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昌晖仪表聊交流电机调速方式与变频调速优劣

2024/3/31 22:54:41 分类:变频器 
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昌晖仪表工程师和大家聊聊交流电机条数与变频调速的优缺点,分享一些变频器科普知识。先说句题外话,速度通常是指物体运动的快慢,比如飞机飞行速度、高铁运行速度、运动员跑步速度,电风扇、车轮的旋转速度等等,而调速通常指控制某一物体速度的改变,那么怎么控制物体速度的改变呢?它又怎么分类呢?

调速分类
变速度就是大家说的调速,调速通常分为机械调速和电气调速两种。
①机械调速
机械调速也可以细分为有级调速和无机调速两类。有级调速是通过改变机械的齿轮比、皮带轮直径、链轮齿数等来实现;无机调速通过液压系统或者特殊的机械结构实现。
②电气调速
电气调速通常指通过电气控制而改变电机的转速来实现。电气调速也可分为交流电机调速和直流电机调速两种。

交流电机的调速方式对比
1、变级调速
优点:控制电路简单,易维修,价格低。
缺点:调速范围有限,不能实现无级调速。

2、
变频调速
优点:效率高,调速范围宽。
缺点:技术复杂,价格较高,产生谐波感染。

3、
换向电机调速
优点:结构简单,调速效果好,低速时用电源电压,高速时用电机反电动势自然换流,运行可靠,效率高。
缺点:过载能力较低,原有电机的容量不能充分发挥。


4、串级调速
优点:调速过程中的转差能量可以回馈使用,效率高。
缺点:功率因素较低,有谐波干扰,正常运行时无法制动转
矩,适用于单象限运行的负载。

5、定子调压调速
优点:线路简单,装置体积小,价格便宜,使用、维修方便。
缺点:调速范围较小,功率较低,特性较软。


6、电磁转差离合器调速
优点:结构简单,控制装置容量小,价格便宜,运行可靠,维修容易,无谐波干扰。
缺点:速度损失大,调速过程中转差功率全部转化成热能形
式的损耗,功率低。

7、转子串电阻调速
优点:技术要求较低,设备费用低,无谐波干扰,若用液体电阻进行无级调速调速。
缺点:串铸铁电阻只能进行有机调速,维修、保养要求高,
要求较高,调速中发热严重,效率低,调速范围不大。

在电力电子技术发展不够成熟的年代,很多现在看来是不得以而为之的调速技术被广泛的使用着,但是这些技术或多或少都存在很多硬伤,要么调速范围不够宽,要么不够节能。随着技术的日益成熟和成本的降低,变频调速正在逐步的替代很多古老的调速方式。

电机调速指标
于电机调速而言,如何判断其性能优劣,有以下几个指标。
A、调速范围:电机在额定负载下,可以运行的最高转速和最低的转速的比。
B、静差率(相对稳定性):转速的相对稳定性就是指负载变化的时候,转速变化的稳定程度。如果转速变化不大,转速的稳定性就很好。转速的静差率用相对稳定性来代表,电动机在机械上运动的时候,由理想空载运转到额定负载时,电动机的转速降和理想的空载转速的比值。
C、调速的平滑性:在调速范围内的调速级数越多就可以说调速越平滑。
D、调速的经济性:主要指设备的投资,运行效率级维修等。

变频调速的优点
变频调速能够满足电机调速的指标,是目前比较好的调速方式。
能够实现无级调速;
启动电流小,起动转矩大;
调速精度高;可实现自动化控制;
调速效率高;
对于风机泵类负载驱动,降速运行节能效果非常明显。

变频调速的缺点
A、变频器的硬件成本较高,一次性投入高。
B、变频器的硬件结构所限制,6脉动整流,对电网产生谐波,对电网造成污染。
C、由于变频器多采用PWM方式输出,对电机绝缘可能造成损伤。
D、可能产生轴电流,对电机轴承造成损伤。
E、导致电缆、电机绕组的额外发热。


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