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1、交流电动机调速及变频原理一、交流异步电动机调速的基本类型交流调速系统的主要类型交流电机主要分为异步电机(即感应电机)和同步电机两大类，每类电机又 有不同类型的调速系统。现有文献中介绍的异步电机调速系统种类繁多，可按照 不同的角度进行分类。1、交流异步电动机调速的基本类型由异步电动机的转速公式：n二60f (1 - s )(r /min)P可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：(1) 改变定子极对数P调速。(2) 改变电源频率 f 1调速。(3) 改变转差率 s 调速。异步电动机的调速方式：6(1变频不变型他控式、自控式)匸耗能型”调压、电阻电磁转差离合葩、串级馈送型，设备费用高 变极不变型，
2、有级调速1.1 变频调速交流变频调速技术的原理是把工频50Hz的交流电转换成频率和电压可调的交流电，通 过改变交流异步电动机定子绕组的供电频率，在改变频率的同时也改变电压，从而达到调节 电动机转速的目的。它与直流调速系统相比具有以下显著优点： (1)变频调速装置的大容量化。（2）变频调速系统调速围宽，能平滑调速，其调速静态精度及动态品质好。（3）变频调速系统可以直接在线起动，起动转矩大，起动电流小，减小了对电网和设备的 冲击，并具有转矩提升功能，节省软起动装置。（4）变频器置功能多，可满足不同工艺要求；保护功能完善，能自诊断显示故障所在，维 护简便；具有通用的外部接口端子，可同计算机、PLC联
3、机，便于实现自动控制。（5）变频调速系统在节约能源方面有着很大的优势，是目前世界公认的交流电动机的最理想、最有前途的调速技术。其中以风机、泵类负载的节能效果最为显著，节电率可达到20% 60。1.2 变极调速磁极对数 p 的改变，取决于电动机定子绕组的结构和接线。通过改变定子绕组的接线， 就可以改变电动机的磁极对数。磁极对数母平电流周期 磁场转过的空间角度同步转速（AP = 13603000 （转/分）F =工1801500 （$t/分）1201000（转/分）/j = 490750转/分）1.3 变转差率调速1.3.1、改变定子电压调速 -交流调压调速异步电动机的机械特性方程式：丁3pU2R
4、R / sT = L_1_2e s （R + R /s）2 +32（L + L ）21121 ll12其中：p为电机极对数;U1为相电压有效值R1 为定子每相绕组的阻Ll1 为每相漏感R2为折算到定子侧的每相电阻L2为折算到定子侧的漏感交流调压调速是通过改变电动机定子外加电压从而改变转差率S进行调速的。它是一种简 单、可靠、价格便宜的调速方法，但其调速特性软，低速时转差功率损耗大，效率较低。交 流调压调速常采用晶闸管组成的交流调压调速系统。1.3.2、绕线式异步电动机转子串电阻调速 绕线式异步电动机转子串电阻的机械特性如图所示。转子串电阻时同步转速和最大转矩Tm不变，临界转差率增大。转子串电阻
5、调速的优点： 设备简单，主要用于中、小容量的绕线式异步电动机如桥式起重机等。转子串电阻调速的缺点： 转子绕组需经过电刷引出，属于有级调速，平滑性差；由于转子中电流很大，在串接电 阻上产生很大损耗，所以电动机的效率很低，机械特性较软，调速精度差。1.3.3、绕线式异步电动机在转子回路中串级调速在转子回路中串入与转子电势同频率的附加电势，通过改变附加电势的幅值和相位实现 调速。其优点是： 可以通过某种控制方式，使转子回路的能量回馈到电网，从而提高效率；在适当的控制方式 下，可以实现低同步或高同步的连续调速。缺点是： 只能适应于绕线式异步电动机，且控制系统相对复杂。总结：变极调速r调压调速（降低电压
6、，将使机械特性变软）J变转差率调速绕线转子串电阻调速（转子电阻増加，将使机械特性变软） 交流调速$|绕线转子串附加电动势调速（串级调谑）J采用电盛离合器（滑差电动机）侷速J交一交变频调速1交一直一交变频调速2、变频调速的核心部件-变频器鼠笼型异步电动机的定子采用变频电源供电所构成的变频调速系统是具有高效率和高 性能的调速系统。通过改变定子供电频率，电机转速可得到宽围的无级调节。对定子电压 （或电源）以及频率按一定规律进行协调控制，可提高传动系统的运行特性。通过控制转差 （nO-n）/nO，电机可获得较理想的快速响应特性。一旦采用闭环控制系统，整个传动系统 可获得高精度及优良的传动特性。给电功机
