電子調速器和變頻器對電機調速的區別是什麼

2021-08-25 09:33:33 字數 4858 閱讀 1256

1樓:匿名使用者

一、工作方式不同

1、電子調速器:自動調節裝置,它根據柴油機負荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機能夠以穩定的轉速執行。

2、變頻器:是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制裝置。

二、原理不同

1、電子調速器:液壓調速器在感應元件和油量調節機構之間加入一個液壓放大元件(液壓伺服器),使感應元件的輸出訊號通過放大元件再傳到油量調節機構上去。

2、變頻器:要的平均流量較小時,風機、泵類採用變頻調速使其轉速降低,節能效果非常明顯。而傳統的風機、泵類採用擋板和閥門進行流量調節,電動機轉速基本不變,耗電功率變化不大。

三、特性不同

1、電子調速器:調速器飛球所產生的離心力僅用來推動滑閥,因而飛球的重量尺寸就可以做得較小。而作為放大器的液壓伺服器的作用力,則可根據需要,選擇不同尺寸的伺服活塞和不同滑油壓力予以放大。

2、變頻器:在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時,則變頻器的功率要儘可能接近電動機的功率,但應略大於電動機的功率。當電動機屬頻繁起動、制動工作或處於過載起動且較頻繁工作時,可選取大一級的變頻器,以利用變頻器長期、安全地執行。

2樓:匿名使用者

電子調速器是針對單相電機進行的,通過改變接入繞組的電阻和電容等來調節電機的轉速,速度的高低對於電源供電功率的輸出沒有變化,因此這種調速並不是一種節能型的調速方法,比如說家裡用的電風扇之類的。

變頻器調速是將原來直接輸入三相非同步電動機的電源先行接入變頻器,在變頻器內部通過pwm等電子變流技術將工頻交流電進行整流、逆變,成為一種頻率可控的交流電在輸入到電機中,在電機運轉時可以通過v/f控制,輸出轉矩控制、向量控制等控制方式調節頻率,改變回路電流,實現節能執行,尤其是在電機輕載時節能效果明顯,是一種已經廣泛推廣和應用的節能產品。

3樓:我愛吃揪面

一、電動機為什麼要調速?

電動機需要調速主要是由於電動機所服務的物件不同而提出的要求,因為不同的生產機械要求有不同的執行運度,甚至一臺生產機械在不同的生產過程時需要不同的執行速度。例如,軋製不同鋼種或不同規格的鋼材時,要求以不同的速度進行軋製,這就要求我們根據生產工藝的要求,來改變電機拖動系統的運轉速度;例如,**空調系統根據製冷或制熱量的不同,要求調節壓縮機的運轉速度,等等。這些也就是工程上所講的調速問題。

聯絡到我們熟悉的風機和水泵,按生產和工藝要求,希望調節風量與流量,按理講應該調節電動機的轉速,但我們在許多場合中看到的是利用擋板閥門或者放空的辦法來調節風量或流量,為什麼不能調節電動機的轉速,這是牽涉到很複雜的技術問題。

二、電動機調速與節能的關係

以大家熟悉的風機和水泵為例,來說明電動機調速與節能之間的關係。風機和水泵都是流體機械,流體機械的轉速變化與其流量、壓力和功率之間的變化有如下的關係:

上述式子中q1、h1、p1分別代表轉運n1時的流量、壓力、功率。q2、h2、p2、分別代表轉速n2時的流量、壓力、功率。即流量與轉速的一次方成正比:

壓力與轉速的平方成正比;功率與轉速的三次方成正比。

由此可見,當通過降低轉速以減少流量來達到節流目的時,所消耗的功率將降低很多。例如:當轉速降到80%時,流量減少到80%,而軸功率卻下降到額定功率的(80%)3≈51%;若流量需減少到40%,則轉速相應減少到40%,此時軸功率下降到額定功率的(40%)3≈6.

4%。從下圖所示調節流量的h-q特性曲線上也能清楚地看出調速與節能的關係。

風機(水泵)原來工作在a點,風量為q1、風壓為h1、轉速為n1。現需將風量由q1調到q2。要實現此調節,無外乎兩種方法:

第一種方法是保持電機轉速不變,通過調節風門來調節流量。此時風機的對h-q詩性曲線不變,仍為h1-q。而風門發生變化,即管路的阻力特性發生了變化,回原來的h1-q調至h2-q(即管路阻力增加)。

由圖可知,工作點由a移動至b,相應的流量、風壓分別為q2、h2,此時消耗的功率正比與bh2oq2所圍的面積。

第二種方法是管路的阻力特性h1-q保持不變(即風門不變),通過調節電機的轉速來調節流量。電機轉速由n1調至n2,則風機的h-q特性曲線由h1-q變為h2-q,該由線與阻力特性曲線h1-q相交於c點,即為新的工作點,相應的流量、風壓分別為q2、h3,此時消耗的功率正比與ch3oq2所圍的面積。

顯然第二種方法通過改變轉速來調節流量所消耗的功率要小得多。由以上分析可知,調運控制是風機、水泵節能的相當有效的措施。

我國曾在八十年代作過不完全統計,全國風機、水泵的年耗電量約佔全部用電總量的三分之一,佔全國工業用電的40~50%。主要行業的調查資料見下表。

風機、水泵一方面由於在生產中具有面廣、量大、耗電多的特點,另一方面由於節能潛力大的特點,故此類電機的節能具有廣闊的前景,且意義重大。

表 風機水泵耗電量

工農業部門

全部風機用電量(億千瓦時) 全部水泵用電量(億千瓦時) 整個部門用電量(億千瓦時) 風機水泵用電所佔比例%

電力工業 36.5 80 160.87 72.5

化肥工業 29.1 155 242 76

煤炭工業 17.0 39.78 169.03 33.6

石油工業煉油 4.5 15 33.53 58

石油工業油田 —— 45.8 72.45 63

農業排灌 —— 183 155.33 89

三、如何調節電動機的轉速

眾所周知,電動機有兩大類,一類是直流電動機:另一類是交流電動機。交流電動機中用得最多的是非同步電動機(感應電動機),轉別是鼠籠式非同步電動機。兩類電動機有不同的調速方法:

