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异步电动机的起动、调速和制动关系分析

2020-09-07 15:08:10     来源:电机技术日参        

【哔哥哔特导读】我们在以前的文章中也谈到过,电机起动过程中,较小的起动电流及较大的起动转矩是非常理想的状态,如何拿捏好这两个参数,始终是电机制造者和使用者都比较关心的问题。

对于电动机产品,其基本的工作状态可以分为起动状态、调速状态和制动状态,调整状态一般是指电机正常运行状态下需要改变转速的情况,比较常见的有变极和变频调速;起动状态各制动状态也是电动机转速变化的过程。

我们在以前的文章中也谈到过,电机起动过程中,较小的起动电流及较大的起动转矩是非常理想的状态,如何拿捏好这两个参数,始终是电机制造者和使用者都比较关心的问题。

01电机的起动过程分析

对鼠笼式异步电机,当电网容量允许时,直接起动可以获得较大的起动转矩,但是起动电流比较大,是额定电流的5至7倍。当电网容量较小时,电机无法直接起动,一般采用降压起动以减小起动电流,但是降压起动时,起动转矩也会不同程度地减小。介但是对于绕线电机,在转子回路中串入电阻,可以满足小起动电流大起动转矩的双重目的。鉴于这个原因,在一些起动困难的设备和场合,往往会采用绕线电机。

电机

对于鼠笼型电机,利用集肤效应选择采用深槽式和双鼠笼转子,增大电机起动过程中的转子电阻,可以较好地减小起动电流,但起动转矩不会减小太多。这种情况下,在电机的正常运行过程中,转子电流频率很低,集肤效应基本消失,转子电流就会相对均匀地分布于转子导条中,转子电阻回归正常,可以保证电动机的效率参数指标。

对异步电动机的起动有很大影响的因素,还有由高次谐波磁场产生的附加转矩,如何削弱高次谐波产生的附加转矩,我们需要在绕组设计(如短矩绕组)、转子槽斜度控制、定、转子槽数配合选择方面进行改进。对于这方面的内容,我们在前面的文章已有相对详细的描述,在此不赘述。

02异步电动机的调速

我们在前面介绍过电机的变极调速、变频调速和转差率调速。较常用的异步电动机的调速方法有鼠笼式电动机变极调速和绕线式转子电机的回路串接电阻的方式。

随着变频技术的成熟,变频调速已达到了较为广泛的应用,特别是国家节能政策的导向作用下,变频电机的发展的进步相对较快。

对于同一台多速电机,有双速、三速甚至四速的变极调速效果,其重点在于通过定子绕组旋转磁场的改变达成调速的目的。多速电机的定子绕组有单绕结构和双多绕组结构,这类电机的绕组设计及生产加工过程都相对复杂,利用绕组不同的抽头方式和接线方式变通,实现突出一个谐波并抵销另一谐波的目的,从而实现变极。变极调速电机经常会遇到的问题包括在某一转速条件下起动性能不好或电磁噪声较大的情况,这些问题需要的设计及试验过程进行充分的论证,避免使用过程出现问题。

03异步电动机的制动

异步电动机的制动也是生产实际中需要解决的问题,必须掌握如何实现反接制动、发电机制动和能耗制动的方法。这些方法都是通过电动机本身状态的改变实现制动的方法。随着电机控制技术的发展及制动要求需求,辅助的电磁制动技术已被广泛认知和应用,如失电制动器就被广泛应用到电机产品上,即在普通电机的基础上,增加失电制动装置。

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