0 导言
现行的选用PWM 办法对异步电动机进行VVVF调速的技能,因为选用可关断电力电子器材与反应整流器材及其较杂乱的操控环节,使调速设备的造价较高。再则,现有的变频技能对异步电动机的无功电流缺少抑制办法,几乎是惯例性的用反应二极管进行回馈,因而在较低的功率因数下产生电能损耗。在转子回路中串入附加电势而改动其抱负空载转速的串级调速技能,也存在最大转矩下降和功率因数较低一级问题。关于同轴传动的两台绕线式异步电动机怎么进行简易的调速,本文提出一种组合移相调速的观念并对此进行初浅的评论。
1 双电机移相调速的思路
异步电动机的旋转磁场将定子的电磁功率传输给转子,传输功率在主磁通椎m为常量时较高。所谓的抱负空载转速实质上是电磁功率与电磁转矩之比,并随转子组成电势量的改动而改动,从而在转子电动势这个物理量的改动中使其转速改动。据此,咱们设法对转子电动势选用直接操控的办法,使用一种“弯曲移相调速”技能将异步电动机改动为双定子的结构,或将两台绕线式异步电机同轴组合为一体,具体用调理两只定子绕组电势相量的电势组成原理对两台电机进行联动调速。因为分成双定子铁心及绕组,其中之一的副绕组要相对主绕组进行幅值安稳而相位改动的移相操控,考虑到移相操控中可用电容器简化变流电路结构而进步功率因数,运用了“组合移相调速”技能。
这种经过改动两只定子绕组相对的电势相量而直接操控串联为一体的转子电势的调速办法,一方面是依据用一般晶闸管构成变流设备而下降造价;另一方面是依据用电容器进行变流而进步功率因数及取得归纳的节电作用。
2 组合移相调速电路的结构及操控办法
在将两台同类型及同功率的绕组转子异步电动机的输出轴直接相联或直接相联时,主电机的三相转子绕组Wa1、Wb1、Wc1 与副电机的三相转子绕组Wa2、Wb2、Wc2,经别离的滑环及碳刷并用三根导线以相同的电势相位办法衔接成回路,如图1所示。主电机的三相定子绕组WA1、WB1及WC1衔接成三角形或星形接线,并经三相沟通开关K1衔接于三相工频电源的A、B、C三端。副电机的定子绕组与其组合变流设备的接线办法是:三相定子绕组WA2、WB2、WC2衔接成其中性端为E0 的星形接线;选用一般整流管D1~D6衔接成三相桥式整流电路,三个输入端经沟通开关K2衔接于三相工频电源的A、B、C端,直流输出端E1与E2两头衔接两只滤波电容器C01与C02;选用一般晶闸管T1~T6衔接成三相桥式逆变器,三个沟通端别离经串联的换流电容器C1、C2、C3与三相星形接线的定子绕组衔接,并将绕组的中性端与两只滤波电容器之间的E0端衔接。
三相逆变桥的操控及通流次序为:6只晶闸管依照T1—T2—T3—T4—T5—T6 的次序顺次并循环地进行触发导通,并依照别离导通120~180°的电视点而进行六节拍的换流。
3 只换流电容器C1、C2、C3使用衔接的理性绕组起到吸收并开释电磁能量的作用,在逆变桥以正向或以反向的通流次序中,构成正、负幅值持平并距离必定时刻的沟通电压量。例如,晶闸管T1的触发导通使贮存电荷的电容器C1 的电压从幅值减小至零并反向充电,绕组WA2中的电流从零逐步上升至幅值,再逐步下降至零,并使晶闸管T1在电流过零时自行关断;距离必定时刻触发晶闸管T4导通时,换流电容C1 反向贮存的电荷经由滤波电容器C02 与绕组WA2构成反方向的放电回路,使电机绕组流过与其幅值持平的负向脉波电流。在6 只晶闸管循环地触发导通时,三相定子绕组随其构成相位可搬运的旋转磁场,并同相对地经沟通开关K1接通于三相电源的另一台电机的三相绕组以磁场相量组成的办法一起经气隙磁场作用于串联的两只转子绕组。
