幾種調(diào)速方法的基本原理，方法與特點(diǎn)。

　　感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式：

,可見，要改變n,可改變極對數(shù)p，供電電源頻率f1，轉(zhuǎn)差率s。

 

　　一、變極調(diào)速

　　改變定子極對數(shù)，可改變同步轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

　　1.調(diào)速原理：

　　對籠型感應(yīng)電動機(jī)，改變定子繞組連接法，以改變定子的極對數(shù)，而其轉(zhuǎn)子極對數(shù)能自動地跟隨定子極對數(shù)改變，從而實現(xiàn)調(diào)速的目的;而對繞線式的感應(yīng)電動機(jī)，改變定子繞組的同時必須改變轉(zhuǎn)子繞組。

　　

 

　　從圖可知，改變連接法，可使極對數(shù)成倍地變化，同步轉(zhuǎn)速也成倍地變化，這種調(diào)速為有級調(diào)速。

　　2.變極調(diào)速的方法：

　　

由一個星形連接改變成兩個并聯(lián)的星形連接：

 

　　

 

　　

由一個三角形連接改變成并聯(lián)的兩個星形連接。繞組連接改變后，應(yīng)將V、W兩相的出線端交換，以保證調(diào)速前后電機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。

 

　　

 

　　3.變極調(diào)速的特點(diǎn)：

　　容許輸出功率或轉(zhuǎn)矩在變化前后的關(guān)系。電動機(jī)輸出功率：

，假定在不同極對數(shù)下，效率和功率因數(shù)保持不變，則有： ，若忽略定子損耗，電磁功率 與 (輸入)相等，轉(zhuǎn)矩 .

 

　　

定子繞組由一個星形連接改變成兩個并聯(lián)的星形連接時：近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。極對數(shù)減小一倍，n0增加一倍，為使調(diào)速時的電動機(jī)得到充分利用，在調(diào)速前、后，繞組電流均為額定電流，調(diào)速前后的轉(zhuǎn)矩之比為： .

 

　　

 

　　

定子繞組由一個三角形連接改變成并聯(lián)的兩個星形連接時：極對數(shù)減小一倍，n0增加一倍,調(diào)速前后功率之比為:近似為恒功率調(diào)速.變極調(diào)速電動機(jī)一般稱為多速感應(yīng)電動機(jī)。

 

　　改變定子極對數(shù)，也可在定子上裝兩套獨(dú)立繞組，各自對應(yīng)不同的極對數(shù)。

　　

 

　　

 

　　二、變頻調(diào)速

　　改變供電電源頻率，可得到很大的調(diào)速范圍，有很好的平滑性和足夠硬的機(jī)械特性。變頻調(diào)速時，為了使勵磁電流和功率因數(shù)基本保持不變，希望磁通也保持不變。

　　當(dāng)φ>φN時，勵磁電流增加，功率因數(shù)降低。

　　當(dāng)φ<φN時，電動機(jī)的容許輸出轉(zhuǎn)矩下降，其功率不能充分利用而造成浪費(fèi)。

　　由定子電路的電動勢方程可見，忽略定子漏阻抗時，有：

，可見，為使f變化時，磁通不變，則必須使 為定值。

 

　　1.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：

　　電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：

,其中：

 

　　

，且當(dāng)f1較高時， ，而略去r1，上式可變?yōu)椋? ，再引入過載倍數(shù)， 有： ,若頻率變?yōu)閒1’，定子相電壓、額定轉(zhuǎn)矩等相應(yīng)地加“’”，則頻率變化前后額定轉(zhuǎn)矩之比為： , 為了使頻率變化前后電動機(jī)有相同的過載能力，即有過載倍數(shù)不變，這樣，上式可變?yōu)椋? ,即定子電壓應(yīng)按此規(guī)律調(diào)節(jié)。由于是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，有：

 

　　可見，對恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，如能保持頻壓比為常數(shù)，即可保證調(diào)速過程中電動機(jī)的過載能力不變，且同時滿足磁通基本不變的要求。

　　2.恒功率調(diào)速：

　　應(yīng)用此式：

,由于是恒功率調(diào)速，有 代入上式有： , 即定子電壓應(yīng)按此規(guī)律調(diào)節(jié)。這樣，在調(diào)速過程中電動機(jī)的過載能力也能保持不變，但磁通發(fā)生了變化。若按 規(guī)律調(diào)節(jié)，調(diào)速過程中磁通將不變化，但電機(jī)的過載能力將變化。

 

　　調(diào)速過程中，頻率較高時，臨界轉(zhuǎn)差與頻率成反比，頻率較低時，最大轉(zhuǎn)矩值將大大下降。為了保證在低頻率時，電機(jī)有足夠大的最大轉(zhuǎn)矩，應(yīng)使頻壓比值隨頻率降低而增加。變頻調(diào)速具有優(yōu)越的性能，調(diào)速范圍大，平滑性較高，變頻時Ux按不同規(guī)律變化可實現(xiàn)不同的調(diào)速方式，以滿足不同負(fù)載要求。低速時特性的靜差率較高，是感應(yīng)機(jī)最有發(fā)展前途的一種調(diào)速方式。缺點(diǎn)是必須有專用的變頻電源，在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速時的過載能力很低，可能不能帶負(fù)載。

　　

 

　　三、能耗轉(zhuǎn)差調(diào)速

　　其調(diào)速過程中均產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率消耗于轉(zhuǎn)子電路中，調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較差。主要有:轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速;改變定子電壓調(diào)速;滑差電動機(jī);串級調(diào)速;脈沖調(diào)速。

　　1.轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速：

　　當(dāng)轉(zhuǎn)子電路串電阻后，轉(zhuǎn)子電流減小，轉(zhuǎn)矩也減小，原有的平衡被破壞，系統(tǒng)減速，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子電流開始回升，直到新的平衡，電動機(jī)在新的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。轉(zhuǎn)子串電阻越大，人為特性越軟。

　　調(diào)速的上限為額定轉(zhuǎn)速，其下限受允許靜差率的限制，調(diào)速范圍較小，一般為2～3。級數(shù)少，平滑性不高，經(jīng)濟(jì)性差。適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。如起重機(jī)，對通風(fēng)機(jī)類負(fù)載也可應(yīng)用。

　　

 

　　2.改變定子電壓調(diào)速：

　　不適合于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，但對通風(fēng)機(jī)類負(fù)載較適用。采用閉環(huán)系統(tǒng)增加特性的硬度。該調(diào)速方式既不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也不是恒功率調(diào)速。最適合于通風(fēng)機(jī)類負(fù)載調(diào)速。其調(diào)速效率低，功率因數(shù)比轉(zhuǎn)子串電阻更低。適用于高轉(zhuǎn)差籠型感應(yīng)電動機(jī)調(diào)速。變極變壓相結(jié)合。