同步异步变频电动机的区别与原理

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异步伺服电机和同步伺服电机的区别

异步伺服电机和同步伺服电机的区别

异步伺服电机和同步伺服电机的区别伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。

“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。

因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的,概念上和“直流电机”“异步电机”“同步电机”这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样,注意不要混肴。

伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机,其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服,交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。

(实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的,只不过区别在于用直流供电,并控制器电子换向实现交流电机驱动)但由于主要用于控制,因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机,因为其控制响应性能最优;久而久之,大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。

永磁同步伺服电机永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。

伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

特点如下:●控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。

●启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。

●功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。

●运行效率高。

伺服电机、异步电机和同步电机的区别

伺服电机、异步电机和同步电机的区别

一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。

目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。

当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:1、起动转矩大由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。

它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。

因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。

2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。

当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。

如何区分异步电机和同步电机

如何区分异步电机和同步电机

异步电机(感应电机)的工作原理是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流,产生电磁转矩,转子中并不直接产生磁场.因此,转子的转速一定是小于同步速的(没有这个差值,即转差率,就没有转子感应电流),也因此叫做异步电机.而同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或直流电流产生),定子旋转磁场"拖着"转子磁场(转子)转动,因此转子的转速一定等于同步速,也因此叫做同步电机.作为电动机时,大部分是用异步机;发电机都是同步机。

同步电机和异步电机的区别三相交流电通过一定结构的绕组时,要产生旋转磁场.在旋转磁场的作用下,转子随旋转磁场旋转.如果转子的转速同旋转磁场的转速完全一致,就是同步电机;如果转子的转速小于磁场转速,也就是说两者不同步,就是异步电机.异步电机结构简单,应用广泛.同步电机要求转子有固定的磁极(永磁或电磁),如交流发电机和同步交流电动机.电机的转速(定子转速)小于旋转磁场的转速,从而叫为异步电机。

它和感应电机基本上是相同的。

s=(ns-n)/ns。

s为转差率,ns为磁场转速,n为转子转速。

基本原理:(1)当三相异步电机接入三相交流电源时,三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场。

(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。

(3)根据电磁力定律,载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用,形成电磁转矩,驱动转子旋转,当电动机轴上带机械负载时,便向外输出机械能。

特点:优点:结构简单,制造方便,价格便宜,运行方便。

缺点:功率因数滞后,轻载功率因数低,调速性能稍差。

主要做电动机用,一般不做发电机!异步电机是一种交流电机,其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。

异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。

感应电机应用最广,在不致引起误解或混淆的情况下,一般可称感应电机为异步电机。

普通异步电机的定子绕组接交流电网,转子绕组不需与其他电源连接。

普通三相异步电动机与变频电动机的区别

普通三相异步电动机与变频电动机的区别

一般三相异步电动机与变频电动机的差别一般的三相异步电动机能够用变频器驱动吗?一般的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何差别?一般异步电机与变频电机的差别——一般异步电动机都是按恒频恒压设计的,不行能完整适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响:1、电动机的效率和温升的问题无论那种形式的变频器,在运转中均产生不一样程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运转。

据资料介绍,以当前广泛使用的正弦波PWM 型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频次大一倍左右的高次谐波重量为:2u+1( u 为调制比)。

高次谐波会惹起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附带消耗的增添,最为明显的是转子铜(铝)耗。

因为异步电动机是以靠近于基波频次所对应的同步转速旋转的,所以,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子消耗。

除此以外,还需考虑因集肤效应所产生的附带铜耗。

这些消耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将一般三相异步电动机运转于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增添10%~20%。

2、电动机绝缘强度问题当前中小型变频器,许多是采纳PWM 的控制方式。

他的载波频次约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要蒙受很高的电压上涨率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘蒙受较为严酷的考验。

此外,由 PWM 变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运转电压上,会对电动机对地绝缘组成威迫,对地绝缘在高压的频频冲击下会加快老化。

3、谐波电磁噪声与震动一般异步电动机采纳变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等要素所惹起的震动和噪声变的更为复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波互相干预,形成各样电磁激振力。

当电磁力波的频次和电动机机体的固有振动频次一致或靠近时,将产生共振现象,进而加大噪声。

因为电动机工作频次范围宽,转速变化范围大,各样电磁力波的频次很难避开电动机的各构件的固有震动频次。

变频电动机与异步或同步电动机的差异

变频电动机与异步或同步电动机的差异

变频电动机与异步或同步电动机的差异一、通常异步电动机都是按恒频恒压计划的,不或许彻底习气变频调速的恳求。

以下为变频器对电机的影响1、电动机的功率和温升的疑问不管那种办法的变频器,在作业中均发作纷歧样程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下作业。

拒材料介绍,以如今遍及运用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波底子为零,剩余的比载波频率大一倍支配的高次谐波重量为:2u+1(u为调制比)。

高次谐波会致使电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的添加,最为显着的是转子铜(铝)耗。

因为异步电动机是以挨近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因而,高次谐波电压以较大的转差切开转子导条后,便会发作很大的转子损耗。

除此以外,还需思考因集肤效应所发作的附加铜耗。

这些损耗都会使电动机额外发热,功率下降,输出功率减小,如将通常三相异步电动机作业于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升通常要添加十%--20%。

2、电动机绝缘强度疑问如今中小型变频器,不少是选用PWM的操控办法。

他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要接受很高的电压上升率,恰当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘接受较为严峻的查看。

其他,由PWM变频器发作的矩形斩波冲击电压叠加在电动机作业电压上,会对电动机对地绝缘构成要挟,对地绝缘在高压的重复冲击下会加快老化。

3、谐波电磁噪声与颤抖通常异步电动机选用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等要素所构成的使的颤抖和噪声变的愈加凌乱。

