異步電動機調速方法主要有:變極調速、變阻調速和變頻調速等幾種。
變極調速是通過改變定子繞組的磁極對數以實現調速;
變阻調速是通過改變轉子電阻以實現調速;
變頻調速目前使用專(zhuan) 用變頻器可以實現異步電動機的變頻調速控製。
一、變極調速控製線路
變極調速是通過改變定子空間磁極對數的方式改變同步轉速,從(cong) 而達到調速的目的。在恒定頻率情況下,電動機的同步轉速與(yu) 磁極對數成反比,磁極對數增加一倍,同步轉速就下降一半,從(cong) 而引起異步電動機轉子轉速的下降。顯然,這種調速方法隻能一級一級地改變轉速,而不能平滑地調速。
雙速電動機定子繞組的結構及接線方式如圖所示。
(a) 結構示意 (b) 三角形接法 (c) 雙星形接法
其中,(a)圖為(wei) 結構示意圖,改變接線方法可獲得兩(liang) 種接法,(b) 圖為(wei) 三角形接法,磁極對數為(wei) 2對極,同步轉速為(wei) 1500r/min,是一種低速接法;(c) 圖為(wei) 雙星形接法,磁極對數為(wei) 1對極,同步轉速為(wei) 3000r/min,是一種高速接法。
1、雙速三相交流異步電動機手動控製變極調速線路
圖中,KM1主觸點閉合,電動機定子繞組連接成三角形接法,KM2和KM3主觸點閉合,電動機定子繞組連接成雙星形接法。
線路動作原理為(wei) :
低速控製:
2、雙速三相交流異步電動機自動控製變極調速線路
SA有三個(ge) 位置:
中間位置所有接觸器和時間繼電器都不接通,控製電路不起作用,電動機處於(yu) 停止狀態;
低速位置接通KM1線圈電路,其觸點動作的結果是電動機定子繞組接成三角形,以低速運轉;
高速位置接通KM2、KM3和KT線圈電路,電動機定子繞組接成雙星形,以高速運轉。但應注意的是該線路高速運轉必須由低速運轉過渡。
控製線路動作原理:
轉換開關(guan) SA置於(yu) 高速位置,KT得電,其瞬時觸點閉合,KM1得電,M低速運行,當時間繼電器的設定時間到達,KM1失電,KM2、KM3得電,電動機M高速運行。
3、三速三相交流異步電動機調速線路
三速籠型異步電動機的定子槽安裝有兩(liang) 套繞組,分別是三角形繞組和星形繞組,其結構及接線方式如圖所示。低速運行按圖 (b ) 所示接線,定子繞組為(wei) 三角形接法。中速運行按圖(c) 所示接線,定子繞組為(wei) 星形接法。高速運行按圖 (d) 所示接線,定子繞組為(wei) 雙星形接法。
(a) 結構 (b) 低速接法 (c) 中速接法 (d) 高速接法
下圖為(wei) 三速籠型電動機控製線路,圖中SB1、SB2、SB3分別低速、中速、高速按鈕,KM1、KM2、KM3分別為(wei) 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(wei) :
按下任何一個(ge) 速度起動控製按鈕(SB1、SB2、SB3),對應的接觸器線圈得電,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,主電路對應的主觸點閉合,實現對電動機定子繞組對應的接法,使電動機工作在選定的轉速下。
顯然,這套線路任何一種速度要轉換到另一種速度時,必須先按下停止按鈕,因為(wei) 三個(ge) 接觸器之間是電氣互鎖的。
二、變頻調速控製線路
變頻調速的功能是將電網電壓提供的恒壓恒頻交流電變換為(wei) 變壓變頻的交流電,它是通過平滑改變異步電動機的供電頻率f來調節異步電動機的同步轉速n0。從(cong) 而實現異步電動機的無級調速。這種調速方法由於(yu) 調節同步轉速n0,故可以由高速到低速保持有限的轉差率,效率高、調速範圍大,精度高,是交流電動機一種比較理想的調速方法。
由於(yu) 電動機每極氣隙主磁通¢m要受到電源頻率f的影響,所以實際調速控製方式中要保持定子電壓U1與(yu) 其頻率f為(wei) 常數這一基本原則。
由於(yu) 變頻調速技術日趨成熟,故把實現交流電動機調速裝置做成產(chan) 品即變頻器。按變頻器的變頻原理可分為(wei) :交—交變頻器和交—直—交變頻器。隨著現代通信載波技術及電力電子技術的發展,PMW(輸出電壓調寬不調幅)變頻器已成為(wei) 當今變頻器的主流。
交—交變頻器和交—直—交變頻器的結構如圖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節,電網交流電被直接變成可調頻調壓的交流電。
交—直—交變頻器也稱間接變頻器,它先將電網交流電轉換為(wei) 直流電,經過中間濾波環節之後,再進行逆變才能轉換為(wei) 變頻變壓的交流電。