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維修技術(shù)
淺談電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)
內(nèi)容簡介:從經(jīng)濟(jì)角度來講,煤礦的大容量風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用高壓變頻調(diào)速合理性很強(qiáng),可以在節(jié)能過程中逐漸收回成本。大功率的異步電動(dòng)機(jī),現(xiàn)有的變頻器系統(tǒng)有兩種調(diào)速方式:“高――高”,“高――低――高”。
  為了降低礦井的生產(chǎn)成本,提高電機(jī)系統(tǒng)效率,目前越來越多的煤礦在進(jìn)行中、高壓電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的技術(shù)改造。采用這種先進(jìn)的電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù),改善風(fēng)機(jī)、泵類系統(tǒng)電機(jī)的調(diào)節(jié)方式,逐步淘汰閘板、閥門等機(jī)械節(jié)流調(diào)節(jié)方式,重點(diǎn)對(duì)大中型變工礦電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速改造,合理匹配電機(jī)系統(tǒng),減少資源浪費(fèi)。
  一、緒論
 。ㄒ唬┳冾l調(diào)速技術(shù)簡介。
  變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變交流電動(dòng)機(jī)的供電頻率來達(dá)到交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)。電機(jī)有直流電機(jī)和交流電機(jī)。直流機(jī)調(diào)速容易實(shí)現(xiàn),性能好,因此過去生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速多用直流電動(dòng)機(jī)。但直流電機(jī)由于采用直流電源,它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換,故費(fèi)時(shí)費(fèi)工,成本高,給人們帶來太大的麻煩。因此人們希望讓簡單可靠廉的交流電機(jī)也像直流電動(dòng)機(jī)那樣調(diào)速。這樣就出現(xiàn)了定子調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串極調(diào)速等交流調(diào)速方式。
  (二)國內(nèi)研究現(xiàn)狀。
  我國是一個(gè)能源生產(chǎn)大國,但我國同時(shí)也是一個(gè)能源匱乏國,隨著能源危機(jī)的加重,各行各業(yè)都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。工礦企業(yè)作為能耗企業(yè),如果實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排則顯得尤為重要。異步電動(dòng)機(jī)作為這些企業(yè)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備,所以實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能就是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能。變頻器作為一種新型節(jié)能減排技術(shù)則得到了廣泛的應(yīng)用。
  二、交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速
 。ㄒ唬┙涣髯冾l調(diào)速技術(shù)的發(fā)展。
  交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)是一項(xiàng)以大功率電力電子器件為基礎(chǔ)的新型技術(shù)學(xué)科在過去的十幾年間由于大功率電力電子器件的不斷出現(xiàn),使交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)取得了很大的發(fā)展。
  1.交流電機(jī)
  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)與直流電機(jī)相比,由于沒有換向器,因此結(jié)構(gòu)簡單,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,從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。
  2.直流電機(jī)
  直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子,定子的主要作用是產(chǎn)生磁場,由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子,其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢,是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,所以通常又稱為電樞,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。
  (二)交流調(diào)速的方式。
  異步電機(jī)得調(diào)速方法可以有改變轉(zhuǎn)差率,改變磁極對(duì)數(shù)及變頻三種。其中改變轉(zhuǎn)差率的方法又可以通過調(diào)定子電壓,轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)差電壓以及定、轉(zhuǎn)子供電頻率等方法來實(shí)現(xiàn)。
  1.串極調(diào)速
  它是將繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差功率回饋到電網(wǎng)的一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)速方法,可以又低同步及高同步兩種串調(diào)方式。
  2.矢量變換控制調(diào)速
  它是模擬直流電及得控制特點(diǎn)來進(jìn)行交流機(jī)的控制。
  3.變頻調(diào)速
  它是一種最有發(fā)展前途得一種調(diào)速方式,其調(diào)速花樣繁多。
  三、變頻調(diào)速原理
 。ㄒ唬┊惒诫姍C(jī)變頻調(diào)速原理。
  交流調(diào)速是通過改變電定子繞組的供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的的,但定子繞組上接入三相交流電時(shí),定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場,它與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,出現(xiàn)感應(yīng)電流,此電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來。電機(jī)磁場轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速,用n0表示:
  式中:f為三相交流電源頻率,一般是50Hz;
  為磁極對(duì)數(shù)。當(dāng)p=1時(shí),n0=3000r/min;p=2時(shí),n0=1500r/min。
  由上式可知磁極對(duì)數(shù)p越多,轉(zhuǎn)速n0就越慢,轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速n比磁場的同步轉(zhuǎn)速n0要慢一點(diǎn),所以稱為異步電動(dòng)機(jī),這個(gè)差別用轉(zhuǎn)差率表示:
