一、直流他励电动机调压调速的原理
调速电机的原理就是改变电机的供电电压和频率就可以改变电机的转速。 调速电机是利用改变电机的磁极对数、电压、电流、频率等方法改变电机的转速,以使电机达到较高的使用性能的一种电机。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。
二、他励直流电动机的降压调速实验
220V交流电经R1、R2降压,D5-D8整流、DZ1限流,得到幅值为24V的脉冲100Hz直流电,为脉冲触发电路提供同步电源。D9为隔离二极管,D9负极端的C3上为稳定的直流电,约22V。
22V电压经R8、W、R10分压,在W中心抽头处得到控制转速的给定电压,在4.6-20V之间。
R12、R13为电枢电压取样反馈回路。其中点电压有效值在0至负9.3V之间。此电压与给定电压在BG1基极相加,为BG1提供基极偏压。对C5来说就像一个可变电阻,可以调节充电电流。当W上调时,BG2导通电流大,C5两端电压达到BG3转折电压的时间提前,脉冲变压器次级触发脉冲列提前,电枢电压就升高,电机转速加快;反之,W下调时,SCR触发脉冲延迟,电机转速下降。
三、他励直流电动机的降压调速实验报告
优缺点是
1、在全磁场状态,调电枢电压,适合应用在零至基速以下范围内调速。不能达到电机的最高转速。
2、在电枢全电压状态,调激磁电压,适合应用在基速以上,弱磁升速。 不能得到电机的较低转速。
3、在全磁场状态,调电枢电压,电枢全电压之后,弱磁升速。适合应用在调速范围大的情况。这是直流电机最完善的调速方式,但设备复杂,造价高。
四、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式
1.在全磁场状态,调电枢电压,适合应用在0~基速以下范围内调速。不能达到电机的最高转速。
2.在电枢全电压状态,调激磁电压,适合应用在基速以上,弱磁升速。 不能得到电机的较低转速。
3.在全磁场状态,调电枢电压,电枢全电压之后,弱磁升速。适合应用在调速范围大的情况。
这是直流电机最完善的调速方式,但设备复杂,造价高。
五、他励直流电动机采用调压调速时采用
1、变极对数调速方法:改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速。
2、变频调速方法:使用变频器改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
3、串级调速方法:串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速。
4、绕线式电动机转子串电阻调速方法:线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大,电动机的转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速,机械特性较软。
5、定子调压调速方法:改变电动机的定子电压时,从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。
六、他励直流电动机降低电源电压调速与减小磁通升速
变频器是利用交流电动机的同步转速随电机电压频率变化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置,其中,有几个参数的设定非常重要,将直接影响变频器的合理使用。
变频器几个重要参数的设定
1. V/f类型的选择
V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点,选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求,最高频率设定为83.4Hz,基本频率设定为工频50Hz。负载类型:50Hz以下为恒转矩负载,50~83.4Hz为恒功率负载。
2. 如何调整启动转矩
调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。
在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持V/f为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是,漏阻抗的影响不仅与频率有关,还和电机电流的大小有关,准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器,但所需计算量大,硬件、软件都较复杂,因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器,转矩提升量设定为1% ~5%之间比较合适。
3.如何设定加、减速时间
电机的运行方程式:
式中:Tt为电磁转矩;T1为负载转矩
电机加速度dw/dt取决于加速转矩(Tt,T1),而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间;另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。
4. 频率跨跳
V/f控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统正常运行。
5. 过负载率设置
该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时,变频器则以反时限特性进行过负载保护(OL),过负载保护动作时变频器停止输出。
6. 电机参数的输入
变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入,如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要,将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥,一定要根据电机的实际参数正确输入,以确保变频器的正常使用。
七、他励直流电动机降低电枢端电压调速
一是调节电枢电压,二是调节励磁电流。
1、常见的微型直流电机,其磁场都是固定的,不可调的永磁体,所以只好调节电枢电压。调节电枢电压方法:
常用的一是可控硅调压法,再就是脉宽调制法(PWM)。PWM的H型属于调压调速。PWM的H桥只能实现大功率调速。国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
2、弱磁调速,通过适当减弱励磁磁场的办法也可以调速。
八、他励直流电动机的降压调速
常用的几种方法有:
第一种,机械调速。
机械调速方法有电磁离合器、液力耦合器和液粘离合器三类,其中使用最多的是液力耦合器,即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置,通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小,实现负载的速度调节。上世纪90年代,液力耦合器在高压大容量笼型电机拖动的风机、泵类上使用的较多。由于它的调速范围有限(99%~30%)、调速精度不够高、效率较低、只能单机使用、故障时必须停机修理等缺陷,使用范围很窄,使用量也非常有限。第二种,串级调速方式。 串级调速必须采用绕线式异步电动机,将转子绕组的一部分能量通过整流、逆变再送回到电网,这样相当于调节了转子的内阻,从而改变了电动机的滑差。由于转子的电压和电网的电压一般不相等,所以向电网逆变需要一台变压器,为了节省这台变压器,现在国内市场应用中普遍采用内馈电机的形式,即在定子上再做一个三相的辅助绕组,专门接受转子的反馈能量,辅助绕组也参与做功,这样主绕组从电网吸收的能量就会减少,达到调速节能的目的。由于在工业生产中绕线电动机的使用量不多,串级调速方式的应用范围也较窄。第三,变频调速方式。 变频调速就是通过变频器改变供电频率,从而实现对电动机转速的调节,提高电气传动系统的运行效率。从电流的变化方式来看,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,从调速效果看,使用变频器调速是最好的调速技术,它的调速范围最宽,可达到100%~5%;调速精度最高,可达到±0.5%。由于它是无级调速,可实现电机的软起动和整个生产系统的全自动控制。
九、他励直流电机,降低电枢电压调速有何特点
他激是指磁场激磁电源,与电枢电源是分开的,互相独立的,或许有一个公用点。
并激则是磁场激磁电源与电枢电源是并联的,但实际使用还是要分开的,因为磁场与电枢要是并联同时给电,磁场激磁绕组电感大,电流建立得慢,就会造成弱磁起动,因此做为电动机没有真正的并激直流电动机,(但有并激直流发电机)。按上述他激直流电机调速与并激直流电机调速就没有什么不同了调速,都是要先调电枢电压,达到基本速度,再减弱磁场,进行弱磁升速。