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同步电动机的控制(同步电动机控制系统)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-26 18:12   点击:55  编辑:admin   手机版

1. 同步电动机控制系统

同步电机,和感应电机(即异步电机)一样是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏,它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体,实现电能与机械能变换的元件,其动态性能十分复杂,而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是:稳态运行时,转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p,其中f为电网频率,p为电机的极对数,ns称为同步转速。若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。

中文名

同步电机

外文名

synchronous machine

分类

电励磁同步电机、永磁同步电机

运行方式

发电机、电动机、补偿机

类型

交流电机

学科

电力学

2. 同步电机调速系统

交流电动机的调速方法可分为:改变同步转速调速和不改变同步转速调速两大类。改变同步转速调速主要有变频调速和改变磁极对数调速两种。不改变同步转速调速又称为改变转差率调速,主要是:改变电源电压调速和采用转差离合器调速等。对于绕线式异步电动机,可以采用转子回路串联电阻的调速(较耗能)和串极调速等。

直流电动机的调速可反为:电枢绕组降压调速、电枢回路串联电阻调速和弱磁调速(减少励磁电流的调速)等三种。

同步电动机的调速则主要采用变频调速。

以上都是从电气方面进行的调速,当然也可以采用机械方面的原理进行速度调节的。

3. 双电机同步控制系统

首先要弄清楚的是两台电机的参数是否一样,带动的负载是否一样,也就是说确定出在变频器同步的情况下(频率一致,包含启动时的频率),电机是否就可以同步。  假如在变频器频率同步的情况下,电机就可以同步,可以实现的方法有很多种,精确点的就是用PLC,同步板,不精确的方法就是用一台的模拟量输出带动另一台的模拟量输入,等方案

4. 同步电动机控制系统的组成

驱动电机组件主要由永磁同步电机、旋转变压器、温度传感器、冷却循环水道和壳体等组成。驱动电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置,是驱动电动汽车行驶的动力装置,是动力总成的核心部件,承担着电能转化和充电的双重功能。

5. 同步电动机与伺服电动机

  伺服电机又叫交流伺服电机,交流同步电机;普通电机通常指交流异步电机。   主要区别在于:   

1,工作在闭环反馈和开环状态原理的区别;   这也是最大的区别,交流同步电机需要通过电机后端的传感器及编码器反馈速度、位置或力矩参考值给配套驱动器,再由驱动器实时调整驱动电流按用户指定值来控制电机旋转,而异步直流步进电机通常直接由变频器或调压器等装置直接驱动电机旋转,并不会对外部干扰因素如力矩过大,负载过重做到动态调整,所以前者比后者更高效,高级,节能,精准。   

2,同步和异步结构的区别;   交流同步电机结构是定子线圈+磁性转子,它需要通过反馈编码器的同步信号知道转子变换的磁场,达到精准控制的目的,而异步电机结构是定子三相线圈星状或三角结构+转子铁心,单靠驱动电压控制设定频率值达到旋转目的的,高级矢量变频器因为只是对显示值简单调整,并无同步信号要求,故不算真正意义上的闭环反馈。所以前者比后者更复杂,绝不能轻易拆卸调整。   

3,专用和通用的区别;   前者由于受编码器类型和厂家限制,通常配套的驱动器不仅按惯量大中小,功率区分,还按通讯协议做到了专机专用,就是说一款伺服电机只能对应一款驱动器,不能不同系列不同功率对应连接,而交流异步电机通常可以配套在不同功率的变频器上,只要不超过最大转速电流即可。所以,伺服也给维修界带来了挑战,通常交流同步电机维修技术含量高,维修成本大,不仅需要搭建多个不同种类和功率的伺服测试平台,还要积累大量经验。

6. 同步电动机应用

一、同步电机优缺点和应用场合

1、同步电机的优点

①功率因数高:这个优点的具备与电机的应用的工作原理有关,是因为工作原料非常科学,素以电机才能够到较高的功率因数,能够一下功能方面取得很好的表现。

②运行效率高:凭借着应用的科学工作原理,以及相对比较先进的产品技术,同步电机具备着运行效率高这个优点,这样一来电机在功能方面就非常高效,可以以高效的功能发挥,充分优化设备的运行。

③稳定性好:这个类型电机,在性能及结构方面都非常稳定,在能够在使用当中保持稳定结构的同时,也能够稳定发挥功能,保持统一的运行效果及功能保险。

④转速恒定:能够在转速恒定的情况下,一直在使用当中保持稳定的运转速度,并始终保持稳定的运行效果,这样电机就会在功能方面非常稳定。

2、同步电机缺点

成本相比较与异步电机而言较高。

3、同步电机的应用

同步电机的主要应用有三种,即作为发电机、电动机和补偿机。

作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

二、异步电机的优缺点和应用

1、异步电机的优点

它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、坚固耐用等一系列优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传动要求。

2、异步电机的缺点

与直流电动机相比,其启动性和调速性能较差;与同步电动机相比,其功率因数不高,在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率,对电网运行不利。但随着科学技术的不断进步,异步电动机调速技术的发展较快,在电网功率因数方面,也可以采用其他办法进行补偿。

3、异步电机的应用

作电动机,其功率范围从几瓦到上万千瓦,是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机,为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等,大都采用三相异步电动机(Asynchronous Motor)拖动;电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机,用于风力发电厂和小型水电站等。

7. 同步电动机控制系统有哪些

       永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。

和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。

和普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。

8. 同步电动机控制系统原理

异步启动原理: 在转子磁极的极掌上装有和鼠笼绕组相似的启动绕组。

启动过程分为异步启动和同步牵入两个阶段。

启动结束后,由于转子与定子磁场无相对运动,启动绕组不起作用。

启动步骤如下:

1. 励磁电路的转换开关QB投合到1的位置,使励磁绕阻与直流电源断开,直接通过变阻器构成闭合回路,以免启动时励磁绕组受旋转磁场的作用产生较高的感应电势,发生危险;

2. 按启动鼠笼式电动机的方法启动,必要时也可采用降压启动,给同步电动机加上额定电压,使转子转速升高至接近同步转速;

3. 将励磁电路转换开关迅速投合到2的位置,励磁绕阻与直流电源接通,转子上形成固定磁极,并很快被旋转磁场拖入同步;

4. 用变阻器调节励磁电流,使同步电动机的功率因数调节到要求数值。

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