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浅谈电机变频调速技术

时期:2021-03-16 10:42 点击数:




为了降落矿井的生产本钱,进步电机体系效力,目前越来越多的煤矿在进行中、高压电念头变频调速的技巧改革。采取这种进步的电机变频调速技巧,改良风机、泵类体系电机的调节方法,逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方法,重点对大中型变工矿电机体系进行调速改革,公道匹配电机体系,减少资源挥霍。

一、绪论
(一)变频调速技巧概况。
变频调速技巧是一种以转变交换电念头的供电频率来达到交换电念头调速目标的技巧。电机有直流电机跟交换电机。直流机调速轻易实现,机能好,因此从前生产机械的调速多用直流电念头。但直流电机因为采取直流电源,它的滑环跟碳刷要经常拆换,故费时费工,本钱高,给人们带来太大的麻烦。因此人们盼望让简单坚固廉的交换电机也像直流电念头那样调速。这样就呈现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速等交换调速方法。
(二)国内研究现状。
我国事一个能源生产大国,但我国同时也是一个能源匮乏国,随着能源危机的加重,各行各业都应当实现节能减排。工矿企业作为能耗企业,假如实现节能减排则显得尤为重要。异步电念头作为这些企业的重要能源设备,所以实现异步电念头的节能就是实现企业的节能。防爆电念头作为一种新型节能减排技巧则得到了普遍的利用。
二、交换电念头调速
(一)交换变频调速技巧的发展。
交换电念头的调速体系是一项以大功率电力电子器件为基本的新型技巧学科在从前的十多少年间因为大功率电力电子器件的一直呈现,使交换电念头的调速技巧获得了很大的发展。
1.交换电机
交换电机是用于实现机械能跟交换电能彼此转换的机械。因为交换电力体系的宏大发展,交换电机已成为最常用的电机。交换电机与直流电机比较,因为不换向器,因此结构简单,制造便利,比较坚固,轻易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交换电机功率的笼罩范畴很大,从多少瓦到多少十万千瓦、甚至上百万千瓦。
2.直流电机
直流电机的结构应由定子跟转子两大局部组成。直流电机运行时静止不动的局部称为定子,定子的重要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承跟电刷装置等组成。运行时转动的局部称为转子,其重要作用是产生电磁转矩跟感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器跟风扇等组成。
(二)交换调速的方法。
异步电机得调速方法可能有转变转差率,转变磁极对数及变频三种。其中转变转差率的方法又可能通过调定子电压,转子电阻转差电压以及定、转子供电频率等方法来实现。
1.串极调速
它是将绕线式异步电念头的转差功率回馈到电网的一种比较经济的调速方法,可能又低同步及高同步两种串调方法。
2.矢量变换把持调速
它是模仿直流电及得把持特点来进行交换机的把持。
3.变频调速
它是一种最有发展前程得一种调速方法,其调速花样繁多。
三、变频调速原理
(一)异步电机变频调速原理。永磁电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。
永磁同步电机交换调速是通过转变电定子绕组的供电的频率来达到调速的目标的,但定子绕组上接入三相交换电时,定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转的磁场,它与转子绕组产生感应电动势,呈现感应电流,此电流与旋转磁场彼此作用,产生电磁转矩。使电念头转起来。电机磁场转速称为同步转速,用n0表示:
式中:f为三相交换电源频率,个别是50Hz;
为磁极对数。当p=1时,n0=3000r/min;p=2时,n0=1500r/min。
由上式可知磁极对数p越多,转速n0就越慢,转子的实际转速n比磁场的同步转速n0要慢一点,所以称为异步电念头,这个差别用转差率表示:
在加上电源转子尚未转动霎时,n=0,这时s=1;启动后的极其情况n=n0,则s=0,即在0~1之间变更,个别异步电念头在额定负载下的 s=1%~6%。综合(3-1)跟(3-2)式可能得出:
由式(3-3)可能看出,对成品电机,其极对数已经判断,转差率的变更不大,则电机的转速与电源频率成正比,因此转变输入电源的频率就可能转变电机的同步转速,进而达到异步电机调速的目标。
(二)电念头变频调速计划的。
从经济角度来讲,煤矿的大容量风机、泵类负载采取高压变频调速公道性很强,可能在节能进程中逐步收回本钱。大功率的异步电念头,现有的防爆电念头体系有两种调速方法:“高――高”,“高――低――高”。
1.高――低――高变频调速体系
采取两级变压的方法。永磁电动机把电能转换成机械能的一种设备,将电能转变为机械能。它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。先降压,经过降压防爆电念头,再升压,该模式对电力电子器件的请求降落。
2.高――高变频调速体系
采取多个功率单元模块串联,直接高压变频转换。这种方法节俭了升压、降压变的投资及带来的损耗,进步了效力。采取高压防爆电念头的大容量电念头系同个别都采取高――高模式。该调速体系因为采取了桥式整流电路,在全部调速体系中功率因数较高,不须要装设功率因数弥补装置,又因为高――高变频调速体系采取多重化脉冲把持,通过模块输出串联叠加消除高次谐波的影响。
高――高变频调速体系改良了体系的动态特点,防爆电念头中逆变器的输出频率跟电压,都在逆变器内把持跟调节,因此调节速度快,调节进程中频率跟电压配合好,动态机能好。此外,高-高变频调速体系有很好的对负载供电波形。防爆电念头的逆变器输出电压跟电流波形濒临正弦波,从而降落了因为矩形波供电引起的转矩降落问题,从而改良了电念头的运行特点。
综上所述,高――高调速体系比高――低――高调速有着明显的上风,因为高――高调速体系是针对高――低――高调速体系缺点研制的新一代调速体系,所以该调速体系是当前的发展趋势。永磁电动机把电能转换成机械能的一种设备,将电能转变为机械能。它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。






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