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折弯机三相异步电动机的调速

发布时间:2017-11-23

  折弯机三相异步电动机的调速是指用人为的方法来改变三相异步电动机的转速。异步电动机在结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便等方面优于直流电动机,在容量、电压、转速等级上也比直流电动机高,但在调速和控制性能上较直流电动机差。异步电动机的转速是可以调节的,但目前还没有找到调速范围广、精度高、动态性能好,而又价廉、可靠、能够完全取代直流电动机的交流调速系统,这在国际上也是令人瞩目的一个研究课题。

 

  图目耦变压器降压启动原理线路图
  折弯机异步电动机的转速公式为
  由式可见,异步电动机可通过改变定子绕组的极对数P、改变电源频率^和改变转差率S进行调速。
  1)折弯机变极调速
  变极调速就是改变电动机定子绕组的极对数P来调速。从式可见,如果电源频率固定不变,只要改变电动机绕组的极对数P,则同步转速n1和转子转速n也会随着改弧而且,电动机的同步转速n1与极对数P成反比变化,如当Z=50Hz时,把极对数从p=1变到p=2,得到的同步转速将为n=3000r/min和,z=1500r/min两种。
  折弯机变极调速的异步电动机一般采用鼠笼式转子,因为鼠笼式转子的极对数能自动地随着
定子极对数的改变而改变,使定、转子磁场的极对数总是相等而产生平均电磁转矩。若为绕线型转子,则定子极对数改变时,转子绕组必须相应地改变接法以得到与定子相同的极对数,很不方便。
  变极调速方法的优点:设备简单、运行可靠。缺点:不是平滑调速而是一级一级的分段式调速。
  2)折弯机变转差率调速
  就是改变电动机的转差率J来调速。当恒转矩负载调速时,从电磁转矩关系式可见,改变转差率J有如下几种方法:
  (1)在转子回路串入电阻、电感或电容,以改变转予电阻西或转子电抗工乞;
  (2)改变定子绕组的端电压矾;
  (3)在定子回路串入外加电阻或电抗。
  改变转差率调速常用的方法是在转子回路中串电阻,其机械特性如图所示。这种方法只适用于绕线转子异步电动机,在电动机转子回路中接入附加电阻后就可以改变电动机的特性曲线形状。假设在不同的转速时负载转矩死恒定不变,在转子回路未接入附加电阻时,电动机稳定在a点运行,这时电动机的电磁转矩刚好与负载转矩死相平衡,随着转子电阻的增大,电动机的稳定运行点逐渐向左移动(a-b-c-d),也就是说,随着转子电阻的增加,转差率变大,电动机的转速降低。
  图转子回路中串电阻调速的机械特性
  这一方法的物理过程:在转子回路电阻增加的最初瞬间,由于惯性的缘故,转子转速还来不及改变,转子回路的感应电势仍维持原来的数值,因此,转子电流将随着转子回路电阻数值的增加而减少,电磁转矩也将下降,于是电动机开始减速。但随着转速的下降,转差率变大,转子回路的电势及电流将随着转差率的增大而重新回升,从而使电动机的电磁转矩又重新增大,直到与负载转矩重新平衡为止。
  这种方法的缺点:转子回路中接入附加电阻后,将使转子铜耗增加,降低了电动机效率。但由于此法比较简单,在中小容量的电动机中还是用得比较多,如交流供电的桥式起重机大部分采用此法调速。
  3)折弯机变频调速
  由前面的分析可知,对异步电动机而言,变极调速级数少,并且不能平滑调速,转子回路串联电阻改变转差率s调速则损耗较大。因此,虽然异步电动机与直流电动机相比较有结构简单、成本低廉、坚固耐用等优点,但由于调速较困难而限制了它的使用,一般只能作接近恒速运行。然而,随着晶闸管提供一个频率可调的交流电源给异步电动机的基础产生,从而使能够平滑调节异步电动机转速的变频调速技术迅速发展。
  变频调速就是改变供电电源的频率来调速。当改变电源频率时,旋转磁场的同步转速与电源频率成正比变化,于是转子转速也相应改变,达到调节转速的目的。
  由式)可见,当降低交流电源频率^进行调速时。如果电源电压Ul不变,则磁通嘞将增加,使铁芯饱和,导致励磁电流和铁损耗增加,电动机温升将增加,这是不允许的;如果增大交流电源频率进行调速,电源电压U1不变,则磁通将减小,由式可见,在转子电流,2不变的情况下,电磁转矩丁必然下降,电动机输出功率将下降。所以,变频调速时,总希望保持磁通鳓不变。因此,在调节交流电源频率^时、必须同时调节电源电压巩,并保持1为常数。
  折弯机变频调速根据电动机输出性能的不同可分为如下3种:
  (1)保持电动机过载能力不变的变频调速;
  (2)保持电动机输出转矩不变的恒转矩变频调速;
  (3)保持电动机输出功率不变的恒功率变频调速。
  从调速范围、平滑性及调速过程中电动机的性能等方面来看,变频调速很优越,可以和直流电动机相媲美。但要使频率.^和端电压u1同时可调,需要一套专门的变频装置,使投入的设备增多、成本增大。
  折弯机异步电动机的调速性能不如直流电动机的调速性能好。这是因为,折弯机异步电动机的运行特点就是在接近同步转速工作时(即转差率S较小时),机械性能较硬,效率和功率因数都较高。如果远低于同步转速(即转差率S较大时),各方面的性能都要变差。因此,改变转差率J不是理想的调速方法,而变极调速和变频调速又不像直流电动机改变电枢电压那样方便。剪板机低压断路器的选择及使用注意事项