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在电力拖动自动控制系统中电动机是各种生产机械的动力源也就是说各种生产机械都由异步电动机来拖动的生产机械有不同的种类还有各种运行状态对电动机的控制要求也就有所不同归纳起来主要有三大部分一是启动与停止控制二是调速控制三是制动控制
前面我们简单介绍了一些启动与停止控制电路及相应的控制原理下面介绍一下电动机调速控制的方法
在负载不变的情况下我们根据生产机械的一些工作要求人为地改变电动机的转速这就是调速调速的方法很多可以采用机械调速也可以采用电气调速采用电气调速可大大简化机械变速机构也能获得很好的调速效果(下面主要介绍电气调速)
笼形三相异步电动机有很多优点被广泛应用到各种生产机械上面但它也有两个非常致命的弱点即启动性能差调速性能差根据电动机的转速公式N=(1-s)N0=(1-s)60f1/p可知其转速与电源频率f1成正比与电动机磁极对数p成反比还与转差率有关
51, 51, 51; text-indent: 2em;">电源频率f=50HZ是一定的不容易改变电动机磁极对数p在电动机设计和制造时也是确定下来的都不容易改变所以说异步电动机调速困难
要想改变电动机的转速只有改变上述三个参数就可实现电动机的调速与电动机转速有关的三个参数虽说改变有些困难但也不是不能改变目前常见的电气调速方法又有下面几种
变频调速主要是依靠变频器来实现的其原理是通过改变异步电动机供电电源频率f1来改变同步转速N来调速的图1所示为变频调速的方框图变频调速装置(变频器)主要由整流器和逆变器组成通过整流器先将50Hz的交流电变换成电压可调的直流电直流电再通过逆变器变成频率连续可调的三相交流电在变频装置(变频器)的支持下即可实现三相异步电动机的无极调速51, 51, 51; text-indent: 2em;">1. 变转差率调速
调速过程中保持电动机同步转速No不变改变转差率s来进行调速在电动机转子绕组电路中接人一个调速电阻通过改变电阻即可实现调速(实质是改变了转子绕组中的电流)变转差率调速方法只适用于绕线转子电动机
改变电动机每相绕组的连接方法可以改变磁极对数磁极对数的改变可使电动机的同步转速发生改变从而达到改变电动机转速的目的由于磁极对数p只能成倍变化所以这种不能实现无极调速目前已生产的变极调速电动机有双速三速四速等多速电动机
变极调速虽不能平滑无级调速但比较经济简单在机床中常用减速齿轮箱来扩大调速范围下面介绍双速电动机的电气控制
51, 51, 51; text-indent: 2em;">双数电动机是通过改变定子绕组接线的方法改变磁极对数P以获得两个同步转速图2所示为4/2极双速电动机定子绕组接线示意图双速电动机每相绕组都有两组线圈图中分别用①②来表示我们把每组线圈串联的接头定义为整个绕组的尾端即U2V2W2三相绕组的收尾连线接头定义为整个绕组的首端即U1V1W1把绕组的首端U1V1W1接电源尾端U2V2W2悬空这种接法叫三角形接法见图2(a)所示这是旋转磁场具有四个磁极(即两对极)也即P=2这样电动机是一个转速(低速)
我们改变一下接法把绕组首端U1V1W1连在一起而把尾端U2V2W2接电源(我们俗话说把三个尾端提起来一拉)即每相绕组的两个线圈并联就变成了双星形接法了见图2(b)所示这时的旋转磁场的磁极数变为两个(即一对磁极p=1),电动机又是另一个转速变为高速了
知道了变极原理我们还是利用低压电器来进行接法上的改变图3为双速电动机控制线路这是一个手动控制的电路图在主电路上把电动机的6个线头从接线盒中抽出按图示连接好控制电路部分因为是手动控制两个速度的转换采用的是复合联锁的高低速直接转换的控制线路按下低速启动按钮SB2接触器KMI通电吸合电动机定子绕组接成三角形(三个尾端悬空)电动机以低速运转若按下高速启动按钮SB3断开KM1这趟控制线路则KM1断电释放同时接通KM2和KM3电动机定子绕组接成双星形电动机以高速运转
这是手动控制的电路图手动控制有个好处就是电动机转速的转换可以随时进行
还有一种自动控制实现转速变换的电路见图4所示主要是用在低速启动高速运转的生产机械上面受篇幅影响就不分析动作过程大家自行分析