变频电源中富含的各次时刻谐波与电动机电磁有些的固有空间谐波彼此干与,构成各种电磁激振力。

当电磁力波的频率和电动机机体的固有振荡频率一同或挨近时,将发作共振景象,然后加大噪声。

因为电动机作业频率计划宽,转速改动计划大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有颤抖频率。

4、电动机对一再主张、制动的习气才调因为选用变频器供电后,电动机能够在很低的频率和电压下以无冲击电流的办法主张,并可运用变频器所供的各种制动办法进行活络制动,为完毕一再主张和制动发明晰条件,因而电动机的机械体系和电磁体系处于循环交变力的效果下,给机械构造和绝缘构造带来疲乏和加快老化疑问。

同步电机和异步电机的区别

同步电机和异步电机的区别

摘要:目前,随着同步电机在调速性能方面的逐渐改善,已在大容量变频调速领域内广泛使用。

在高速列车上,法国率先采用同步牵引电机,它的功率因数可接近1,解决了异步电机功率因数低的问题。

本文针对同步电机和异步电机在轨道调速系统中的差异进行了分析。

关键词:同步电机;异步电机;功率因数;变频调速;1.引言随着同步电机的调速性能和控制精度的提高,同步电机在高速列车的牵引传动领域中也逐渐占据一席之地,例如,法国TGV的牵引电机采用的都是同步电机。

由于异步电机功率因数低(基本都在0.9以下)是一个很难克服的缺陷,而同步电机理想功率因数可以到达1,例如法国TGV的功率因数可以达到0.99,除此以外,同步电机还有容量大、转速恒定等优点,因此,同步电机在牵引传动领域中还有很大的发展空间。

同步电动机在调速系统中的缺点正逐渐被解决,例如现在通常采用永磁同步电机,避免同步电机的励磁装臵引发的问题和增加的维护工作量。

但是,同步电机在调速方面略逊于异步电机,且结构较复杂,成本较高,因此,异步电机在牵引传动领域仍占优势。

2.感应电机的工作原理定子中通以三相电流产生旋转磁场,由于感应电机的转子绕组是自行闭合的绕组,根据电磁感应原理,转子绕组中会产生感应电流,感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。

正常情况下,感应电机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速。

感应电机的运行状态与转差率有关,s>1为电磁制动状态,0<s<1为电动机状态,s<0为发电机状态。

转差率公式:经过频率归算和绕组归算,得到感应电动机的T型等效电路,如图1所示。

由图1可知,感应电动机是一个感性电路,所以感应电动机的功率因数角在(,)范围内。

因此,感应电机在运行过程中不断从电网吸收无功功率。

当感应电机在空载运行时,转子转速接近于同步转速,,,转子电流接近于零,定子电流基本上是激磁电流(主要成分是无功的磁化电流),所以功率因数很低,约为0.1-0.2。

同步和异步电机的概念

同步和异步电机的概念

同步和异步电机的概念
同步和异步电机是两种常见的电动机类型,它们在工业和日常
生活中都有着广泛的应用。

它们的工作原理和性能特点有所不同,
因此在不同的应用场景中会有不同的选择。

同步电机是一种电动机,其转子的转速与所施加的电压频率成
正比。

这意味着同步电机的转子转速是固定的,通常用于需要精确
控制转速的应用,如工业生产线、风力发电机和某些家用电器。


步电机通常具有高效率和较低的维护要求,但其启动和控制较为复杂。

另一方面,异步电机的转子转速与所施加的电压频率不成正比,因此其转速是可变的。

这使得异步电机在启动和控制方面更加简单,因此在许多家用电器和工业设备中得到广泛应用。

然而,异步电机
的效率通常低于同步电机,并且在高负载下可能会出现效率下降的
情况。

在选择电机类型时,需要根据具体的应用需求和性能要求来进
行权衡。

同时,随着技术的不断进步,一些新型的混合同步异步电
机也开始出现,结合了两种电机的优点,为一些特殊应用提供了更
好的解决方案。

总的来说,同步电机和异步电机各自具有独特的特点和优势,可以根据具体的应用需求来选择合适的类型,以实现最佳的性能和效率。

同步电机与异步电机区别(说的非常好)

同步电机与异步电机区别(说的非常好)

一、同步电机和异步电机在设计上的不同:①同步与异步的最大区别就在于看他门的转子速度是不是与定子旋转的磁场速度一致,如果转子的旋转速度与定子是一样的,那就叫同步电动机,如果不一致,就叫异步电动机。

②当极对数一定时,电机的转速和频率之间有严格的关系,用电机专业术语说,就是同步。

异步电机也叫感应电机,主要作为电动机使用,其工作时的转子转速总是小于同步电机。

③所谓“同步”就是电枢(定子)绕组流过电流后,将在气隙中形成一旋转磁场,而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子转向,转速相同,故为同步。

异步电机的话,其旋转磁场与转子存在相对转速,即产生转距。

二、为什么会同步,为什么会不同步呢?同步电机和异步电机的定子绕组是相同的,主要区别在于转子的结构。

同步电机的转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,通过滑环引入电流;而异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感应产生电流。

相比之下,同步电机较复杂,造价高。

同步和异步电机均属交流动力电机,是靠50Hz交流电网供电而转动。

异步电机是定子送入交流电,产生旋转磁场,而转子受感应而产生磁场,这样两磁场作用,使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。

其中转子比定子旋转磁场慢,有个转差,不同步所以称为异步机。

而同步电机定子与异步电机相同,但其转子是人为加入直流电形成不变磁场,这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步,始称同步电机。