3 移相变流的调速原理
因为异步电动机的转矩与转子电流成正比,其组合的转子回路的电流数值又取决于组成电势相量的数值及转差率,因而选用搬运两只定子绕组的电势相位角的办法来直接改动组合转子绕组组成的电势相量。同轴衔接的转子转速改动的特点是:在三相定子绕组WA2、WB2、WC2的感应电势相量相对另一台电机的三相定子绕组WA1、WB1、WC1的电势相量别离共同时,其转速安稳工作于额外转速;在定子绕组的电势相量的相角差向180°改动时,其转速将趋近于零。因为转子绕组的电势相量依赖于对应定子绕组的电势相量,因而,在调速操控中仅须对定子绕组进行相应的电势相量的相位搬运而无须改动频率。在两只绕线式转子的三相绕组串联衔接时,工作中的转子相电流的方程式为
在6 只晶闸管顺次相差0.02/6 s的触发导通次序中,副电机的定子绕组的感应电势相量受旋转磁场的主导作用仍是正弦波形,换流电容器与整流器叠加的脉冲电压量首要作用于定子绕组的漏抗X1上。在挑选400~500 V的电力电容器作为换流电容器,并在其容量与电机输入功率接近于持平时,可使体系的功率因数接近于1.0。定子绕组的漏抗X1受换流电容器的充放电作用,也使其影响输出转矩的降压作用根本消除。
4 移相变流电路的参数挑选及功率传输的剖析
在定子绕组WA2、WB2、WC2 与转子绕组Wa2、Wb2、Wc2用等值电路表明其参数,按额外转速及额外负载将电机的每相电路折算为R 与L 的串联支路,用EC表明换流电容器沟通电压的幅值,并用E01表明滤波电容器的直流电压,经拉氏改换及运算可写出回路的动态电流为
这是衰减振动曲线,其第一个波形近似为正弦波。
经小型实验发现,换流电容器的沟通电压的幅值接近于逆变器直流侧的电压值。因而,可先挑选在每只换流电容器的容量值、电机输入的每相功率值持平时开端进行调试,之后再依据实践的改动状况进行批改。对三相低压整流器的整流管与逆变器的晶闸管的电压值,可挑选为1 000~1 500 V,其额外电流按2~3倍的电机铭牌电流值选取。逆变器的触发操控回路根本类似于一般的三相可控整流器的惯例回路,但须装备在某一换流过程中要可靠地关断相应的晶闸管后才答应触发同一桥路的另一只晶闸管的联锁环节。
移相变流电路从改动串联转子的电势值而改动转速这一点来看,与低同步串级调速的原理有必定的相似之处,可是移相变流电路不用用电力电子器材回馈转差功率。因为在两只转子绕组的感应电势相对弯曲搬运至某一琢角时,对应的两只定子绕组的电势相量必然别离产生相位角为琢/2 的搬运,使经由气隙磁场的对定子绕组的去磁作用处在磁势平衡的联系中,而使定子绕组电流增大的份额随琢相角的增大而减小。因为两台电机的气隙磁通椎m坚持安稳,因而两个转子组成的电势量与抱负空载转速成正比联系。在电势量随移相角增大而变小时,抱负空载转速也跟着下降,并使得两台电机输入的电磁功率对应下降。
5 结语
在两台绕线式异步电动机同轴衔接或将其定子铁心及绕组分隔成独立磁路的结构时,使用双定子绕组的磁场相量的组成作用可使转子电势及其转矩改动。选用串联电容器及一般晶闸管的组合变流办法,不只使其调速性能在滑润调理的过程中可完成零速至额外转速的全规模调速,还具有变流设备的结构简略、造价低、功率因数较高和可靠性高的长处。本文提出的双定子结构及改换两只定子绕组的电势相量而进行相量组成的调速办法,其实质是经过改动电磁功率从而改动其抱负空载转速,从而以简易的电路结构和较高的节能作用完成了对组合异步电动机的调速。