  在加上電源轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間,n=0,這時(shí)s=1;啟動(dòng)后的極端情況n=n0,則s=0,即在0~1之間變化,一般異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的 s=1%~6%。綜合(3-1)和(3-2)式可以得出:
  由式(3-3)可以看出,對(duì)于成品電機(jī),其極對(duì)數(shù)已經(jīng)確定,轉(zhuǎn)差率的變化不大,則電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,進(jìn)而達(dá)到異步電機(jī)調(diào)速的目的。
 。ǘ╇妱(dòng)機(jī)變頻調(diào)速方案的。
  從經(jīng)濟(jì)角度來講,煤礦的大容量風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用高壓變頻調(diào)速合理性很強(qiáng),可以在節(jié)能過程中逐漸收回成本。大功率的異步電動(dòng)機(jī),現(xiàn)有的變頻器系統(tǒng)有兩種調(diào)速方式:“高――高”,“高――低――高”。
  1.高――低――高變頻調(diào)速系統(tǒng)
  采用兩級(jí)變壓的方式。先降壓,經(jīng)過降壓變頻器,再升壓,該模式對(duì)電力電子器件的要求降低。
  2.高――高變頻調(diào)速系統(tǒng)
  采用多個(gè)功率單元模塊串聯(lián),直接高壓變頻轉(zhuǎn)換。這種方式節(jié)省了升壓、降壓變的投資及帶來的損耗,提高了效率。采用高壓變頻器的大容量電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一般都采用高――高模式。該調(diào)速系統(tǒng)由于采用了橋式整流電路,在整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)中功率因數(shù)較高,不需要裝設(shè)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置,又因?yàn)楦擗D―高變頻調(diào)速系統(tǒng)采用多重化脈沖控制,通過模塊輸出串聯(lián)疊加消除高次諧波的影響。
  高――高變頻調(diào)速系統(tǒng)改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,變頻器中逆變器的輸出頻率和電壓,都在逆變器內(nèi)控制和調(diào)節(jié),因此調(diào)節(jié)速度快,調(diào)節(jié)過程中頻率和電壓配合好,動(dòng)態(tài)性能好。此外,高-高變頻調(diào)速系統(tǒng)有很好的對(duì)負(fù)載供電波形。變頻器的逆變器輸出電壓和電流波形接近正弦波,從而降低了由于矩形波供電引起的轉(zhuǎn)矩降低問題,從而改善了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性。
  綜上所述,高――高調(diào)速系統(tǒng)比高――低――高調(diào)速有著明顯的優(yōu)勢,由于高――高調(diào)速系統(tǒng)是針對(duì)高――低――高調(diào)速系統(tǒng)缺陷研制的新一代調(diào)速系統(tǒng),所以該調(diào)速系統(tǒng)是以后的發(fā)展趨勢。
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西瑪新聞相關(guān)內(nèi)容    當(dāng)前文章:淺談電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)
永磁無刷直流電機(jī)PWM調(diào)制方式研究。
  無刷直流電動(dòng)機(jī)模型2PWM調(diào)制方式對(duì)電流的影響永磁無刷直流電機(jī)在忽略凸極效應(yīng)時(shí),定子三相繞組的自感和互感為常數(shù),與轉(zhuǎn)子位置無關(guān)。
微電機(jī)轉(zhuǎn)子壓鑄模設(shè)計(jì)。
  與一般壓鑄件不同,微電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)看似簡單,但壁厚相差較大,端環(huán)壁厚、風(fēng)葉、導(dǎo)條較薄細(xì)。若模具設(shè)計(jì)不合理,會(huì)導(dǎo)致端環(huán)部分產(chǎn)生縮孔、疏松、氣孔以及導(dǎo)條、風(fēng)葉部分成形不足等質(zhì)量問題。
YE3電機(jī)和YE2電機(jī)、YX3電機(jī)的區(qū)別?
  由于國內(nèi)目前Y,Y2,Y3系列電機(jī)基本都淘汰,所以YE3超高效節(jié)能電機(jī)節(jié)約能源、降低長期運(yùn)行成本,非常適合紡織、風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)使用,靠節(jié)電一年可收回電機(jī)購置成本;直接啟動(dòng)、或用變頻器調(diào)速,可全面更換異步電機(jī);
西安西瑪高壓電機(jī)維修的工藝流程簡單介紹
  西安西瑪高壓電機(jī)生產(chǎn)廠家批量生產(chǎn)電機(jī)時(shí),要購真空浸漆設(shè)備,該設(shè)備由專業(yè)廠家提供。一般修理廠家利用電加熱棒加熱定子至一定溫度后翻轉(zhuǎn),定子口朝上進(jìn)行雙面灌漆。
西瑪電機(jī)維修在生活中尤為重要。
  西瑪電機(jī)本身如果過載,欠壓過壓,都會(huì)引起電機(jī)繞組故障。這不僅會(huì)對(duì)影響電機(jī)的使用效率,也會(huì)對(duì)我們的人身安全造成一定的威脅。電機(jī)維修在這個(gè)時(shí)候就顯得尤為重要。
輸油泵電機(jī)的節(jié)能改造
  高壓變頻調(diào)速是輸油泵電機(jī)的節(jié)能改造的有效途徑,通過調(diào)速技術(shù),可以完全打開泵出口閥,有效地避免了輸油泵出口閥的節(jié)流損失,同時(shí)還較好的減少輸油泵機(jī)組的機(jī)械沖擊、摩損和噪音,提高了安全系數(shù),延長了輸油泵機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)周期及使用壽命。
電機(jī)調(diào)速方式選擇與節(jié)能分析
  無論采用變頻控制還是液力耦合控制,除電動(dòng)機(jī)本身的機(jī)械性能功率損耗外,均存在著額外功率損耗。對(duì)于選擇調(diào)速需要的設(shè)備,初選調(diào)速方式,宜選目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟的變頻調(diào)節(jié)方式為宜。
步進(jìn)電機(jī)全閉環(huán)控制技巧
  當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)檢測到角度變化后,就可以控制電機(jī)向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的效果。專業(yè)級(jí)無人機(jī)至少需要用到四至六顆無刷電機(jī),用來驅(qū)動(dòng)無人機(jī)的旋翼,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器則用來控制無人機(jī)的速度與方向。
步進(jìn)電機(jī)的選型和維修
  選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率,使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。
交流伺服電機(jī)的三大基本特點(diǎn)
  交流伺服電機(jī)在沒有控制電壓時(shí),定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn),在負(fù)載恒定的情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí),伺服電機(jī)將反轉(zhuǎn)。
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