简单的说就是:异步电机的转子上没加直流励磁电流,同步电机的转子上加了一个直流励磁电流使转子的转速与定子与转子切割产生的磁场转速一致。

三、同步发电机转子为什么要通入直流励磁电流,而不通入交流励磁电流?按工频50HZ考虑,转子通入直流励磁电流,可在定子绕组中感应出50HZ电势。

转子通入交流励磁电流后,可分解为正向与反向两个旋转磁场,正向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度迭加,在定子绕组中感应出100HZ电势;反向旋转磁场旋转速度与转子旋转速度抵消,与定子绕组相对静止,不产生电势,但定子磁通中出现直流分量,可能饱和。

异步电动机和同步电动机的主要区别

异步电动机和同步电动机的主要区别

异步电动机和同步电动机的主要区别异步电动机和同步电动机的主要区别是:在相同输入电源的情况下,异步电动机的转速低与同步转速,且会因负载的不同而不同;而同步电动机的转速与负载无关,不会因负载的变化而变化,且等于同步转速。

至于那种电动机好,个人认为要看应用场合。

以上特性的区别主要是由于转子结构不同造成的。

在详细说明造成差异的原因之前,先要了解为什么这些电动机会旋转?我个人的总结如下:要使异步电动机或同步电动机旋转起来需要满足两个条件,定子上要有旋转的磁场;转子可以感应出磁场,或本身就能产生磁场;理解以上两个条件,我们可以想一下小时侯玩磁铁的过程(应该大部分网友有玩过,如果可以的话回复一下“玩过磁铁”或“没玩过”,就当玩个游戏,劳逸结合),当手里拿一块磁铁靠近另一块放在桌上的磁铁时,桌上的磁铁会被吸过来或隔空推着走,电动机的原理和这差不多。

定子就像是手里拿着的磁铁,转子就像是放在桌上的磁铁。

OK,这点理解了之后继续往下,不论是异步电动机还是同步电动机,他们的定子结构是一样的,只要定子三相绕组接上三相电源,定子上就会产生一个旋转的磁场(这里不展开,大家知道就可以了),就好像有位神秘人物手里拿了块磁铁在桌上不停的画圆。

如果有另一块磁铁的中心固定在桌上,那么它就会旋转起来。

定子上产生的这种旋转磁场的转速叫做同步转速,它的大小与电源频率有关(变频器的功能就是变电机电源的频率)、还与电动机定子本身有关。

定子磁场介绍完之后,下面再介绍转子怎么产生磁场,题主问的不同点的原因就藏在这里。

异步电动机的转子有鼠笼式转子和绕线式转子两种形式。

但不论是哪种类型的转子,都不会给它施加激励源。

前文已经介绍过当定子绕组接三相电源后,定子上就会产生以同步速旋转的磁场,当转子没有转时定子磁场就会切割转子上的导条或绕组,从而使转子导条或绕组上产生电流,有了电流,就会产生磁场,进而使转子旋转起来。

所以转子上产生磁场的前提条件是转子与定子旋转磁场间有相对运动,也就是转速低于同步速。

普通异步电动机与变频电机的区别

普通异步电动机与变频电机的区别

普通异步电动机与变频电机的区别详细描述:普通异步电动机与变频电机的区别参考答案:一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响1、电动机的效率和温升的问题不论那种形式的变频器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。

拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比)。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。

因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。

除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。

这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%。

2、电动机绝缘强度问题目前中小型变频器,不少是采用PWM的控制方式。

他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。

另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动普通异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。

当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。

由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

异步电机控制原理

异步电机控制原理

异步电机控制原理引言:异步电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业和家庭设备中。

异步电机的控制原理是通过调节电源频率和电压来实现转速和转矩的控制。

本文将介绍异步电机的控制原理及其应用。

一、异步电机的基本原理异步电机由定子和转子组成。

定子上绕有三相绕组,通过电源提供的三相交流电产生旋转磁场。

转子上的导体感应到旋转磁场后,产生感应电动势,从而在转子上产生电流。

根据洛伦兹力的作用,转子开始旋转,与旋转磁场同步运动。

二、异步电机的控制方式1. 电源频率控制:改变电源频率可以改变异步电机的转速。

通常情况下,电源频率是恒定的,所以这种控制方式的应用较少。

2. 电源电压控制:改变电源电压可以改变异步电机的转矩。

通过调节电源电压,可以实现对异步电机的转矩控制。

这种控制方式常用于需要调节负载转矩的场合,如电梯、起重机等。

3. 变频控制:变频控制是最常用的异步电机控制方式之一。

通过改变电源频率和电压,可以实现对异步电机转速和转矩的精确控制。

变频器是实现变频控制的关键设备,它可以将固定频率的电源电压转换为可调节频率和电压的输出。

三、异步电机控制的应用1. 工业领域:异步电机广泛应用于工业生产线上,如风机、泵、压缩机等。

通过变频控制,可以根据生产需求调整设备的转速和转矩,提高生产效率。

2. 家用电器:异步电机也被广泛应用于家用电器中,如洗衣机、冰箱、空调等。

通过控制电机的转速和转矩,可以实现不同的工作模式和功能。

3. 交通运输:异步电机在交通运输领域也有重要应用,如电动汽车、电动自行车等。

通过控制电机的转速和转矩,可以实现车辆的加速、减速和行驶稳定性控制。

结论:异步电机是一种重要的电动机类型,其控制原理基于调节电源频率和电压。

通过电源频率控制、电源电压控制和变频控制,可以实现对异步电机转速和转矩的精确控制。

异步电机广泛应用于工业、家用电器和交通运输等领域,为各行各业提供了高效、可靠的动力源。

随着科技的不断进步,异步电机控制技术也将不断发展,为各个领域带来更多的创新和便利。

三相异步电动机和永磁同步磁阻电机工作原理

三相异步电动机和永磁同步磁阻电机工作原理

一、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机是工业中最常用的一种电动机,其主要工作原理是利用三相交流电产生旋转磁场,通过这个旋转磁场来驱动电动机的转子旋转。

