《電子技術(shù)應(yīng)用》
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三相交流異步電動機(jī)調(diào)速控制
摘要: 異步電動機(jī)調(diào)速方法主要有:變極調(diào)速、變阻調(diào)速和變頻調(diào)速等幾種。 變極調(diào)速是通過改變定子繞組的磁極對數(shù)以實現(xiàn)調(diào)速; 變阻調(diào)速是通過改變轉(zhuǎn)子電阻以實現(xiàn)調(diào)速; 變頻調(diào)速目前使用專用變頻器可以實現(xiàn)異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制。
Abstract:
Key words :

    異步電動機(jī)調(diào)速方法主要有:變極調(diào)速、變阻調(diào)速和變頻調(diào)速" title="變頻調(diào)速">變頻調(diào)速等幾種。
變極調(diào)速是通過改變定子繞組" title="定子繞組">定子繞組的磁極對數(shù)以實現(xiàn)調(diào)速;
變阻調(diào)速是通過改變轉(zhuǎn)子電阻以實現(xiàn)調(diào)速;
變頻調(diào)速目前使用專用變頻器可以實現(xiàn)異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制。

一、變極調(diào)速控制線路
變極調(diào)速是通過改變定子空間磁極對數(shù)的方式改變同步轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到調(diào)速的目的。在恒定頻率情況下,電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)成反比,磁極對數(shù)增加一倍,同步轉(zhuǎn)速就下降一半,從而引起異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的下降。顯然,這種調(diào)速方法只能一級一級地改變轉(zhuǎn)速,而不能平滑地調(diào)速。
雙速電動機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)及接線方式如圖所示。

(a) 結(jié)構(gòu)示意          (b) 三角形接法        (c) 雙星形接法

其中,(a)圖為結(jié)構(gòu)示意圖,改變接線方法可獲得兩種接法,(b) 圖為三角形接法,磁極對數(shù)為2對極,同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,是一種低速接法;(c) 圖為雙星形接法,磁極對數(shù)為1對極,同步轉(zhuǎn)速為3000r/min,是一種高速接法。

1、雙速三相交流異步電動機(jī)" title="交流異步電動機(jī)">交流異步電動機(jī)手動控制變極調(diào)速線路

圖中,KM1主觸點閉合,電動機(jī)定子繞組連接成三角形接法,KM2和KM3主觸點閉合,電動機(jī)定子繞組連接成雙星形接法。
線路動作原理為:
低速控制:

2、雙速三相交流異步電動機(jī)自動控制變極調(diào)速線路
SA有三個位置:
中間位置所有接觸器" title="接觸器">接觸器和時間繼電器都不接通,控制電路不起作用,電動機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài);
低速位置接通KM1線圈電路,其觸點動作的結(jié)果是電動機(jī)定子繞組接成三角形,以低速運(yùn)轉(zhuǎn);
高速位置接通KM2、KM3和KT線圈電路,電動機(jī)定子繞組接成雙星形,以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但應(yīng)注意的是該線路高速運(yùn)轉(zhuǎn)必須由低速運(yùn)轉(zhuǎn)過渡。
控制線路" title="控制線路">控制線路動作原理:
轉(zhuǎn)換開關(guān)SA置于高速位置,KT得電,其瞬時觸點閉合,KM1得電,M低速運(yùn)行,當(dāng)時間繼電器的設(shè)定時間到達(dá),KM1失電,KM2、KM3得電,電動機(jī)M高速運(yùn)行。

3、三速三相交流異步電動機(jī)調(diào)速線路
三速籠型異步電動機(jī)的定子槽安裝有兩套繞組,分別是三角形繞組和星形繞組,其結(jié)構(gòu)及接線方式如圖所示。低速運(yùn)行按圖 (b ) 所示接線,定子繞組為三角形接法。中速運(yùn)行按圖(c) 所示接線,定子繞組為星形接法。高速運(yùn)行按圖 (d) 所示接線,定子繞組為雙星形接法。

 (a) 結(jié)構(gòu)         (b) 低速接法        (c) 中速接法         (d) 高速接法
下圖為三速籠型電動機(jī)控制線路,圖中SB1、SB2、SB3分別低速、中速、高速按鈕,KM1、KM2、KM3分別為低速、中速及高速接觸器,以完成定子繞組的三角形接法、星形接法及雙星形接法。

線路動作原理為:
按下任何一個速度起動控制按鈕(SB1、SB2、SB3),對應(yīng)的接觸器線圈得電,其自鎖和互鎖觸點動作,完成對本線圈的自鎖和對另外接觸器線圈的互鎖,主電路對應(yīng)的主觸點閉合,實現(xiàn)對電動機(jī)定子繞組對應(yīng)的接法,使電動機(jī)工作在選定的轉(zhuǎn)速下。
顯然,這套線路任何一種速度要轉(zhuǎn)換到另一種速度時,必須先按下停止按鈕,因為三個接觸器之間是電氣互鎖的。

二、變頻調(diào)速控制線路

變頻調(diào)速的功能是將電網(wǎng)電壓提供的恒壓恒頻交流電變換為變壓變頻的交流電,它是通過平滑改變異步電動機(jī)的供電頻率f來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0。從而實現(xiàn)異步電動機(jī)的無級調(diào)速。這種調(diào)速方法由于調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速n0,故可以由高速到低速保持有限的轉(zhuǎn)差率,效率高、調(diào)速范圍大,精度高,是交流電動機(jī)一種比較理想的調(diào)速方法。
由于電動機(jī)每極氣隙主磁通¢m要受到電源頻率f的影響,所以實際調(diào)速控制方式中要保持定子電壓U1與其頻率f為常數(shù)這一基本原則。
由于變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟,故把實現(xiàn)交流電動機(jī)調(diào)速裝置做成產(chǎn)品即變頻器。按變頻器的變頻原理可分為:交—交變頻器和交—直—交變頻器。隨著現(xiàn)代通信載波技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展,PMW(輸出電壓調(diào)寬不調(diào)幅)變頻器已成為當(dāng)今變頻器的主流。
交—交變頻器和交—直—交變頻器的結(jié)構(gòu)如圖2.20所示。

圖2.20變頻器方框圖
交—交變頻器也稱直接變頻器,它沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié),電網(wǎng)交流電被直接變成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電。
交—直—交變頻器也稱間接變頻器,它先將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電,經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)之后,再進(jìn)行逆變才能轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電。

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