绕线电机的串电阻调速与定子调压调速在起重机上的应用与比较

1、辽宁石油化工大学继续教育学院论文绕线电机的串电阻调速与定子调压调速在起重机上的应用与比较摘要本篇论文主要讲述了交流异步电动机在起重机上的两种调速方式：转子串电阻调速和定子 调压调速。介绍了两种方式在启动、调速的工作特性、工作原理和工作过程，以及两种方式的 优缺点，着重说明了定子调压调速方式在起重机上的应用。关键词调速、转子串电阻、定子调压调速调速：根据生产工艺要求改变电力拖动系统的运行速度称为调速。起动：从转子静止 S = 1时开始，加速到某一转速稳定运行的过度过程。启动结束后电 动机将以额定转速稳定运行。在起重机的运行中，经常采用的是绕线式异步电动机，它经常采用两种调速方式：转子串电阻调速、

2、定子调压调速。1辽宁石油化工大学继续教育学院论文Series resista nee of the motor winding speedand the stator voltage regulating speed controlin the applicati on on the craneabstractThis paper mainly tells the story of ac asynchronous motor in the two kinds of speed regulati on on the crane: rotor speed and stator resista ne

3、e voltage regulat ing speed. In troduces two ways of job at the start, speed characteristics ,working principle and process, as well as the adva ntages and disadva ntages of two ways, focus ing on the applicatio n of crane.Keywords:Con trol of motor speed, Rotor resista nee. The stator voltage regul

4、at ing speed,# I辽宁石油化工大学继续教育学院论文目录1转子串电阻41.1转子串阻41.2调速原理51.3调速性能52定子调压调速52.1调压调速52.2调速原理62.3调压调速闭环系统的介绍 72.4定子调压调速系统在实际中的应用 72.5具体系统工作原理如下： 83起升运行：84平移运行：85QY1调压调速的特点9结论10致谢错误！未定义书签。参考资料：12附图1 131转子串电阻绕线式异步电动机在电机转子串入附加电阻，可以得到较好的启动特性，也可 以调速，这就是转子串电阻调速。它广泛应用于起重机上。1.1转子串阻b3 I辽宁石油化工大学继续教育学院论文# I辽宁石油化工大学

5、继续教育学院论文图1.2图1.1在起动时，将起动电阻一次切除，势必引起较大的电流，起动电阻切除过晚， 又影响起动的加速度。图1.1 ，图1.2是三相三级对称起动电阻的接线方式和人 造机械特性。图1.2中4为自然机械特性，1是启动开始串入全部电阻rst1+rst2+rst3时的人造机械特性。在 s = 1时电机运行在 a点上 M = Mst1, Mst1 （取为 0.7 0.85Mmax）称为峰值启动转矩，即启动过程中电机具有的最大转矩。因为Mst ># I辽宁石油化工大学继续教育学院论文ML,电动机将沿着特性一加速，启动电流与启动转矩随之下降，在b点处的M =Mst2, Mst2称为切换

6、转矩。要求 Mst2 > (1.1-1.2)ML，此时应切除一部分电阻rst3,使电动机进入特性2运行。切除rst3须使M = Mst1,电动机继续加速，依次类推，先后将rst2和rstl切除，电动机将进入自然特性运行，加速到 M = ML时，起动结 束，进入稳定状态。1.2调速原理转子串入电阻后，在转矩一定时，转差率与转子电阻成正比，转子串入电阻越 大，电机转速越低。改变转子串入电阻的电阻值，即可调节转速。1.3调速性能1、机械特性变软，转速稳定性变差，通常调速范围不大于2。2、只能够从基速向下调速。3、空载时几乎不能调速。4、调速电阻分段不宜过细，调速平滑性较差。5、增大了转差率，从

7、而增大了铜耗(Pcu = sp)，转速越低铜耗越大6、由于设备简单，投资少，调速电阻做起动电阻，故在起重机上广 泛应用。2定子调压调速2.1调压调速：调压调速又称降压调速。因为电动机工作电压不允许超过额定值， 降低定子绕 组的端电压进行调速的方式称为调压调速。因其不改变同步转速而属于改变转差率 的调速方法。2.2调速原理由电磁转矩参数表达式：2 2 2M = 3pui r2/2nf +(ri+r2/ s) +(xi 8 + X2)s可知，改变定子端电压，同一转差率下的电磁转矩与电压平方成正比，由于调压不改变临界转差率，所以最大转矩也与电压平方成正比，其人造特性如图2.1nn1M LM N图2.