具体来说,三相异步电动机的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 三相交流电源供电:三相异步电动机通常接入三相交流电源,通过这个电源来产生旋转磁场。

2. 旋转磁场产生:当三相交流电源通电时,会在电动机的定子上产生一个旋转磁场,因为三相电流相位依次相差120度,所以它们在空间上会形成一个旋转的磁场。

3. 感应电动势产生:这个旋转磁场会产生在定子绕组中感应电动势,根据洛恩兹定律,这个感应电动势会使转子上感应出产生一个转矩,从而带动转子旋转。

4. 转子旋转:转子在感应电动势的作用下,跟随旋转磁场旋转,从而实现了电动机的工作。

二、永磁同步磁阻电机的工作原理永磁同步磁阻电机是近年来逐渐流行起来的一种新型电动机,其工作原理与传统的三相异步电动机有所不同。

永磁同步磁阻电机的工作原理可以概括为以下几个步骤:1. 永磁体产生磁场:永磁同步磁阻电机用到了永磁体来产生永久的磁场,这个磁场的作用类似于传统电动机中的旋转磁场。

2. 定子绕组通电:定子绕组通过三相交流电源来通电,产生一个旋转磁场。

3. 与磁场互作用:定子绕组产生的旋转磁场与永磁体产生的磁场相互作用,从而在转子上产生了一个磁阻转矩。

4. 转子跟随旋转:由于这个磁阻转矩的作用,转子跟随着定子产生的旋转磁场旋转,从而实现了电动机的工作。

三、三相异步电动机和永磁同步磁阻电机的比较1. 工作原理差异:三相异步电动机利用三相交流电产生旋转磁场,通过这个旋转磁场来驱动电动机的转子旋转;而永磁同步磁阻电机则是利用永磁体产生的永久磁场与定子绕组产生的旋转磁场相互作用,产生磁阻转矩来驱动转子旋转。

2. 控制方式不同:三相异步电动机通常需要外接变频器来实现调速控制,而永磁同步磁阻电机则相对简单,通常只需要改变定子绕组的电流即可实现调速控制。

伺服电机异步电机和同步电机的区别

伺服电机异步电机和同步电机的区别

一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。

目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。

当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显着特点:1、起动转矩大由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。

