1、在跳相法中,電動機(jī)的進(jìn)線和出線不是順序排列,而是隔開一相接一相。在繞組連接時(shí),必須注意B相的旋轉(zhuǎn)方向一直和A、C兩相方向相反,而倒相法則必須掌握第yi組出線的連接方向,否則會造成兩個(gè)極相組短路。不管是跳相法或倒相法,都要求操作者能繪制和弄懂極相組連接圖,這對于一般電機(jī)修理的人員來講不易掌握,因而接線速度慢,容易出錯(cuò)。
2、改進(jìn)方法
當(dāng)電動機(jī)按照技術(shù)要求下完線圈后,每個(gè)極相組的首端和尾端,分別在繞組的外側(cè)和內(nèi)側(cè)組成兩個(gè)圓周形的線頭組,以備接線?,F(xiàn)以Y90L-4電動機(jī)為例,來說明分相法快速接線的步驟,見圖1:
圖中Q1=24 2P=4 q=2 y=1~6
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圖1 Y90L-4分相法接線圖
從機(jī)座出線口右邊第yi根首端開始 (圖中槽1),按照a、b、c,a、b、c……的順序,從左至右,在外圓上,將各極相組的首端分相。
將外圓上第yi個(gè)a、b、c組與后一個(gè)a、b、c組作為電動機(jī)的進(jìn)線A、B、C和出線X、Y、Z。
將第二個(gè)a、b、c組與第三個(gè)a、b、c組的各相對應(yīng)連接(即所謂頭接頭),即7-13,9-15,11-17槽相連。
用萬用表電阻檔找出進(jìn)線A的尾端X(即6槽,在內(nèi)側(cè)圓周上)。
從尾端X開始,按照x、y、z,x、y、z……的順序,從左至右,將內(nèi)圓上極相組尾端分相。
將第yi個(gè)x、y、z組與第二個(gè)x、y、z組各相對應(yīng)連接(即所謂尾接尾),圖中6-12,8-14,10-16槽相連,第三個(gè)x、y、z組與第四個(gè)x、y、z組各相對應(yīng)連接,圖中18-24,20-2,22-4槽相連。
將進(jìn)線B(3槽)與出線Y(21槽)對調(diào),則進(jìn)線為A、Y、C,出線為X、B、Z。
將A、Y、C與X、B、Z接至電機(jī)接線板上相應(yīng)位置。
3、分相法接線的原理
由電機(jī)設(shè)計(jì),我們知道:在三相交流異步電動機(jī)中,每個(gè)磁極下都分布著a、b、c三個(gè)極相組,共有三個(gè)首端和三個(gè)尾端。分相法接線的原理,就是根據(jù)極相組的首端(繞組外側(cè))和尾端(繞組內(nèi)側(cè))重新把三個(gè)極相組分出來,然后按照極相組數(shù)等于磁極數(shù)則采用頭接頭、尾接尾的原則,進(jìn)行極間連線。
同時(shí),由于極相組在磁極下的排列,相與相之間相差60電角度,根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場的原理,各極相組之間必須相差120電角度的原則,故將B相首尾調(diào)換,使得A、B、C之間互差120電角度,以滿足建立旋轉(zhuǎn)磁場的需要。
4、分相法接線的可行性
畫出分相法接線的展開圖,如圖2
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圖2 Y90L-4分相法展開圖
從展開圖可以看出,各槽導(dǎo)體的電流方向符合三相異步電動機(jī)的三條規(guī)則:
1.相序號相同的槽導(dǎo)體電流方向必須相同;
2.相臨的不同相序號的槽導(dǎo)體電流方向必須相反;
3.同一槽中的同相導(dǎo)體的電流方向必須相同,同一槽中不同相的導(dǎo)體的電流必須相反。 因Y90L-4為單層交流繞組,故只需遵守1、2兩條規(guī)則而對于雙層交流繞組的連接要同時(shí)遵守1,2,3條,所以上述連接方法是正確的。
5、分相法接線的優(yōu)點(diǎn)
本接線法適用于極相組數(shù)等于磁極數(shù)的各種三相異步電動機(jī),簡單易懂,稍有電機(jī)理論的人都能掌握,大大提高了接線速度,不易出錯(cuò),一般操作人員可提高接線速度30~50%,同時(shí),由于進(jìn)線和出線距機(jī)座出線口近,可節(jié)約絕緣管和電機(jī)引出線1/3以上,每臺電機(jī)可節(jié)約工時(shí)1~1.5小時(shí),節(jié)約成本5~20元,從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。
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我們根據(jù)三相異步電動機(jī)的工作原理看出,如果想要改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速,可以通過改變電動機(jī)繞組的極對數(shù),所接電源的頻率,轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種,調(diào)速方法也可以分為三種,具體的請看以下說明: 1.降低定子繞組電壓調(diào)速 三相異步電動機(jī)改變定子繞組電壓時(shí)的人為機(jī)械特性的特點(diǎn)是,同步轉(zhuǎn)速ns不變,電動機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率sm亦不變。由于電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te與定子繞組電壓U1的平方成正比。所以隨著定子電壓U1的下降,電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te與定子繞組電壓U1的平方成正比地下降。故改變定子電壓U1時(shí)的機(jī)械特性(如圖所示)。
異步電動機(jī)改變定子電壓時(shí)的機(jī)械特性 (a)單純改變定子電壓時(shí)的機(jī)械特性;(b)加大轉(zhuǎn)子電阻時(shí)改變定子的機(jī)械特性
