴大變壓調速範圍,應採用轉子電阻較大的籠型電動機,並採用帶轉速負反饋的控制系統來解決速度的穩定性問題。
03變頻調速
變頻調速是通過改變電源頻率,且應用較為廣泛的調整方式。比較常用的變頻調速方式包括恆磁通、恆電流和恆功率。要實現變頻調速,就需要通過變頻器實現所需頻率的調整。變頻調速器是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備,它還具有改變交流電壓的輔助功能。
採用變頻器運轉,隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,起動電流被限制在1.5倍額定電流以下。採用變頻起動時,起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉矩為0.7-1.2倍額定轉矩;對於帶有轉矩自動增強功能的變頻器,起動轉矩不會低於額定轉矩,可以全載起動。這也是變頻器被廣泛應用的另一大優勢。
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