它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。

因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。

2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。

当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。

三相异步同步电机控制原理

三相异步同步电机控制原理

三相异步同步电机控制原理一、电机结构与工作原理三相异步同步电机是一种常用的交流电动机,其结构主要包括定子和转子两部分。

定子通常由铁芯、绕组和机座等组成,转子则由铁芯和绕组组成。

定子和转子之间存在空气间隙。

三相异步同步电机的工作原理基于电磁感应定律。

当三相电流通过定子绕组时,产生旋转磁场,该磁场与转子相互作用,使转子在旋转方向上旋转。

同步电机的转速与电源频率保持同步,而异步电机的转速则略低于电源频率。

二、同步电机与异步电机的区别1.转速:同步电机的转速与电源频率保持同步,而异步电机的转速则略低于电源频率。

2.结构:同步电机结构较为复杂,需要引入励磁系统来产生磁场,而异步电机结构相对简单,无需励磁系统。

3.性能:同步电机的控制精度较高,可用于高精度控制系统,而异步电机则适用于一般工业应用。

三、电机控制方法1.直接启动控制:通过直接连接电源和电机来启动电机,实现简单控制。

2.变频控制:通过改变电源频率来控制电机转速,实现调速和节能控制。

3.矢量控制:通过控制电机的电流和电压来实现高精度控制,适用于高要求应用场景。

4.伺服控制:通过位置、速度和力矩等传感器实现闭环控制,适用于高精度、高响应的应用场景。

四、控制器设计控制器是三相异步同步电机控制的核心部分,需要根据具体应用场景选择合适的控制器。

常用的控制器包括PLC、DSP、单片机等。

控制器设计需要考虑控制精度、响应速度、可靠性等因素。

五、转子位置检测与控制对于同步电机而言,转子位置是实现精确控制的关键参数之一。

通常采用位置传感器来检测转子位置,如光电编码器、旋转变压器等。

控制器根据位置传感器输出的信号来控制电机的转速和转向。

六、速度控制与调节速度控制是电机控制的重要环节之一。

通过改变电源频率或电机的输入电压来实现调速。

常用的调速方法包括PWM(脉冲宽度调制)调速、V/f控制等。

同时,还可以通过引入反馈控制系统来实现速度的精确调节。

七、启动与停车控制电机的启动和停车控制是电机控制的基本环节之一。

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通俗来讲就是:电动机通电以后,就产生一个旋转磁场,这个旋转磁场切割转了的导线,产生力,电动机就转起来.但转子的速度总比旋转磁场的要慢一些,也就是不同步,所以就叫异步电动机.5 `3 d7 z9 g* |: {4 r, H5 _: r* m1.三相交流异步电动机的工作原理是什么?* q; Y) m; j- u5 r; u+ [ k( T是由电磁力产生电力矩.2由于导体产生的电磁力矩方向与磁极旋转的方向相同,所以转子就跟随磁极旋转,这就是异步电动机的工作原理.4 `, J3 U+ Q' `3 r6 E+ U6 r2.三相交流异步电动机的调速方式有那些? 4 N( m! s, T9 ~改变电源频率.2.改变电动机的磁极对数.3. 改变电动机的转差率. 2 N, n0 ]/ X3 x# N& t& Y同步电机就是靠励磁电流运行的,如果没有励磁,电机就是异步的.励磁是加在转子上的直流系统,它的旋转速度和极性与定子是一致的,如果励磁出现问题,电动机就会失步,调整不过来,触发保护“励磁故障”电动机跳闸, Q/ l- k4 n6 J6 Q6 G说的白一点,励磁电流就是同步电机转子中流过的电流(有了这个电流,使转子相当于一个电磁铁,有N极和S极),在正常运行时,这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的.以前这个直流电压是由直流电动机供给,现在大多是由可控硅整流后供给.我们通常把可控硅整流系统称为励磁装置. 9 F& a+ j' \8 m3 n8 m4 d 1、防爆电机一般应用在易燃易爆的场合. + Z- L+ a%y$ j3 |2、防爆电机接线盒的密封较普通电机要好., K; R* S5 ~9 j/ T3、防爆电机防护等级最低为IP55,而普通电机有IPIP23、IP44、IP54、IP55、IP56不等,故而从外形可以分辨出.2 j& Q$ {. ~ F3 Y) ]7 Z下面详细介绍防爆电机: ( @2 F. z9 H3 N. a: h防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种电机,运行时不产生电火花.0 g) Z, b! \2 ]- ]' f8 e防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业.此外,在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用.防爆电机作为主要的动力设备,通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械. 0 g1 Z3 }1 g! a1 ]- G随着科技、生产的发展,存在爆炸危险的场所也在不断增加.例如,食用油生产过去是用传统的压榨法工艺,20世纪70年代以后,我国开始引进国外先进的浸出油工艺,但此工艺中要使用含有己烷的化学溶剂,己烷是易燃易爆物质;因此浸出油车间就成了爆炸危险场所,需要使用防爆电机和其他防爆电气产品.又如,近年来我国公路发展迅速,一大批燃油加油站出现,也给防爆电机提供了新的市场.2 D6 i2 L4 f3 Y1 v' h; a, z产品分类# A/ g' q0 M%R j. _* L1.按电机原理分9 X# Y1 B& q$ O 可分为防爆异步电机、防爆同步电机及防爆直流电机等.1 f6 O' L k1 ]9 C9 H2.按使用场所分( E) B p)S7 }5 b: |3 O$ K. n% F7 a可分为煤矿井下用防爆电机及工厂用防爆电机.! f/ c- K* \3 E( z* y/ O3.按防爆原理分( J# k2J8 w* X; t# ~可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无火花型电机及粉尘防爆电机等.$ h$ ]% I, m+ \& I3 x0 ^4.按配套的主机分5 g2 M- K7 n& \& G: e; y; h9 T* U- y; k可分为煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机、船用防爆电机、起重冶金用防爆电机及加氢装置配套用增安型无刷励磁同步电机等.此外,还可以按额定电压、效率等技术指标来分,如高压防爆电机、高效防爆电机、高转差率防爆电机及高起动转矩防爆电机等.本文按防爆原理分类介绍. . U* y1 n5 ]( j0 q, O: \$ H6 o D2 N+ _ ?: o产品系列及其特点 5 S( t2 L0 L' r# B. S/ w1.隔熄型电机# n& q' ]' Q. u1 G' q! ^它采用隔爆外壳把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开.但是,这种外壳并非是密封的,周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳的各部分接合面间隙进入电机内部.