交流電機(jī)簡(jiǎn)介
“交流電機(jī)”是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展,，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī),。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒(méi)有換向器（見(jiàn)直流電機(jī)的換向）,，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便,，比較牢固,，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓,、大電流,、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大,，從幾瓦到幾十萬(wàn)千瓦,、甚至上百萬(wàn)千瓦。20世紀(jì)80年代初,，最大的汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)150萬(wàn)千瓦,。交流電機(jī)是由美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉發(fā)明的。
電機(jī)原理
用單相電容式電機(jī)說(shuō)明：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)有兩個(gè)繞組,，即起動(dòng)繞組和運(yùn)行繞組,。兩個(gè)繞組在空間上相差90度。在起動(dòng)繞組上串聯(lián)了一個(gè)容量較大的電容器,，當(dāng)運(yùn)行繞組和起動(dòng)繞組通過(guò)單相交流電時(shí),，由于電容器作用使起動(dòng)繞組中的電流在時(shí)間上比運(yùn)行繞組的電流超前90度角，先到達(dá)最大值,。在時(shí)間和空間上形成兩個(gè)相同的脈沖磁場(chǎng),，使定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,，電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流,，電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái),。
調(diào)速原理
額定轉(zhuǎn)速n=60f/p（1-s）=同步轉(zhuǎn)速N1（1-S） f電源頻率 p電機(jī)極對(duì)數(shù) s轉(zhuǎn)差率
1.利用變頻器改變電源頻率調(diào)速,，調(diào)速范圍大，穩(wěn)定性平滑性較好,，機(jī)械特性較硬,。就是加上額定負(fù)載轉(zhuǎn)速下降得少,。屬于無(wú)級(jí)調(diào)速。適用于大部分三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī),。
2.改變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速,，屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑度差,，一般用于金屬切削機(jī)床,。3.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。
?。?）轉(zhuǎn)子回路串電阻：用于交流繞線式異步電動(dòng)機(jī),。調(diào)速范圍小，電阻要消耗功率,，電機(jī)效率低,。一般用于起重機(jī)。
?。?）改變電源電壓調(diào)速,，調(diào)速范圍小，轉(zhuǎn)矩隨電壓降大幅度下降,，三相電機(jī)一般不用,。用于單相電機(jī)調(diào)速，如風(fēng)扇,。
?。?）串級(jí)調(diào)速，實(shí)質(zhì)就是就是轉(zhuǎn)子引入附加電動(dòng)勢(shì),，改變它大小來(lái)調(diào)速,。也只用于繞線電動(dòng)機(jī)，但效率得到提高,。
一,、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法 ：改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速。
二,、變頻調(diào)速方法 ：使用變頻器改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率,，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。
三,、串級(jí)調(diào)速方法 ：串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差,，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收,，再利用產(chǎn)生附加的裝置,，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速,、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式,，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速。
四,、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法： 線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻,，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,。串入的電阻越大,，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單,，控制方便,，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速,，機(jī)械特性較軟,。
五、定子調(diào)壓調(diào)速方法 ：改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí),，從而獲得不同轉(zhuǎn)速,。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多,，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用,。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍,，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如專(zhuān)供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī),，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻,。
交流電機(jī)調(diào)速原理和方法
六、電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 ：電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī),、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源,。直流勵(lì)磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成,，改變晶閘管的導(dǎo)通角,，可以改變勵(lì)磁電流的大小。
七,、液力耦合器調(diào)速方法 ：液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置,，一般由泵輪和渦輪組成，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn),，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn),。通過(guò)不同的液力（潤(rùn)滑油和渦輪）達(dá)到調(diào)速,。
（4）電磁調(diào)速,。只用于滑差電機(jī),。通過(guò)改變勵(lì)磁線圈的電流無(wú)極平滑調(diào)速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,，但控制功率較小,。不宜長(zhǎng)期低速運(yùn)行。
實(shí)際應(yīng)用
在實(shí)際應(yīng)用中,，交流電動(dòng)機(jī)總是與生產(chǎn)機(jī)械相聯(lián)系,，形成電力拖動(dòng)系統(tǒng)。不同的生產(chǎn)機(jī)械要求不同的速度,，即使同一個(gè)生產(chǎn)機(jī)械在不同的運(yùn)行工況下,，也需要不同的速度，因而需要對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行速度加以調(diào)節(jié),，即產(chǎn)生了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,。交流電動(dòng)機(jī)，尤其是籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī),，由于沒(méi)有機(jī)械換向裝置,，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠,、維護(hù)方便,、造價(jià)低廉，且有良好的節(jié)能效果,，在單機(jī)容量和速度極限等方面都比直流電動(dòng)機(jī)高;特別是在灰塵多,、有爆炸危險(xiǎn)的惡劣環(huán)境里，交流電動(dòng)機(jī)更為適用,。但交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能不如直流電動(dòng)機(jī)好,，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，交流電動(dòng)機(jī)只能作恒速運(yùn)行,。解決交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速問(wèn)題,，一直是電力拖動(dòng)工作者所關(guān)注和研究的課題。發(fā)展簡(jiǎn)史早在20世紀(jì)30年代,，不少學(xué)者就提出了各種交流調(diào)速系統(tǒng),，企圖改善交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能。
