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时间:2018-10-18
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1、调速与节能原理2.2.1电机调速若要改变异步电动机的转速,可以有以下方法:(1)改变电动机的磁极对数p。(2)改变电动机的供电电源频率f1。(3)改变电动机的转差率s。(4)外部耦合调速。(5)内反馈调速。2.2.1.1变极调速变极调速:通过改变电动机定子绕组的接线,改变电动机的磁极对数,从而达到调速的目的。当T1、T2、T3外接三相交流电源,而T4、T5、T6对外断开时,电动机的定子绕组接法为△,极对数为2P。当T4、T5、T6外接三相交流电源,而T1、T2、T3连接在一起时,电动机定子绕组的接法为YY,极对数为P。优缺点:a、成本较低b、只适应特定的笼型异步电动机c、不能实现连续
2、调节电机稳态等效电路2.2.1.2变频调速变频调速:改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速的目的的。优缺点:a、基本不改变电机的机械特性;b、能实现全频范围内无极调节;c、调节精度高,0.01Hz调节精度;d、传递效率高>97%;e、电压源型有无功补偿作用;f、适用任何感应式电动机;g、成本较高。2.2.1.3转差调速定子调压调速、转子电路串电阻调速和串级调速。定子调压调速:通过调节定子电压调节转差率,由E=4.44fNKФ;T=K’ФIcos知:电压降低,Ф减小,负载转矩一定时,I将增大优缺点:a、成本较低b、调速范围窄c、电机发热严重转子串电阻调速:通过调节串联转子电阻值
3、,改变电机的机械特性达到调节转差率的目的优缺点:a、实现简单,投资较小b、调速范围窄c、能耗大d、只适合绕线式电机串级调速:转子电路中引入一个附加电动势来调节电动机的转速。优缺点:a、调速性能良好b、实现复杂c、只适合绕线式电机2.2.1.2耦合器调节耦合调速:采用机械传递或电磁传递方式来调节负载转速。常见有:液力耦合器和电磁离合器。电磁离合器原理:电动机拖动主动部分(电驱),通过调节离合器励磁电流的大小来调节从动部分(负载)转速。液力耦合器原理:电动机拖动主动部分,通过调节油压的大小来调节从动部分(负载)转速。优缺点:a、调速性能良好b、实现复杂c、调速范围较窄2.2.1.3内反馈
4、调速内反馈调速属于绕线式电机转子串电势调节,与串极调不同,其电势是通过定子侧辅助绕组感应主绕组而来。优缺点:a、能在低压侧实现高压电机的调速b、仅适用于带有调节绕组的特定绕线式电机c、调速范围较窄只能在50%以上调速d、运行效率低,最高效率约为60%e、功率因素低,约为0.6f、转速转矩特性差,即使在额定转速下电机转矩明显低于额定转矩,负载能力明显下降g、不能实现软启动,启动电流为为额定电流的2.3~3倍2.2.2电机调速节能原理对于离心式、轴流式负载在一定的条件下遵循相似定律:Q(流量)∝n(转速)H(压力)∝n2(转速)P(功率)∝n3(转速)为什么改变电机转速可以节能?--离心
5、式负载的相似定律2.2.2.1流量与功率的关系:2.2.2.2电机调速节能的原理•采用不同的调节方式,其传递效率有非常大的区别•采用变频器调节,能量传递效率约为:97%×k(电机效率:约95%);•采用耦合器调节,能量传递效率为n1/n2×k(n1为负载转速,n2为电机转速,k为电机效率),当n1=0.5n2,则效率为50%×k;•采用降压调速,能量传递效率约为:1-s(s:为调速后的转差率);•采用转子串电阻调速,能量传递效率约为:1-s(s:为调速后的转差率);•采用串极调速(理想条件下即能量能100%反馈到电网):效率基本为1-s(s:为调速后的转差率);•变极调速:能量传递效
6、率即为电机效率;•阀门调节:能量传递效率为:p2/p1(p2:为阀门后压力,p1:为阀门前压力)。2.2.2.3变频调速的优势电机的变频调速与其它调节方式对比具有无可比拟的优越性:•适用范围广,覆盖所有的感应式电动机(含同步电动机和异步电动机)•调速范围宽,全频率范围内均可调节,甚至超频调节•调节精度高,0.01Hz•不改变电机的机械特性•传递效率高,节能显著2.2.2.1经济分析•直接经济效益:节能•间接经济效益:a、减小系统压力、振动,使系统检修成本降低b、减小负载机械损耗和电机温升,延长使用寿命c、采用电压源型变频器可提高功率因数,提高电力质量和减小线损d、降频后,输出电压降低
7、,相对提高电机和线路的绝缘e、实现软启动,减小电网的冲击f、实现精细化调节,提高产品的质量和一致性QF1,QF2为用户进线开关,QS1~QS6为隔离刀闸。A、正常运行时:电机一运行于变频状态,电机二处于工频备用状态,此时QS1、QS3、QS5处于合闸状态,QS2、QS4、QS6处于分闸状态;同理如果电机二运行于变频状态,电机一处于工频备用状态,此时QS2、QS4、QS6处于合闸状态,QS1、QS3、QS5处于分闸状态.B、正常切换时:如果电机一运行于变频状
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