当与外壳内的火花、电弧、危险高温等引燃源接触时就可能发生爆炸,这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形,而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时,也不能引燃周围的爆炸性气体混合物.$ t, e7 Q/ t' P+ `我国当前广泛应用的低压隔爆型电机产品的基本系列是YB系列隔爆型三相异步电机,它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品.防爆性能符合GB3836.1—83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB3836.2—83《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”,》的规定;电机功率范围为O.55—200kW,相对应的机座号范围是机座中心高为80—315nun;防爆标志为dI、dIIAT4、dIIBT4,分别适用于煤矿井下固定式设备或工厂IIA、IIB级,温度组别为T1—T4组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的场所;主体外壳防护等级为IP44,也可制成IP%4,接线盒防护等级为IP54;额定频率为50Hz,额定电压为380、1660、1140、380/660、660/140V;电机绝缘等级为F级,但按B级考核定子绕组的温升,具有较大的温升裕度.低压隔爆型三相异步电机派生系列的主要型号有:YB系列(dIIcT4)(机座中心高为80—315mm),YBSO系列(小功率,机座中心高为63—90mm),YBF系列(风机用,机座中心高为63—160mm),YB—H系列(船用,机座中心高为80~280mm),YB系列(中型,机座中心高为355—450mm),YBK系列(煤矿用,机座中心高为100—315mm),YB—W、B—TH、YB—WTH系列(机座中心高为80—315mm),YBDF—WF系列(户外防腐隔爆型电动阀门用,机座中心高为80—315mm)及YBDC 系列(隔爆型电容起动单相异步电机,机座中心高为71—100mm)和YBZS系列起重用隔爆型双速三相异步电机.另外,还有YB系列高压隔爆型三相异步电机(机座中心高为355~450mm,560—710mm).行业联合设计的YB2系列已于1四年底通过了全国鉴定,将逐步取代YB系列,成为我国隔爆型三相异步电机的基本系列.YB2系列共15个机座号(机座中心高为63、355nmm),功率范围为O.12—315kW. 其主要特点是: + p: }. ?3 K3 H- r* ^6 v0 u6 q+ V (1) 功率等级、安装尺寸及转速的对应关系与DIN42673一致,同时考虑到与YB系列的继承性和Y2系列的互换性,作了必要调整,更加有效和适用. / N) q& f# y# G# ~4 t1 U*_(2) 全系列采用F级绝缘,温升按B级考核. / ^! n1 s'w# D7 e) r' m' N! X+ ?/ ^(3) 噪声限值比YB系列低,接近YB系列的I级噪声,振动限值与YB系列相当.9 @' a+ [3 C, {( b# @4 b(4) 外壳防护等级提高到IP55. # G* B7 H8 s1 }8 k3 ^6 L) c$ x0 C (5) 全系列选用低噪声深沟球轴承,机座中心高在180mm以上电机设注排油装置. 0 s( J: X5 \7 w* N (6) 电机散热片有平行水平分布和辐射分布两种,以平行水平分布为主.8 x+ y, m/ Q( x; D! E5 M8 G' n(7) 主要性能指标达到20世纪90年代初国际先进水平.# M! v; I f' _. p0 F) }8 [1 g8 k) R1 f- \2 M; e/ D6 k. `$ ?/ v8 I0 n$ _$ c3 a2.增安型电机它是在正常运行条件下不会产生电弧、火花或危险高温的电机结构上,再采取一些机械、电气和热的保护措施,使之进一步避免在正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险,从而确保其防爆安全性. 5 s'O% I& x2 [: }6 N6 b我国当前应用的低压增安型的基本系列是YA系列增安型三相异步电动机,它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品.防爆性能符合GB3836.1—83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB3836.3—83《爆炸性环境用防爆电气设备增安型电气设备“e”》的规定;功率范围为O.55~90kW,相对应的机座中心高为80—280mm;防爆标志为eIITl、eIIT2、eIIT3,分别适用于工厂中具有温度组别为Tl—T3组爆炸性混合物并具有轻微腐蚀介质的场所;主体外壳的防护等级为IP54,接线盒防护等级为IP55;额定频率为50Hz,额定电压为380V;电机采用F级绝缘. : _* g7 v' H) ]: H1 b, }3c低压增安型电机派生系列的主要型号有:YASO系列小功率增安型三相异步电机(机座中心高为56—90mm),YA—W、YA—WFl系列户外、户内防腐增安型三相异步电机(机座中心高为80—280mm). 7 A& i4 d9 [( l目前,已完成YA2、系列的行业联合设计工作,并正在组织试制,以取代YA系列.YA2全系列共15个机座号(机座中心高为63—355mm),功率范围为0.12—400kW,将使我国增安型电机达到国际上同类产品20世纪80年代先进水平.' B- v4 k9 B% ]5 f高压(6kV)增安型三相异步电机系列有:YA355—450,功率160—450kW;YA560—900,功率500—1800kW;YAm355—630水冷,功率220—2500kw;YAKK355~630空—空冷,功率185—2000kW.1999年试制生产的TAKW4000—20/2600、4000kW增安型无刷励磁同步电机,是适应炼油厂石油深加工加氢装置需要而发展的新型防爆电机.2 Z7 a3 l, c# b7 d4 I其特点是: ; n! S, p1 T* ], {0o( ?& p. _9 x- K(1)满足增安型防爆电机的要求,采取一系列可靠的防止火花、电弧和危险高温的措施,可以安全运行于2区爆炸危险场所. 8 U! A& n D* Z) t0 a1 ~7 w. D (2)采用无刷励磁,设置旋转整流盘和静态励磁柜,励磁控制系统可靠;顺极性转差投励准确,无冲击;励磁系统失步保护可靠,再整步能力强;线路设计合理,放电电阻在工作中不发热;励磁电流调节范围宽.! ^- H) K8 x! [: f+ i(3)同步机、交流励磁机及旋转整流盘同轴.整流盘位于主电机和励磁机之间,或置于轴承座之外. # C' j6 F) i! i0 k1 E4 L(4)外壳防护等级为IP54.- S2 s' @% f6 {. l) ?' o(5)采用F级绝缘,温升按B级考核.7 ?6 N1 o' j' B; Q(6)改变传统的下水冷为上水冷,即水冷却器置于电机上部.8 g* [. [$ G( A0 W7 y(7)设增安型防潮加热器,固定在电机底部的罩内,用于停机时加热防潮用. - a) Z+ ~! F4`( s% a/ p(8) 选优质原材料,电气及机械计算留有较大裕度,能满足运行可靠性和增安型电机的温度要求.. J( b) m! O% O& I1 m(9)设置有完善的监控措施;主接线盒内设置用于差动保护的增安型自平衡电流互感器;定子绕组埋设工作和备用的铂热电阻,分度号为Pt100;设漏水监控仪,监控水冷却器的泄漏;两端座式滑动轴承分别设现场温度显示仪表和远传信号端子.4 _2 U4 D' P) R3 C: u: S+ c# a! y6 K* r8 L0 i. Z8 J-W' n' v3 W3.