交流電機(jī)的調(diào)速方法

交流電機(jī)是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī)。

交流電機(jī)由于沒(méi)有換向器,因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬(wàn)千瓦、甚至上百萬(wàn)千瓦。

隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及控制理論的發(fā)展，交流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性完全可以和直流傳動(dòng)系統(tǒng)相媲美，交流傳動(dòng)系統(tǒng)獲得廣泛應(yīng)用，交流傳動(dòng)取代直流傳動(dòng)已逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

由于交流電機(jī)本質(zhì)上為非線性、多變量、強(qiáng)耦合、參數(shù)時(shí)變、大干擾的復(fù)雜對(duì)象，它的有效控制一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，現(xiàn)已提出了多種控制策略與方法。其中經(jīng)典線性控制不能克服負(fù)載、模型參數(shù)的大范圍變化及非線性因素的影響，控制性能不高；矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制也存在一些問(wèn)題：近年來(lái)，隨著現(xiàn)代控制和智能控制的理論發(fā)展，先進(jìn)控制算法被應(yīng)用于交流電機(jī)控制，并取得一定成果。

(1)恒壓頻比控制

此法是從變壓變頻基本控制方式出發(fā)的且不帶速度反饋的開(kāi)環(huán)控制方式。由于在額定頻率以下，若電壓一定而只降低頻率，那么氣隙磁通就要過(guò)大，造成磁路飽和，嚴(yán)重時(shí)燒毀電機(jī)。為了保持氣隙磁通不變，采用感應(yīng)電勢(shì)與頻率之比為常數(shù)的方式進(jìn)行控制。

此法優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，控制運(yùn)算速度要求不高等。

此法缺點(diǎn)：開(kāi)環(huán)控制的調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)性能較差；只控制了氣隙磁通，而不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，性能不高；由于不含有電流控制，起動(dòng)時(shí)必須具有給定積分環(huán)節(jié)，以抑制電流沖擊；低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩不足，需轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。

(2)閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制

此法是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式。在電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，在轉(zhuǎn)差率很小的變化范圍內(nèi)，只要維持電機(jī)磁鏈不變，電機(jī)轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比，因此控制轉(zhuǎn)差角頻率即可控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

此法優(yōu)點(diǎn)：基本上控制了電機(jī)轉(zhuǎn)矩，提高了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度。

此法缺點(diǎn)：不能真正控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的轉(zhuǎn)矩，動(dòng)態(tài)性能不理想。

交流電機(jī)調(diào)速的調(diào)速方法

1.聽(tīng)聲音，仔細(xì)找故障點(diǎn)交流異步電機(jī)在運(yùn)行中，若發(fā)現(xiàn)較細(xì)的“嗡嗡”聲，沒(méi)有忽高忽低的變化，是一種正常的聲音，若聲音粗、且有尖銳的“嗡嗡”、“咝咝”聲是存在故障的先兆，應(yīng)考慮以下原因：

(l)鐵芯松動(dòng)電機(jī)在運(yùn)行中的振動(dòng)，溫度忽高忽低的變化，會(huì)使鐵芯固定螺栓變形，造成硅鋼片松動(dòng)，產(chǎn)生大的電磁噪聲。

(2)轉(zhuǎn)子噪聲轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)出的聲音，由冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的，是一種“嗚嗚”聲，若有像敲鼓時(shí)的“咚咚”聲，這是電機(jī)在驟然啟動(dòng)、停止、反接制動(dòng)等變速情況下，加速力矩使轉(zhuǎn)子鐵芯與軸的配合松動(dòng)所造成的，輕者可繼續(xù)使用，重者拆開(kāi)檢查和修理。

(3)軸承噪聲電機(jī)在運(yùn)行中，必須注意軸承聲音的變化，把螺絲刀的一端觸及在軸承蓋上，另一端貼在耳朵上，可以聽(tīng)到電機(jī)內(nèi)部的聲音變化，不同的部位，不同的故障，有不同的聲音。如“嘎吱嘎吱”聲，是軸承內(nèi)滾的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生，它與軸承的間隙、潤(rùn)滑脂狀態(tài)有關(guān)?！斑羞小甭暿墙饘倌Σ谅暎话阌奢S承缺油于磨所致，應(yīng)拆開(kāi)軸承添潤(rùn)滑脂劑等。

