1. 三相异步电动机转速控制
电动机常见为直流和交流电机,交流分同步电机和异步电机,控电源分单相和三相,现在以常见三相异步电机为例:改变转向,只需任意两根电源相互换即改变转向改变转速,根据电机转速的公式,改变频率,电压,等等可以改变转速,常见的有降压,变频器,,还滑差电机
2. 三相异步电动机转速控制原理图
三相异步电动机电磁调速一般应用于小功率电机场合,其特点是成本低,但效率也低下。1. 接线方法:三相异步电动机的电磁调速装置,包括三相异步电动机、爪极、励磁线圈、电磁离合器、测速发电机和滑环;接线时,将测速发电机的信号接入调节系统,励磁线圈通过滑环接入调节系统;
2. 其原理是:上述三相异步电动机连接输入轴,电磁离合器内的输入轴端部连接爪极,爪极内设有磁轭,调速时,根据测速发电机的转速反馈信号,通过滑环接入,调节励磁线圈上的直流电压大小从而控制转速输出。
3. 三相异步调速电动机
使用变频器进行调速,可以实现三相异步电机的无极变速。
4. 三相交流异步电动机的转速
三相异步电动机转速是分级的,是由电机的“极数”决定的。
分类
1、极数反映出电动机的同步转速,2极同步转速是3000r/min,4极同步转速是1500r/min,6极同步转速是1000r/min,8极同步转速是750r/min。
绕组的一来一去才能组成回路,也就是磁极对数,是成对出现的,极就是磁极的意思,这些绕组当通过电流时会产生磁场,相应的就会有磁极。
三相交流电机每组线圈都会产生N、S磁极,每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的,所以电机有2、4、6、8……极之分。
2、若三相交流电的频率为50Hz,则合成磁场的同步转速为50r/s,即3000r/min.如果电动机的旋转磁场不止是一对磁极,进一步分析还可以得到同步转速n与磁场磁极对数p的关系:n=60f/p.f为频率,单位为Hz.n的单位为r/min。
ns与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数(P)之间有严格的关系 ns=f/P。
在中国,电源频率为50赫,所以二极电机的同步转速为3000转/分,四极电机的同步转速为1500转/分,以此类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速,异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差(称为转差)通常在10%以内。
由此可知,交流电机(不管是同步还是异步)的转速都受电源频率的制约。因此,交流电机的调速比较困难,最好的办法是改变电源的频率,而以往要改变电源频率是比较复杂的。所以70年代以前,在要求调速的场合,多用直流电机。随着电力电子技术的发展,交流电动机的变频调速技术已开始得到实用。
3、交流三相异步电动机极数为总线圈组数除以三。
4、同步电动机的转速=60*频率/ 极对数(我国工频为50Hz)。
异步电动机转速=(60*频率/ 极对数)×(1-s) s:转差率,用来表示转子转速n与磁场转速n0相差的程度的物理量。
另外,同等功率的电动机,转速越大,输出扭矩越小。
5、同步电机的极数
大容量的同步电机均为转极式,即转子为磁极,由励磁绕组通以直流电产生或由转子上的永磁体产生,而同步机的极对数就是转子磁极的对数。八极电机就是转子有8个磁极,2p=8,即此电机有4对磁极。
一般汽轮发电机多为隐极式电机,极对数很少,一般为1、2对,而n=60f/p,所以他的转速很高,最高可达3000转(工频),而水轮发电机的极数相当多,转子结构为凸极式,工艺比较复杂,由于他的极数很多,所以它的转速很低,可能只有每秒几转!
5. 三相异步电动机转速控制的仿真
三相异步电动机转速的方法: 把电动机的6根引出线全部分开,红黑表笔接任意一相的头尾,再把万用表选择在mA档,然后用手转动电动机的轴,观察万用表的指针; 如果电动机轴每转一圈,万用表的指针来回摆动两次,说明该电机是两极,同步转速为3000转,异步转速为2900转左右; 如果电动机轴每转一圈,万用表的指针来回摆动四次就是4极,同步转速为1500转,异步转速为1450转左右,以此类推。
6. 三相异步电动机转速控制二阶系统仿真
二阶系统 控制系统按数学模型分类时的一种形式.是用数学模型可表示为二阶线性常微分方程的系统.二阶系统的解的形式,可由对应传递函数W(s)的分母多项式P(s)来判别和划分.P(s)的一般形式为变换算子s的二次三项代数式,经标准化后可记为
代数方程P(s)=0的根,可能出现四种情况:
1.两个实根的情况,对应于两个串联的一阶系统.如果两个根都是负值,就为非周期性收敛的稳定情况.
2.当a1=0,a2>0,即一对共轭虚根的情况,将引起频率固定的等幅振荡,是系统不稳定的一种表现.
3.当a1<0,a1-4a2<0,即共轭复根有正实部的情况,对应于系统中发生发散型的振荡,也是不稳定的一种表现.
4.当a1>0,a1-4a2<0,即共轭复根有负实部的情况,对应于收敛型振荡,且实部和虚部的数值比例对输出过程有很大的影响.一般以阻尼系数ζ来表征,常取
在0.4~0.8之间为宜.当ζ>0.8后,振荡的作用就不显著,输出的速度也比较慢.而ζ<0.4时,输出量就带有明显的振荡和较大的超调量,衰减也较慢,这也是控制系统中所不希望的.
标准形式的二阶系统的微分方程是
或
上两式中,T称为系统的时间常数。称为系统的阻尼系数或阻尼比,称为系统的无阻尼自然振荡频率或自然频率。K为放大系数。
7. 三相异步电动机如何控制转速
三相绕线式异步电动机启动控制
1.绕线异步电动机的优点:在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性,从而达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的。
2.绕线异步电动机降压启动原理:起动时,在转子回路中串入三相起动变阻器,并把起动电阻调到最大值,以减小起动电流,增大起动转矩。
随着电动机转速的升高,起动电阻逐级减小。起动完毕后,起动电阻减小到零,转子绕组被短接,电动机在额定状态下运行。