正压型电机是正压型电气设备的一种.Y; Y# X# n9 a9 a$ m0 D s其结构特点是: ; ?0Y/ G* T) d; m(1) 配置有一套完整的通风系统,电机内部不存在可能影响通风的结构死角./ n7 B1 h7 ?5 l! p1 S0 s/ x(2) 外壳和管道由不燃材料制成,并具有足够的机械强度.5 q$ B, Z) ~2 T- V. E: o; b(3) 外壳及主管道内相对于外界大气保持足够大的正压.6 R! p4 j4 e% S! O/ P.Q(4) 电机须有安全保护装置(如时间继电器和流量监测器),以保证足够的换气量,还必须有壳内气压欠压的自动保护或报警装置., e1 V7 }7 _$ z+ B5 t7 g; t' V4 F(5) 外壳上的快开门或盖须有与电源联锁的装置.我国目前尚无统一的正压型电机系列产品. * T6 V5 |) I N7 A: f0 G( w' K- v( ] L6 I& A# G# c( N/ p5.无火花型电机:是指在正常运行条件下,不会点燃周围爆炸性混合物,且一般又不会发生点燃故障的电机.与增安型电机相比,除对绝缘介电强度试验电压、绕组温升、te(在最高环境温度下达到额定运行最终温度后的交流绕组,从开始通过起动电流时计起至上升到极限温度的时间)以及起动电流比不像增安型那样有特殊规定外,其他方面与增安型电机的设计要求一样. 6 `- m( B4 r1 f: K: l o2 E5 p 无火花型电机符合GB3836.1—83和GB3836.8—87《爆炸性环境用防爆电气设备无火花型电气设备“n”》的规定.设计上注重电机的密封措施,主体外壳防护等级为IP54、IP55,接线盒为IP55.额定电压在660V以上的电机,其空间加热器或其他辅助装置的连接件应置于单独的接线盒内. * l)z5 \6 i' l: D( j目前,国内已研制、生产了YW系列无火花型电机产品(机座中心高度为80~315mm).防爆标志为nIIT3,适用于工厂含有温度组别为T1—T3组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的2区场所.额定频率为50Hz,额定电压为380、660、380/660V,电机采用F绝缘,但按B级考核定子绕组的温升限值,具有较大的温升裕度及较高的安全可靠性,功率为0.55~200kW.6.粉尘防爆电机:指其外壳按规定条件设计制造,能阻止粉尘进入电机外壳内或虽不能完全阻止粉尘进入,但其进入量不妨碍电机安全运行,且内部粉尘的堆积不易产生点燃危险,使用时也不会引起周围爆炸性粉尘混合物爆炸的电机.其特点是: ! R/ G# f( M, U) a6 A3 ~' z2\- F( p7 o(1) 外壳具有较高的密封性,以减少或阻止粉尘进入外壳内,即使进入,其进入量也不致于形成点燃危险.# Z$ N& ?8 [; Z+ z; L8 S9 f(2) 控制外壳最高表面允许温度不超过规定的温度组别.目前,已用于国家粮食储备库的机械化设备上.粉尘防爆电气设备的国家标准为GBl2476.1—90《爆炸性粉尘环境用防爆电气设备》.; [' w. I$ P' T8 x- d6 ~发展趋势8 u4 s+ B8 M$ s2n# i7 o5 i9 q; e4 l) I1.矿用防爆电机% v2 o/ g0 W, r! Z+ E, n(1) 发展大功率电机:目前世界上采煤机的最大装机容量已超过1200kw,其驱动电机功率达600kW;相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500kW,其驱动电机功率已达725kW.国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400kW,刮板输送机驱动电机最大功率是315kW.* C; ^2 x# ?' U+ h$ I! _(2) 发展3.3kV、6kV和IOkV 级电压的矿用电机:这是因为普及综合机械化采煤机组后采区走向加长,导致电压降增大,同时大功率电机的使用也要求提高电压等级. ! \' L$ o) G7 ^8 H$ `; Z( Q (3) 发展矿用双速电机:为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要,国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的.但目前国产矿用双速电机的功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距.9 L4 d' ~, S2 p2 }8 y/ ?(4) 提高矿用电机的可靠性:矿用防爆电机的工况条件较差,电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等,这些都影响电机的使用可靠性和寿命. % T: J. O9 ^& H* U- } (5) 加快矿用防爆电机的更新换代. . N' y# A' N# y/w, \0 W9 i(6) 统一矿用防爆电机的标准.5 j- `7 Z% M4 ^4 r4 P) ]7 Z# L1 N, `8 B) D6 H7 W2.石化系统用防爆电机, b. k) y8 w1 ^# X# X(1) 增安型和无火花型电机的需求将呈上升趋势.石化系统的用户在使用实践中;已认识到发展我国增安型和无火花型电机的必要性.此外,大量20世纪70年代弓[进装置中配套的增安型、无火花型电机目前已到了采用合适的国产品替代的时候.2 R0 h- b+ M, I2 [2 x(2) 防爆电机的可靠性已越来越被石化系统用户关注.石化企业发展日趋装置大型化、运行连续化,要求系统运行实现长周期、免维修或少维修.因此,防爆电机就成为保证上述要求的关键设备.4 ]& U/ C$ w9 o- ~( x5 ~- d& B4 ?6 z9 \(3) 防爆和高效变频调速电机已成为石化用户迫切要求开发的节能产品.近年已系列生产了YBx、YAX防爆高效电机,投入市场后很受用户欢迎.防爆电机节能有两方面工作:一是研制高效率防爆电机产品,二是大量开发各种防爆调速电机的专用产品,尤其是将具有巨大节能潜力的风机、泵和压缩机配套的电机设计为调速电机. k$ B% ^5 G$ f/ P4 p! y8 F6 h (4) 沿海石化企业的发展带来的新要求.我国沿海一带将建一批炼油厂,原油均需进口,而进口原油含硫量高、腐蚀性严重,因而要求防爆电机提高防腐性能;另外进口原油均需海运,其储油罐就需要配套高扬程大流量油泵的防爆电机. 2 t o( j; u: N B6 k8 |, C(5) 我国西部石油工业的大发展,要求开发适于沙漠干热环境的防爆电机产品.加氢装置配套用的中大容量的增安型无刷励磁同步电机的市场需要将逐年增长. , `; z5 ~; f-s# B9 H0 ?' G5 D) L一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求.以下为变频器对电机的影响 5 a2r ~3 L8 o- }/ u. H# l. H1、电动机的效率和温升的问题 3 O4 b' v9 v' [)n7 ?# A4 Q不论那种形式的变频器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行.拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比).4 R1 ^5 g w2 |& N 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗.因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗.除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗.这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%. $ Z1 \% Y9 k' x4 y5 s. y# O4 w2、电动机绝缘强度问题. T8 d5 e6 `) E+ D0 y%U* }目前中小型变频器,不少是采用PWM的控制方式.他的载波频率约为几千到十几千赫,这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验.另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上,会对电动机对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化.+ @' B3 _& A1 \2 Q9 r 3、谐波电磁噪声与震动O4 Y* B* l2 R) m 普通异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂.变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力.当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声.由于电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率. 、电动机对频繁启动、制动的适应能力; s8 a% w8 X* u2 n/ E- t由于采用变频器供电后,电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题.4 W1 G/ H9 n4 X4 T& F( m- R/ ^0 j/ K; b 5、低转速时的冷却问题 6 e3 M3 m: _6 Y/ \: L: a! b首先,异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率较底时,电源中高次谐波所引起的损耗较大.其次,普通异步电动机再转速降低时,冷却风量与转速的三次方成比例减小,致使电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出.* I) b% |9 d2 {' N& W二、变频电动机的特点* o' s7[& d0 Z6 L' z6 Q+ W7 u4 {1、电磁设计 4 S& l: D k% c& Y对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数.而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力.方式一般如下: 1 O+ T3 Q9 E. P' m i7 U1) 尽可能的减小定子和转子电阻. 1 u' q. ?4v( W R& C2 r减小定子电阻即可降低基波铜耗,以弥补高次谐波引起的铜耗增0 F& o# K+ C8 ]' u, Q 2)为抑制电流中的高次谐波,需适当增加电动机的电感.但转子槽漏抗较大其集肤效应也大,高次谐波铜耗也增大.因此,电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性. 5 |0 h4 g3 y! X- t1k7 ~3 J3)变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态,一是考虑高次谐波会加深磁路饱和,二是考虑在低频时,为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压.H) D, Z1 O1 k/ Z& b 2、结构设计1 f4 u* n$ J7 v5 o. }# C* o$ H- v 再结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题: , s%N0 t% w7 I5 K4 M4 T1)绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力. % P6 j+ _1M# c1 P2)对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象. 2 g5 u4 R0 E1 K( A% h% h$ `( g+ Z3)冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动.3 s2 O$ n8 ], e* h: Q+ \ 4)防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施.主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,从而导致轴承损坏,所以一般要采取绝缘措施.4 O) J0 O: a# t3 T0 Q( u$ L&N$ s5)对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂,以补偿轴承的温度升高. , g/X, B7 U/ U% q9 \# @* j8 `' ` `' |) S0 Q1 _同步电动机:* E# v* }2 ?: M0 `- @4 h 一、特点:8 y9 s0 y- P' a9 R% o6 | 1、功率因数超前,一般额定功率因数为0.9,有利于改善电网的功率因数,增加电网容量.) @& y( @9 w- L 2、运行稳定性高,当电网电压突然下降到额定值的80%时,其励磁系统一般能自动调节实行强行励磁,保证电动机的运行稳定.. n' {- m3 {+ t/ y/ }/ E4 l! R: U/ H 3、过载能力比相应的异步电动机大. 3 `6 u$ U9 P. i' V4、运行效率高,尤其是低速异步电动机.0 g' L9 w: @- I+ S0 Y9 }) J8 J 二、启动方式&d9 g9 a; A/ ^+ q& m1、异步启动法,,同步电动机多数在转子上装有类似与异步电机笼式绕组的启动绕组.再励磁回路串接约为励磁绕组电阻值10倍的附加电阻来构成闭合电路,把同步电动机的定子直接接入电网,使之按异步电动机启动,当转速达到亚同步转速(95%)时,再切除附加电阻. ; g) V. N# u) q:~& k* k2、变频启动,用变频器启动,不在赘述.2 S% C; f# I0 z U; {6 O 三、应用) D* x# a' j9 @1 o+ [4 S 作过油田节电的师傅都知道,油田的抽油机电机,由于要求的启动转矩大,工程师设计时一般将电机设计的很大,这就出现“大马拉小车”现象,如:55KW的抽油机电机,再平衡块基本调好后,其实际有功一般在十几个KW,有时还小.我曾做过这样的改造,将抽油机55KW异步电动机改为22KW同步电机,后用变频器控制,当然也可以根据排液量或别的信号进行自动控制.节电率可达40%. 8 K6 I. R# [; f6 I$ C- `9 v9 e' [' s6 N9 ^; }& P+ h w因此,异步电动机,同步电动机,变频电动机三者各有特点,主要看您所控制的工况环境,当然还要根据工程成本,能用异步电机尽量用异步电动机. . j2 ]% m- ]' l变频电动机是一个电器系统,它是由变频控制器接收负载端实时的信号(压力、流量、负载力等),与变频控制器设定的值相比较,然后输出设定值所需要的交流电的频率,再由这个“可变频率”的交流电流(电能)提供给专用的变频用电动机或者普通的交流异步电动机.因为电源的频率可以“影响”交流异步电动机的转速,所以电动机就在调频控制器的控制下工作,使电动机输出的转速符合需要的值,这样也就使被测量端(负载端)保持在变频控制器所设定值的范围内.希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条::1、世事忙忙如水流,休将名利挂心头。

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