交流主轴电动机的工作原理
与普通三相异步电动机同。据电机学知,交流异步电机的转速表达式为:
(r/min)
式中 f1—定子电源频率(Hz);
p—磁极对数;
s—转差率。
由此可以知,有变转差率、变极对数及变频三种调速方式。
l 变转差率调速时,低速转差率大,转差损耗功率也大,效率低。
l 变极调速只能产生二种或三种转速,不能做成无级调速,应用范围较窄。
l 变频调速是从高速到低速都可以保持有限的转差率,故它具有高效率、宽范围和高精度的调速性能,可以认为是一种理想的调速方法。
功率—速度特性曲线
改变频率f1,可平滑调节同步转速。但只改变频率是不够的,由电机学知:
式中 E1—感应电势;
Kr1—基波绕组系数;
N1—定子每相绕组串联匝数;
Φm—每极气隙磁通量。
当略去定子阻抗压降时,定子相电压U1为
式中 KE—电势系数,KE=4.44Kr1 N1。
Ø 由上式可见,定子电压不变时,随f1的上升,气隙磁通Φm将减小。又从转矩公式
式中 CT—转矩常数;
I2—折算到定子上的转子电流;
cos φ 2 —转子电路功率因数。
f 减小导致电机允许输出转矩Te下降,严重时可能发生负载转矩超过最大转矩,电机就带不动了,即所谓堵转现象。
Ø 当电压U1不变,减小f 1时,f 上升会造成磁路饱合,激磁电流会上升,铁芯过热,功率因数下降,电机带负载能力降低。
Ø 故在调频调速中,要求在变频的同时改变定子电压U1,以维持 f 接近不变,由U1,f 1不同的相互关系,而得出不同的变频调速方式、不同的调速机械特性。