8、1由图中可以看出，降压能使在同一转矩下的转速降低，因为降压使气隙中的主磁通近似与电压成正比减少，使电磁转矩随之减少，即 M ML。电动机减速，转 速降低使转子电动势和转子电流增大，电磁转矩也随之增大直到 M = ML电动机在 较低的速度下稳定运行。采用这种调速，缺点是在负载较轻时，调速范围很小，重载时降压太多，会由 于MmaxvML使电动机不能够维持运行。即电压越低硬度越软，稳定性越坏。为了 扩大调速范围又保持稳定性，就需要在系统中加入速度负反馈环节。2.3调压调速闭环系统的介绍如图示，晶闸管串接在电机定子回路中，其转子回路串接适当的电阻，通过调节 三相反并联晶闸管导通角来改变定子电压。因电机

9、转矩与电机定子电压平方成正比， 从而达到控制电机的目的。具体调速原理如下：电机转速由人工通过主令控制器设定，由速度反馈实现闭 环。 Vo = Vg -Vf。当 Vo>0时，PID控制输出Vo增加，晶闸管导通角增加， 定子电压升高，电机加速；当厶Vo<0时V0减小，晶闸管导通角减小，定子电压降 低电机减速；当厶Vo = 0时，晶闸管导通角不变，定子电压不变，电机转速稳定。 当电机刚启动时，转子频率高，Vf低， Vo>0，电机在较高的电压下启动，随着 电机加速转子频率下降，Vf增加，逐渐接近Vg。当 Vo = 0时，电机稳定运行， 使电机转矩和负载转矩相平衡。2.4定子调压调速系

10、统在实际中的应用在作者的单位，应用了定子调压系统。即 QY1绕线电机调速控制器。其主回 路和控制回路如附图1。2.5具体系统工作原理如下：1. 在控制器工作前，安全电路对三相电源进行检测，如错相、缺相、严重相不平 衡、严重欠电压等。2. 电源的频率变化会引起电动机的转速变化，控制器系统设计时频率最大变化是2%。3. 加到电机的所有电压的改变是等率变化的，保证恒定平稳的加速或减速。4. 任何故障出现均会使控制器停止工作，故障排除后，主令必须回零位才能够重 新启动。3起升运行：当主令控制器在某一档位时，上升接触器先接通，电机通电，随后制动器打开， 电机启动。通过转子频率反馈和主令控制器的设定，系统

11、进入闭环控制。主令为全 速时，电机平稳至全速，如果主令控制器在全速档退回慢速档，电机转速降低，自 动进入闭环控制状态而稳定运行在所设定的档位速度上。不论在任何档位，一旦主 令控制器回到零位，控制器以反接力矩进行制动，电机速度迅速减小，达到静止状 态后，制动器也要进行制动。4平移运行：当主令控制器在某一档位时，控制器在闭环下依该档速度运行，当受到某种阻力，控制器在闭环控制下依然维持该档速度。同样，当主令控制器回到零位，控制 器将制动，一直到零速状态。5QY1调压调速的特点1、高可靠性 机构紧凑、连接可靠。控制单元密封，适用各种工作环境。2高安全性 停车制动时利用反接力矩防止溜钩。不工作、速度反馈

12、断线时，控 制器不能够启动。运行中反馈断线，控制器立即制动。3、优越的控制性能 闭环控制使速度不因负荷变化而变化。平稳的控制减少对机 械的冲击。4、 采用转子频率反馈为速度反馈一种最简单、可靠、经济的反馈方法。5、结构合理 晶闸管单元与控制单元采用接插件连接，便于维修。9辽宁石油化工大学继续教育学院论文结论起重机专用电机定子调压调速控制器， 该控制器包括空开、反并联双向晶闸管、 触发板、速度控制调节器、机械连锁可逆接触器、制动控制接触器、三相交流绕线 电机、电阻器、电机定子电流反馈、电机转子速度反馈、切除电阻接触器、制动器、 操作器中文显示面板，把改变晶闸管输出交流电压能得到缓慢平稳启动过程原

13、理应 用于无触点起重控制柜，作为软起动控制方式；采用定子电流信号、转子速度信号 双闭环反馈、微电脑控制，保证调速精度。本实用新型构思新颖、结构紧凑、性能 可靠、电路简单、经济实用、是数字化调压调速控制器。可推广运用作起重机起升、 运行机构电机定子调压调速控制器。#辽宁石油化工大学继续教育学院论文谢辞随着这篇本科毕业论文的最后落笔，我的大学生活也即将划上一个圆满的句号 回忆这四年生活的点点滴滴，从入学时对大学生活的无限憧憬到课堂上对各位老师 学术学识的深沉沉湎，从奔波于教室图书馆的来去匆匆到业余生活的五彩缤纷，一 切中的一切都是历历在目，让人倍感留恋，倍感珍惜。在本文的撰写过程中，我的指导老师，

14、为我营造了一种良好的学术氛围。置身 其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了明确的学术 目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且还明白了许多待人接 物与为人处世的道理。其严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的 人格魅力，与无微不至、感人至深的人文关怀，令人如沐春风，倍感温馨。正是由 于她在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯 而且宝贵的意见，本文才得以成型。在此特向老师致以衷心的谢意！向他无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态 度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式表示深深的敬意！同时感谢我的母校这 几年来对我的栽培和教育。此外，本文参考了大量杂志期刊和专业丛书，由于参考期刊太多，不能一一注 明，敬请原谅并向所有作者和刊物致以诚挚的谢意！由