浅论三相异步电动机的机械特性、启动、制动与调速论文
摘要:阐述了异步电动机结构,运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点,目前,异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。就三相异步电动机的机械特性出发,主要简述电动机的启动、制动、调速等技术问题。
关键词:三相异步电动机;电力拖动;机械特性;启动;制动;调速
异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点,因此,异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中。尤其是随着电力电子技术的发展和交流调速技术的日益成熟,使得异步电动机在调速性能方面大大提高。目前,异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。就三相异步电动机的机械特性出发,主要简述电动机的启动,制动、调速等技术问题。
1三相异步电动机的机械特性
三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Tem之间的关系。由于转速n与转差率S有一定的对应关系,所以机械特性也常用Tem=f(s)的形式表示。三相异步电动机的电磁转矩表达式有三种形式,即物理表达式、参数表达式和实用表达式。物理表达式反映了异步电动机电磁转矩产生的物理本质,说明了电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用而产生的。参数表达式反映了电磁转矩与电源参数及电动机参数之间的.关系,利用该式可以方便地分析参数变化对电磁转矩的影响和对各种人为特性的影响。实用表达式简单、便于记忆,是工程计算中常采用的形式。
电动机的最大转矩和启动转矩是反映电动机的过载能力和启动性能的两个重要指标,最大转矩和启动转矩越大,则电动机的过载能力越强,启动性能越好。
三相异步电动机的机械特性是一条非线性曲线,一般情况下,以最大转矩(或临界转差率)为分界点,其线性段为稳定运行区,而非线性段为不稳定运行区。固有机械特性的线性段属于硬特性,额定工作点的转速略低于同步转速。人为机械特性曲线的形状可用参数表达式分析得出,分析时关键要抓住最大转矩、临界转差率及启动转矩这三个量随参数的变化规律。
2三相异步电动机的启动
小容量的三相异步电动机可以采用直接启动,容量较大的笼型电动机可以采用降压启动。降压启动分为定子串接电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动和自耦变压器降压启动。定子串电阻或电机降压启动时,启动电流随电压一次方关系减小,而启动转矩随电压的平方关系减小,它适用于轻载启动。Y-D降压启动只适用于正常运行时为三角形联结的电动机,其启动电流和启动转矩均降为直接启动时的1/3,它也适用于轻载启动。自耦变压器降压启动时,启动电流和启动转矩均降为直接启动时的l/k2(k为自耦变压器的变比),适合带较大的负载启动。
绕线转子异步电动机可采用转子串接电阻或频敏变阻器启动,其启动转矩大、启动电流小,适用于中、大型异步电动机的重载启动。
软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电动机控制装置,国外称为SoftStarter。它的主要构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。运用串接于电源与被控电动机之间的软启动器,以不同的方法,控制其内部晶闸管的导通角,使电动机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至启动结束,赋予电动机全电压,即为软启动。在软启动过程中,电动机启动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。软启动器实际上是个调压器,用于电动机启动时,输出只改变电压并没有改变频率。
3三相异步电动机的制动
三相异步电动机也有三种制动状态:能耗制动、反接制动(电源两相反接和倒拉反转)和回馈制动。这三种制动状态的机械特性曲线、能量转换关系及用途、特点等均与直流电动机制动状态类似。
4三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速。其中变转差率调速包括绕线转子异步电动机的转子串接电阻调速、串级调速和降压调速。
变极调速是通过改变定子绕组接线方式来改变电机极数,从而实现电机转速的变化。变极调速为有级调速,变极调速时的定子绕组联结方式有三种:Y-YY、顺串Y-反串Y、D-YY。其中Y-YY联结方式属于恒转矩调速方式,另外两种属于恒功率调速方式。变极调速时,应同时对调定子两相接线,这样才能保证调速后电动机的转向不变。
变频调速是现代交流调速技术的主要方向,它可实现无级调速,适用于恒转矩和恒功率负载。
绕线转子电动机的转子串接电阻调速方法简单,易于实现,但调速是有级的,不平滑,且低速时特性软,转速稳定性差,同时转子铜损耗大,电动机的效率低。串级调速克服了转子串接电阻调速的缺点,但设备要复杂得多。
异步电动机的降压调速主要用于风机类负载的场合,或高转差率的电动机上,同时应采用速度负反馈的闭环控制系统。
把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。再把直流电(DC)变换为交流电(AC),这个过程叫逆变,把直流电变换为交流电的装置叫逆变器(inverter)。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波,主要用在三相异步动机的调速,又叫变频调速器。
-
电气工程及自动化的发展现状与前景【范例2篇】
电气工程及自动化的发展现状与前景11我国电气工程及其自动化发展现状分析1.1开放式平台的应用从我国电气工程及其自动化技术的发展现状来看,开放式平台的应用对于电气自动化技术应用推广起到了重要作用。通过构建开放式平台,实现资源共享和编程可重复利用,不仅可...
-
机械规章制度【合集7篇】
在生活中,制度对人们来说越来越重要,好的制度可使各项工作按计划按要求达到预计目标。拟定制度需要注意哪些问题呢?以下是小编收集整理的机械规章制度,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。机械规章制度1一、遵守公德第一条公司员工必须遵纪守法、做维护社会公...
-
简单的机械设备租赁合同4篇(优秀)
现今很多公民的维权意识在不断增强,能够利用到合同的场合越来越多,签订合同也是非常有必要的行为。合同有不同的类型,当然也有不同的目的,以下是小编帮大家整理的简单的机械设备租赁合同,欢迎阅读与收藏。简单的机械设备租赁合同1甲方:(以下简称甲方)乙方:(以下简称乙...
-
港口大型机械防阵风防台风管理规定
第一章总则第一条为加强港口大型机械的防阵风、防台(以下简称防风防台),保障港口,保护国家和人民的财产,制定本规定。第二条本规定适用于全国港口的大型机械防阵风、防台风管理工作。第三条本规定下列用语的含义是:(一)阵风是指无预报的、风速15米/秒(7级)以上的大风和龙...