2.利用嗅覺(jué)，分析故障電機(jī)在正常運(yùn)行中是沒(méi)有異味的，若嗅到異昧，便是故障信號(hào)，如焦糊味，是絕緣物燒烤發(fā)出的，且隨電機(jī)溫度的升高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)冒煙；如油焦味，多半是軸承缺油，在接近干磨狀態(tài)時(shí)油氣蒸發(fā)出現(xiàn)的異味。

3.利用手感，檢查故障用手觸摸電視的外殼，可以大致判斷溫度的高低，若用手一觸及電機(jī)外殼便感到很燙，溫度值很高，應(yīng)檢查原因，如：負(fù)荷過(guò)重、電壓過(guò)高等，然后針對(duì)原因排除故障。

交流電機(jī)調(diào)速的三種方法是什么?

1、改變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速，目的就是控制磁場(chǎng)的同步速度控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率不變，其轉(zhuǎn)差損耗少，為有級(jí)調(diào)速，使用場(chǎng)合有限制。

2、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，同步轉(zhuǎn)速不變改變轉(zhuǎn)子回差激磁電流。缺點(diǎn)，無(wú)法利用電機(jī)的滑差功率，其功率因數(shù)低，而且全部的轉(zhuǎn)差功率都以熱能形式消耗掉。

3、改變頻率調(diào)速，轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差功率消耗都不變。

從上面三種調(diào)速方式的能耗轉(zhuǎn)換角度看，其中改變頻率調(diào)速效率最高。因?yàn)樽冾l調(diào)速功率和效率高，調(diào)速準(zhǔn)確度也相當(dāng)高。并且具有很硬的機(jī)械特性和較寬的調(diào)速范圍，容易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制，也是交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速最節(jié)能的調(diào)速方法。它代表當(dāng)今交流傳動(dòng)調(diào)速控制水平，也是變頻器使用越來(lái)越廣泛的主要原因。

（1） 變極調(diào)速；這種變速方式只適用于專門生產(chǎn)的變極多速異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)繞組的不同連接方式，獲得2、3、4極三種速度。只能實(shí)現(xiàn)較大范圍的調(diào)速。

（2） 轉(zhuǎn)子串電阻；只適合與繞線式轉(zhuǎn)子異步電機(jī)，改變串聯(lián)于轉(zhuǎn)子電路上的電阻的阻值，從而改變轉(zhuǎn)差率實(shí)現(xiàn)調(diào)速。可以實(shí)現(xiàn)多種調(diào)速。但電阻消耗功率，效率低，機(jī)械性能變軟，只適合調(diào)速要求不高的場(chǎng)合。

（3） 串級(jí)調(diào)速；只適合與繞線式異步電機(jī)，它通過(guò)一定的電子設(shè)備將轉(zhuǎn)差功率反饋到電網(wǎng)。在風(fēng)泵等傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛適用。

（4） 超同步串級(jí)調(diào)速；接入交——交變頻器，控制變頻器的工作狀態(tài)，可以使電動(dòng)機(jī)在同步速度上下調(diào)速。調(diào)速范圍大，能產(chǎn)生制動(dòng)力矩。

（5） 調(diào)壓調(diào)速；利用晶閘管構(gòu)成交流調(diào)速電路，改變觸發(fā)角，改變異步電機(jī)的端電壓進(jìn)行調(diào)速。效率較低，只適合特殊轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)；

交流電機(jī)調(diào)速方法

一、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法

改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速。

二、變頻調(diào)速方法

使用變頻器改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。

三、串級(jí)調(diào)速方法

串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速。

四、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法

線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。

五、定子調(diào)壓調(diào)速方法

改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。

六、電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法

電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源。直流勵(lì)磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導(dǎo)通角，可以改變勵(lì)磁電流的大小。

七、液力耦合器調(diào)速方法

液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，一般由泵輪和渦輪組成，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)不同的液力（潤(rùn)滑油和渦輪）達(dá)到調(diào)速。

審核編輯：湯梓紅