变极调速：恒转矩调速技术原理与应用

变极调速就是通过改变电动机定子绕组的接线,来改变电动机的磁极对数,从而达到调速的目的。因变极前后定转子的极数要对应,所以变极调速的电动机均为笼型异步电动机。

变极调速的电动机往往被称为多速电动机(双速、三速、四速等),不能实现无级调速:磁极对数p只能成倍变化,在机床中常用减速齿轮箱(机械调速)来扩大调速范围,经济简单。其定子绕组的接线方式一般有:三角形联结/双星形联结,即(常用);星形联结/双星形联结,即。其中联结的双速电动机,电动机变极调速前后的输出功率基本不变,故适用于近恒功率情况下的调速,多用于拖动金属切削机床上。联结的双速电动机,变极调速前后的输出转矩基本不变,故适用于负载转矩基本恒定的恒转矩调速,例如起重机等机械。

1.变极原理

将一套绕组中的部分线圈按一定规律反接以改变电流的方向来改变极对数,如图2-54所示,将两个原来串联的绕组进行并联,由右手定则可知,构成新绕组的磁极对数p就为原来绕组磁极对数的一半,因此,转速就提高一倍。变极调速有倍极比调速和非倍极比调速两种,不论是哪一种,其调速都是有级的,不能实现无级调速。

2.联结的双速电动机分析

(见图2-55)

图2-54 变极调速原理

△联结:电动机的六个接线端子分别编号为1~6,其中1、2、3外接三相交流电源,而4、5、6断开,此时极对数为2p,转速为低速n。

联结:4、5、6外接三相交流电源,而1、2、3连接在一起,此时极对数为p,转速为高速2n,从而实现调速。

图2-55 双速电动机端子

各个端子的接线如图2-56所示。

双速电动机的控制电路原理图如图2-57所示。

其中,KM1控制电动机的低速(△联结)运行,KM2和KM3控制高速运行(联结)。工作过程分析如下。低速:

图2-56(www.xing528.com)

联结

高速:

停止:按下SB,电动机不论运行在高、低速,均停止。

一般倍极比变极调速,变极后绕组的相序发生变化,为了使电动机的转向不发生变化,在绕组改接时,应对接到电动机端子上的电源相序作相应改变。

变极调速的特点如下:

(1)具有较硬的机械特性,稳定性良好;

(2)无转差损耗,效率高;

(3)接线简单、控制方便、价格低;

(4)有级调速,级差较大,不能获得平滑调速。

在机床中常用减速齿轮箱来扩大调速范围,经济简单。

图2-57 双速电动机的控制电路