1、直流電動機調速

直流電動機是指將直流電送到直流電動機,把直流電動機的電能轉換成機械能。這裡首先要介紹如何將市電的交流電轉換成需要的直流電。六十年代以前採用的是發電機--電動機系統,這種方法只有在電動機由專用的發電機供電時才有可能。

另一種可控矽--電動機系統(scr-d)。兩種系統的原理示意圖如下:

直流電動機的調速還比較方便,可以通過調節電樞供電電壓,電樞中串聯電阻,激磁迴路串聯電阻來實現,其機械特性如圖3所示:

可見直流動機調速有三種方法,而且調節電樞供電電壓的方法容易實現平滑、無級、寬範圍、低損耗的要求。儘管直流電動機調速,就其效能而言,可以相當滿意,但因其結構夏雜,慣量大,維護麻煩,不適宜在惡劣環境中執行,不易實現大容量化、高壓化、高速化、**昂貴。

2、交流電動機調速

交流電動機剛好相反。電動機結構簡單、慣量小、維護方便,可在惡劣環境中執行,容易實現大容量化,高壓化、高速化、**低廉。

從節能的角度,交流電動機的調速裝置可以分為高效調速裝置和低效調速裝置兩大類。高效調速裝置的特點是:調速時基本保持額定轉差,不增加轉差損耗,或可以將轉差動率回饋至電網。

低效調速裝置的特點是:調速時改變轉差,增加轉差損耗。

(1)具體的交流調還裝置的分類如下:

高效調速包括:

變極對數調速——鼠籠式電機

變頻調速——鼠籠式電機

串級調速——繞線式電機

換向器電機調速——同步電機

低效調速包括:

定子調壓調速——鼠籠式電機

電磁滑差離合器調速——鼠籠式電機

轉子串電阻調速——繞線式電機

(1)各種調速裝置的特點

變極對數調速

優點:無附加差基損耗,效率高;

控制電路簡單,易維修,**低;

與定子調壓或電磁轉差離合器配合可得到效率較高的平滑調速。

缺點:有級調速,不能實現無級平滑的調速。且由於受到電機結構和製造工藝的限制,通常只能實現2~3種極對數的有級調速,調速範圍相當有限。

變頻調速

優點:無附加轉差損耗,效率高,調速範圍寬;

對於低負載執行時間較多,或起停執行較頻繁的場合,可以達到節電和保護電機的目的。

缺點:技術較複雜,**較高。

換向器電機調速

優點:具有交流同步電動機結構簡單和直流電動機良好的調速效能:

低速時用電源電壓、高速時用電機反電勢自然換流,執行可靠;

無附加轉差損耗,效率高,適用於高速大容量同步電動機的啟動和調速。

缺點:過載能力較低,原有電機的容量不能充分發揮。

串級調速

優點:可以將調速過程中產生的轉差能量加以回饋利用。效率高;

裝置容量與調速範圍成正比,適用於70%~95%的調速。

缺點:功率因素較低,有諧波干擾,正常執行時無制動轉矩,適用於單象限執行的負載。

定子調壓調速

優點:線路簡單,裝置體積小,**便宜;

使用維修方便。

缺點:調速過程中增加轉差功率,且此功率全部用於轉子發熱,效率較低;

調速範圍比較小:

要求採用高轉差電機,比如特殊設計的力矩電機,所以特性較軟,一段適用於55kw以下的非同步電動機。

電磁轉差離合器調速

優點:結構簡單,控制裝置容量小,價值便宜。

執行可靠,維修容易。

無諧波干擾。

缺點:速度損失大,因為電磁轉差離合器本身轉差較大,所以輸出軸的最高轉速僅為電機同步轉運的80%~90%;

調速過程中轉差功率全部轉化成熱能形式的損耗,效率低。

轉子串電阻調速

優點:技術要求較低,易於掌握;

裝置費用低;

無電磁諧波干擾。

缺點:串鑄鐵電阻只能進行有級調速。若用液體電阻進行無級調速,則維護保養要求較高;

調速過程中附加的轉差功率全部轉化為所串電阻發熱形式的損耗,效率低。

調速範圍不大。

綜上所述,交流電動機最理想的調速方法應該是改變電動機供電電源的頻率,這就是變頻調速。隨著電力電子技術的飛速發展,變頻調速的效能指標完全可以達到甚至超過直流電動機調速系統,它的機械特性如圖4所示。

但是交流電動機的電源來自市電50hz,無法改變,要實現變頻調速,勢必要設計一臺專用的變頻器,任務很清楚,且是,自從第一臺交流電動機在2023年問世以後,人們一直致力於變頻器的研究開發工作,終究未能取得突破性進展,夏到本世紀60年代以前,交流拖動主要只能用在恆速拖動,調速拖動可以說是直流電動機拖動一統天下,交流電動機儘管結構簡單,**低廉,但不能實現象直流電機那樣調速效能的缺憾經歷了將近一個世紀。

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