就要求增大電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電阻,使電動機(jī)的機(jī)械特性變軟,如圖(b)所示。因此,應(yīng)選用高轉(zhuǎn)差率三相異步電動機(jī)等轉(zhuǎn)子電阻較大的電動機(jī),該類電動機(jī)具有圖(b)所示的機(jī)械特性,從圖中可以看出,當(dāng)定子繞組電壓降低時(shí),轉(zhuǎn)速由nA,nB,到nC,調(diào)速范圍可以較寬一些,但因電動機(jī)的機(jī)械特性太軟,低速時(shí)電動機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性太差,即負(fù)載轉(zhuǎn)矩稍有波動,就會引起轉(zhuǎn)速有較大的變化,甚至無法工作。為了保證電動機(jī)低速運(yùn)行時(shí)具有一定的機(jī)械特性硬度,一般在調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2.變極調(diào)速 由公式可知,在電源頻率f1不變的條件下,三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速ns與極對數(shù)P成反比,改變極對數(shù)就可以改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,從而改變電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速改變極對數(shù)調(diào)速的三相異步電動機(jī),一般都是籠型轉(zhuǎn)子。因?yàn)闃O對數(shù)的改變必須在定子和轉(zhuǎn)子上同時(shí)進(jìn)行。而籠型轉(zhuǎn)子電動機(jī)中,其轉(zhuǎn)子本身沒有固定的極數(shù),即籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)是隨定子極數(shù)的改變而自動改變的,所以改變極對數(shù)比較方便,變極時(shí)只考慮定子方面即可。這種通過改變定子繞組的極對數(shù)P,而得到多種轉(zhuǎn)速的電動機(jī)稱為變極多速電動機(jī)。 3.變頻調(diào)速 當(dāng)三相異步電動機(jī)的極對數(shù)p不變時(shí),其同步轉(zhuǎn)速ns與電源頻率,成正比,因此,若連續(xù)改變?nèi)喈惒诫妱訖C(jī)電源的頻率f1,就可以連續(xù)改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速ns,從而可以平滑地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n,達(dá)到調(diào)速的目的。
不論哪種形式的,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和諧波電流,使三相在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。其中,高次諧波對普通異步電動機(jī)的運(yùn)行效率和溫升影響最大。高次諧波會引起三相異步電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,較為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因?yàn)槿喈惒诫妱訖C(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使普通異步電動機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將三相異步電動機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦條件下,其溫升一般要增加10%~20%。
2、三相異步電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題
目前中小型變頻器,多數(shù)是采用PWM(脈寬調(diào)制)的控制方式。它的載波頻率約為幾千到十幾千赫茲,這就使得三相異步電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對三相異步電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使三相異步電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。另外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在三相異步電動機(jī)運(yùn)行電壓上,會對三相異步電動機(jī)的對地絕緣構(gòu)成威脅,對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會加速老化。
3、諧波電磁噪聲與振動
三相異步電動機(jī)采用變頻器供電時(shí),會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的振動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與三相異步電動機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和普通異步電動機(jī)機(jī)體的固有振動頻率一致或接近時(shí),將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。由于三相異步電動機(jī)工作頻率范圍寬,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開三相異步電動機(jī)的各構(gòu)件的固有振動頻率。
4、三相異步電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力
由于采用變頻器供電后,三相異步電動機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動,并可利用變頻器所供的各種制動方式進(jìn)行快速制動,為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件,因而三相異步電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下,給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
5、低轉(zhuǎn)速時(shí)三相異步電動機(jī)的冷卻問題
首先,三相異步電動機(jī)的阻抗不盡理想,當(dāng)電源頻率較低時(shí),電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時(shí),冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方式比例減小,致使三相異步電動機(jī)的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。