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异步电动机起动、调速和制动的关系分析

2021-06-22  浏览次数:8691

对于电机产品,基本工作状态可分为启动状态、调速状态和制动状态。调节状态一般是指正常运行状态下需要改变电机转速的情况,比较常见的是变极和变频调速;起动状态和制动状态也是电机变速的过程。

我们在之前的文章中也讲过,在电机起动过程中,小起动电流和大起动转矩是非常理想的条件,如何处理这两个参数一直是电机制造商和用户都关心的问题。

01电机的起动过程分析

对于鼠笼式异步电动机,在电网容量允许的情况下,直接起动可以获得较大的起动转矩,但起动电流比较大,是额定电流的5 ~ 7倍。电网容量小时,电机不能直接启动。一般采用降压起动来降低起动电流,但采用降压起动时,起动转矩也会有不同程度的降低。但对于绕线式电机,通过在转子电路中串联电阻,可以达到小起动电流和大起动转矩的双重目的。由于这个原因,绕线式电动机经常用于一些设备和起动困难的场合。

对于鼠笼电机,利用趋肤效应选择深槽转子和双鼠笼转子,在电机起动过程中增加转子电阻可以很好地降低起动电流,但起动转矩不会降低太多。这种情况下,电机正常运行时,转子电流频率很低,趋肤效应基本消失,转子电流在转子条内会相对均匀分布,转子电阻恢复正常,可以保证电机的效率参数。

影响异步电动机起动的因素很多,如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,需要改进绕组设计(如短转矩绕组),转子槽倾角的控制,定子和转子槽数的匹配选择。对于这一方面,我们在前一篇文章中已经相对详细地描述过了,因此在此不再赘述。

02异步电动机的调速

我们介绍了电机的变极调速、变频调速和转差调速。异步电动机常用的调速方法有鼠笼式电动机的变极调速和绕线转子电动机的串联电阻。

随着变频技术的成熟,变频调速得到了广泛的应用,特别是在国家节能政策的指导下,变频电机的发展取得了相对较快的进步。

对于同一个多速电机,有两速、三速甚至四速变极调速效果,关键是通过改变定子绕组的旋转磁场来达到调速的目的。多速电机的定子绕组有单绕组结构和双多绕组结构。这种电机的绕组设计和生产工艺比较复杂。采用不同的抽头方式和绕组连接方式,实现突出一个谐波抵消另一个谐波的目的,从而实现变极。变极调速电机经常遇到的问题包括在一定转速下起动性能差或电磁噪声大。这些问题需要在设计和测试过程中充分论证,避免使用过程中出现问题。

03异步电动机的制动

异步电动机的制动也是生产实践中需要解决的问题,需要掌握如何实现反接制动、发电机制动和能耗制动。这些方法都是通过改变电机本身的状态来制动的方法。随着电机控制技术的发展和制动要求的提高,辅助电磁制动技术得到了广泛的认可和应用。比如带功率损耗的制动器广泛应用于电机产品,即在普通电机的基础上增加带功率损耗的制动器。

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