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二、三相异步电动机控制原理

时间:2023-09-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:由此可见,电动机在起动时既要把起动电流限制在一定数值内,同时又要有足够大的起动转矩,以便缩短起动过程。笼型电动机的起动。三相异步电动机的反转很容易实现,只要任意改变电动机接线盒中两根电源线的接入位置,就可以方便地改变电动机的转向,当然这需要使用开关来完成。三相异步电动机的常见故障及排除方法,见表3-3。

二、三相异步电动机控制原理

1.异步电动机的起动

定子绕组接通三相电源后,电动机开始转动,这时旋转磁场以最大的相对速度切割转子导线,转子感应电动势最大,转子电流也最大,而定子绕组中便跟着出现很大的起动电流,其值约为额定电流的4~7倍。

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图3-66 三爪拉马

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图3-67 用拉马拆卸带轮

电动机开始转动到达到额定转速的过程称为起动过程。电动机的起动过程非常短暂,一般小型电动机的起动时间在1s以内,大型电动机的起动时间约为十几秒到几十秒。过大的起动电流会使电网的电压下降,因而影响接在同一线路上的其他负载的正常工作。

由此可见,电动机在起动时既要把起动电流限制在一定数值内,同时又要有足够大的起动转矩,以便缩短起动过程。

笼型电动机的起动。

1)直接起动。直接起动是在定子绕组上直接加上额定电压来起动,如果电源容量足够大,而电动机的容量又不太大,电动机的起动电流对周围不会造成很大影响的,都可以直接起动。

一般在公用电网上10kW以下(不含10kW)电动机可以直接起动;在有独立变压器的情况下13kW以下(不含13kW)电动机可以直接起动。

2)减压起动。减小起动电流的方法,只有减低起动电压,但这时起动转矩也要下降,所以一般减压起动适用于电动机轻载或空载起动情况。

常用的减压起动方法有两种:

①星-三角减压起动。星-三角减压起动适用于正常运行时为三角形联结的电动机,如电动机额定电压380V,起动时把它接成星形,加在绕组上的电压只有额定电压的1/3为220V,起动电流会减小。待电动机的转速升高后,再通过开关把它改接成三角形,使它在额定电压下运转。这时的起动转矩只有直接起动的1/3。

星⁃三角起动的优点是起动设备费用小,在起动过程中没有其他电能损耗。

自耦变压器减压起动(起动补偿器)。自耦变压器减压起动是利用三相自耦变压器在起动时把电压降低,起动完成后,把额定电压再加在电动机上。减压的比率为0.65和0.8,可以根据需要选用。自耦减压起动适用于各种接法的电动机,但三角形联结的电动机用星⁃三角起动更方便,所以自耦减压起动器多用于大型星形联结的电动机。

2.绕线转子电动机的起动

绕线转子电动机是在转子电路中串入电阻,直接降低转子电流来起动,在起动时转子绕组接入起动电阻,随电动机转速提高,逐步减小所接入电阻,直到电动机达到额定转速后把三个集电环短路,电动机正常运行。

绕线转子电动机在转子串电阻起动过程中,起动转矩不但没有减小,反而会增大,因此可以重载起动,常用于需要起动转矩大的起重提升设备。(www.xing528.com)

3.异步电动机的调速、反转和制动

(1)异步电动机的调速。

1)笼型电动机的调速。笼型电动机调速可以有两种方法:变频调速和变极调速。

①变频调速。前面讲过三相电动机的转速与交流电的频率有关,改变交流电的频率就可以改变电动机的转速,但改变交流电的频率是很困难的,需要专用设备,而且费用极高,一般用于需要调速的大型电动机,而且调速范围有限。

②变极调速。磁极对数不同的电动机转速不同,磁极对数越多,转速越低,如果在一台电动机中,能改变绕组的联结方法,而改变电动机的磁极对数,就可以达到改变电动机转速的目的。但是这样改变转速的方法只能按等级改变转速,一般使用专门的变极电动机,可以得到两个不同的转速,一般常用于锅炉炉排电动机、交流电梯电动机。

2)绕线转子电动机的调速。在绕线转子电动机起动的过程中,电动机的转速是逐步提高的,如果在某一个转速时不再改变串接电阻的大小,电动机的转速就可以稳定在某一个转速水平上。但调速用的电阻要长时间通电,因此与起动用电阻不同。这种调速的范围也不很大。

也就是说交流电动机只能在较小的范围内调速,在这一点上,交流电动机不如直流电动机,直流电动机的优点就在于它可以方便地无极调速,而且直流电动机可以用电池供电,用在移动设备上,这也是交流电动机无法做到的。

(2)异步电动机的反转。生产机械在工作中经常要改变工作状态,如升、降、前进、后退等,而这些工作状态都是用电动机带动,由电动机的正反转来实现,用电动机来带动机械工作叫做电力拖动。

三相异步电动机的反转很容易实现,只要任意改变电动机接线盒中两根电源线的接入位置,就可以方便地改变电动机的转向,当然这需要使用开关来完成。

(3)异步电动机的制动。当电动机与电源断开后,由于电动机转动部分的惯性,所以电动机仍然继续转动,要经过若干时间才能停转,但是某些生产机械要求电动机能迅速停转,为此对电动机要进行制动。常用的制动方法有机械制动和电气制动两大类:

①机械制动。机械制动是使用电磁铁来带动制动机构动作,利用摩擦力来达到使设备停止转动的目的,这种制动方式需要的时间较长。在施工机械中常用这种制动方法。

②电气制动。电气制动是利用电动机内的电磁作用力使电动机迅速停转,这种方法主要用于金属加工机械中。

电气制动的速度非常快,设备可以很快停下来。

三相异步电动机的常见故障及排除方法,见表3-3。

表3-3 三相异步电动机的常见故障及排除方法

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(续)

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