7、定子提供频率可变电源的设备就是变频器，变频器是变频调速系统的核心部 分。变频器与电动机完美的控制配合构成了性能优良的变频调速系统。为分析变频器的工作 情况。变频器是介于电源与电动机之间的电压与频率可调变的供电环节。从逆变器的主回路上 看如果主回路等效于电压源供电，再把电源的直流量通过开关及控制元件，转化成交流输 出，这样的逆变器称为电压型逆变器。主回路等效于电流源供电，开关元件将其转换为交流 输出，这种类型的逆变器叫电流型逆变器。变频器与电源、电动机的关系二、调速电机选型以 jscc 调速电机为例1、调速电机构成2、调速电机选型6-200W1Ht型系列产品命名方法90YS90T若鄆先号功申代专
8、ZSQ用标弁Q掃LI轉汕评s iia.E+.fi)1$3D90100* （调血电机） 阳（电鸥期胡电机）25J01T调堰由煜*.EI日卩（力矩电机120GV22转子书F形式代号1&FE代号lG (OV1 1 卑卑12町、引袋式& (3 ffilV?2 4i220VlY2Z | 三相?Z0V| 板 f4H380/|r90GK180H:触.比代号T结枸代耳T派生代号60GK 5凹V世函笛3K 忌？L）XGf W卜卅谏初；he顷迫pm的OMf中间减速荊）1中拱）Llb1041BC中空1SD10制中Bit密吊.竈曲t号kJ2.1、调速电机可以直连，输出轴为圆轴，也可以加减速箱，输出轴为齿轮轴圆s调速电
9、机40W 90 x 90mm齿秤徘氐减诧顆用2.1.1、直连电机坐号/性能 ?雄大霁出WfW）电用Hz电盍谓蔬范围r/min起功转ftmN - m新定转珂EM运行电容齿轮轴h知90 r/mln120Dr,lTinMYT40GV1190YT44DV11啊干110SQ0.器W-1W22011CI-III10 kF (250V甜D.创40-160022011023090YT4I1GV22amsovazdd单用230倔t23ng，册2.5 hFJOV0Q.3622Q110230虽然调速电机的调速围为:50Hz901400转分钟;60Hz90-1600转分钟。但由于低速时 （W400转分钟）,电机转矩下
10、降较多，易发生过载，且电机直连风扇冷却效果差，易发热，因此必须 预留足够的功率余量，并且不要经常工作在低速区。因此电机最佳调速围为:50Hz400-1400 转分钟;60Hz400-1600转分钟注：曲銭图中剖面銭范围为调速电机允许的工作区域.mu 创0910 act1 oct izm me mia iwK%n (nnQD ffll 4ID 6ig asc 1Z1I me 1GI0 13H120a40】 eni Bit 、血 ixa iw iem ibodfta n怀叩3004D0 EH1 BOB IMS 1X0lD iEQ鞘 (sfrh)mN m)120W斡iiM (nN - n)112S馬
11、建 11 1rpn)2.1.2、加减速箱常用减速箱类别戒速10車号中前为裁速比的垦it”直角中实瑁号.flDGKF)QRT 违止T 3-T80标准MifMU 号；BOGKOH速比：1 - 3-1B0:-中间减速箱 型号.94GM10 jtt： 1： 10:”宜角中空城速箱翠号 90GKFJORC速比 1：卜愉减速箱减速比/性能对照表表中最高转速是以(50Hz:1400r/min、60Hz:1600r/min)为基数除以减速比而算岀的数值。表中色框表示输出轴的旋转方向与电机旋转方向相反欲获得比下表更高的减速比,可在电机与减速箱之间安装减速比为 10 的中间减速箱, 减速比将增加1 0倍。减速箱的
12、最大容许转矩为10N mo33用567.S1012.5151&2C!5305060759010fl120150ICO50Hz規高鞫E iroiln1&7w260233187T&Dm037B70翻打2023怡15 61411.79 37.&n罡魏 N m0.630.75L051_251.S72M2.&13.144.1fl5.2aS.277.521010101010101010砂HzfFmln5J3444320獅313ISO1261#789eo04534432272117.B=:13 J1tt.78.&N - mQ.630.751.051.251.57泅2.&13 143.764.1B5.23S.277.52诃101G101010i：10注：调速电机需要满足最低最高速度时，扭矩大于负载扭矩
