如何调节电动机的转差率？

改变转差率调速方法有改变电源电压、改变转子回路电阻、电磁转差离合器调速等方式。

1.改变电源电压调速

当改变外加电压时,由于电磁转矩T∝U²₁,所以转矩随外加电压而改变,对应的不同机械特性如图2-61所示。当负载转矩T_L不变,电压由U₁下降至U₁′时,转速将由n_a降为n_b(a￫b)。所以通过改变电压U₁可实现调速。

图2-61 改变电源电压

2.改变转子回路电阻调速

改变绕线转子异步电动机转子电路的阻值(在转子电路中接入一变阻器),就会改变机械特性。电阻越大,曲线越偏向下方。在一定的负载转矩T_L下,电阻在一定范围内越大时,转速越低。这种调速方法损耗较大,调整范围有限,主要应用于小型电动机调速中(例如起重机的提升设备)。

在起动前先将起动电阻器调至最大值的位置,接通定子上的电源开关,转子就开始慢慢转动起来,随后把变阻器的电阻值逐渐减小到零位,使转子绕组直接连接,电动机就进入工作状态。电动机切断电源停止运行后,还要注意将变阻器调回至起动位置,为下一次起动做准备。

从机械特性曲线图2-62中可以看出,转子回路串入电阻后,可以增加起动转矩,如果串入的电阻恰当的话,就可以使起动转矩等于最大转矩,以获得较好的起动性能。这样,不仅增大了起动转矩,同时又减小了起动时的转子电流,可谓一举两得。

图2-62 改变转子回路电阻调速(www.xing528.com)

尽管绕线转子异步电动机的起动性能较好,但笼型异步电动机由于具有结构简单、价格便宜、工作可靠等突出优点,所以在不需要大的起动转矩的生产机械上一般采用笼型异步电动机而不使用绕线转子电动机。

3.电磁转差离合器调速(见图2-63)

图2-63 电磁调速器外形及接线示意图

电磁转差离合器调速系统,实际上就是在笼型异步机轴上装一个电磁转差离合器,通过晶闸管控制装置控制离合器绕组的电流(直流电),改变这一电流,就可以调节输出转速。

电磁转差离合器的基本工作原理是电磁感应原理。如图2-64所示为一个电磁离合器的工作示意图。

由图可见,转差离合器主要是由主动和控制两部分组成。主动部分由异步电动机带动,以额定转速旋转。通过联轴器带动的笼型转子,是一个由铁磁材料制成的圆筒,习惯上称为电枢。控制部分一般称为磁极,在磁极上装有励磁绕组,绕组与磁极的组合称为感应子。被传动的生产机械连接在感应子的轴上。绕组的引线接于集电环上,通过电刷与直流电源接通,绕组内流过的励磁电流由直流电源提供,当励磁绕组通以直流电时,绕组就成为了磁极。由于电动机拖动电枢以恒定方向和转速旋转,因此电枢与磁极间有相对运动,电枢切割磁场,从而在电枢中产生感生电动势,进而产生转矩。电磁转矩将使磁极跟随电枢同向运动,这样磁极就带着生产机械一同旋转。晶闸管整流电源通常采用单相全波或桥式整流电路,通过改变晶闸管的控制角(也就是导通角)就可以很方便地改变直流输出电压的大小。负载的转速则由磁极磁场的强弱而定,也就是说,由提供给电磁离合器的电流大小而定。因此,只要改变励磁电流的大小就可以改变磁极的转速,也就可以改变负载的转速。

由此可见,当转矩等于零时,磁极是不会转动的,这就相当于工作机械和电动机分离,只有电动机旋转,而生产机械却不转动。一旦加上励磁电流,磁极就转动起来,这就相当于工作机械被合上,故称为离合器。离合器和异步电动机一起构成的调速系统也称为转差电动机。

图2-64 电磁离合器的示意图