（已结束）变频擂台第41期——变频调速与其它调速方式PK 点击：828 | 回复：11
本周擂台：变频调速与其它调速方式PK
在进行电气设计时，设备的调速方式是一项很重要的设计，关系到设备运行的可靠性、成本、操作维护等多方面的因素。因此，针对不同的设备，选用不同的调速方式就显得特别重要。在本期擂台中，大家来讨论讨论关于设备的调速方式。
1、电机有哪些调速方式？请列举，并作出简单说明，让大家了解这种调速方式。
2、上述调速方式和变频调速方式相比，有什么优缺点，作出简述。
3、实例分析：针对输送机、风机/水泵、球磨机、雷蒙机、提升机/起重机等设备（包括但不局限于以上设备）进行分析，采用哪种调速方式较好，并分析各种调速方式的优缺点。
4、针对大功率设备（例如75KW以上设备），采用哪种调速方式为佳？试说明原因。
5、针对以上要求，进行详细阐述。最好能有图片说明，如果能以某品牌变频器举例说明更佳。列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的，作为一等奖。
变频擂台每周一期，本期擂台的最晚结贴时间为：2011年8月14日。
奖项设置：一等奖1名：50MP，二等奖5名：10MP，三等奖10名：30积分。
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这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：
具有较硬的机械特性，稳定性良好； 无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低； 有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
2、变频调速方法
变频器实际上就是一个逆变器，它首先是将交流电变为直流电，然后用电子元件把直流电进行转换为交流电，一般功率较大的变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调，变频器可分成交流一直流一交流变频器和交流一交流变频器两大类，目前国内大都使用交一直一交变频器。其特点：
(1) 调速平滑，启动电流小，运行平稳；
(2) 效率高，调速过程中没有附加损耗；
(3) 应用范围广，可用于笼型异步电动机；
(4) 调速范围大，特性硬，精度高；
(5) 技术复杂，造价高，维护检修困难。
交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。如：冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。
3、串级调速方法
中等以上功率的绕线转子异步电动机与其他电机或电子设备串级连接以实现平滑调速称为串级调速。异步电动机的串级调速，就是在异步机转子电路内引入感应电势，以调节异步机的转速。串级调速可实现恒磁通(即恒转矩)的高效率的无级调速。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速其特点如下：
晶闸管串极调速的优点：晶闸管串极调速技术成熟，维护容易，能方便地实现平滑调速，特别是在经常调节转数的风机、水泵上应用，节电率可达20％ 一40％，该系统经济性好，应用广泛，而且结构简单、便于对旧设备进行技术改造。调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产。
晶闸管串极调速的缺点：晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。转差功率返回电网时也把一部分高次谐波的成分带回了电网，造成了电网的污染。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
4、绕线式电动机转子串电阻调速方法
在线饶式电动机转子电路中通过滑环串接一只可变电阻器，增加转子电阻式转子电流减小，电动机的转矩也随之下降，同时也产生反转矩，(反转矩是由机械作用在电机轴，电机风阻。和摩擦所产生的)当反转矩等于转矩时，电动机电机便以某以转数稳定运行。当电机转矩大于反转矩是，电动机则加速。当转矩小于反转矩时电机则减速，既转差率增大，转数下降，转矩又增大直到于反转矩平衡为止，此时的电机便以较前为低的转数运行。所以在串接不同的电阻，既改变了转差率从而达到了调速的目的。绕线式转子串联电阻就是降低激磁电流，转速下降，只能降速，不能提速。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发
热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。
5、定子调压调速方法
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：
(1)调压调速线路简单，易实现自动控制；
(2)调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。调压调速一般适用于100KW 以下的生产机械。
6、电磁调速电动机调速方法
电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。运行时，电磁调速电机部分是全速运行的，输出轴部分是通过电磁调速器调节改变可控硅的导通角，使输出直流电压的高低被改变，即控制了滑差离合器(与输出轴相连)的激磁电流，滑差离合器的转速随着激磁电流(耦合)的改变而改变。电磁调速电动机的调速特点：
(1)装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便；
(2)调速平滑、无级调速； 对电网无谐影响；
(3)速度越低、效率越低。本方法适用于中、小功率。要求
平滑动、短时低速运行的生产机械。
7、液力耦合器调速方法
在泵轮转速固定的情况下，工作油量愈多，传递的动转距也愈大。反过来说，如果动转距不变，那么工作油量愈多，涡轮的转速也愈大(因泵轮的转速是固定的)，从而可以通过改变工作油油量的多少来调节涡轮的转速去适应泵的转速、流量、扬程及功率。通过充油量的调节，液力偶合器调速范围可达0．2～0．973。在液力偶合器中，改变循环圆内充油量的方法基本上有：
(1)调节循环圆的进油量。
(2)调节循环圆的出油量。
(3)调节循环圆的进出油量。
只有在改变工作油进油量的同时，移动勺管位置，调节工作油的出油量，才能使涡轮的转速迅速变化。做到无级调速，其特点为：
功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要；结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低；尺寸小，能容大；控制调节方便，容易实现自动控制。本方法适用于风机、水泵的调速。
我已经在LS给出了全部的答案，由于LX的哥们抄袭，被迫修改答案，希望大家不要干这种不地道的事
1、 电机有哪些调速方式？请列举，并作出简单说明，让大家了解这种调速方式。
从题目可知，LZ应该指的是交流电机，交流电机的调速方式有以下几种：
1） 变极对数调速方法；
通过改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的
2） 变频调速方法；
它首先是将交流电变为直流电，然后用电子元件把直流电进行转换为交流电，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调
3） 串级调速方法；
在异步机转子电路内引入感应电势，以调节异步机的转速。
4） 绕线式电动机转子串电阻调速方法；
在线饶式电动机转子电路中通过滑环串接一只可变电阻器，增加转子电阻式转子电流减小，电动机的转矩也随之下降，同时也产生反转矩。当反转矩等于转矩时，电动机电机便以某以转数稳定运行。当电机转矩大于反转矩是，电动机则加速。当转矩小于反转矩时电机则减速，既转差率增大，转数下降，转矩又增大直到于反转矩平衡为止，此时的电机便以较前为低的转数运行。所以在串接不同的电阻，既改变了转差率从而达到了调速的目的。
5） 定子调压调速方法；
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。
6） 电磁调速电动机调速方法；
电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。运行时，电磁调速电机部分是全速运行的，输出轴部分是通过电磁调速器调节改变可控硅的导通角，使输出直流电压的高低被改变，即控制了滑差离合器(与输出轴相连)的激磁电流，滑差离合器的转速随着激磁电流(耦合)的改变而改变。
7） 液力耦合器调速方法。
在泵轮转速固定的情况下，工作油量愈多，传递的动转距也愈大。反过来说，如果动转距不变，那么工作油量愈多，涡轮的转速也愈大(因泵轮的转速是固定的)，从而可以通过改变工作油油量的多少来调节涡轮的转速去适应泵的转速、流量、扬程及功率。
2、 上述调速方式和变频调速方式相比，有什么优缺点，作出简述。
变频调速方法的其特点：
① 调速平滑，启动电流小，运行平稳；
② 效率高，调速过程中没有附加损耗；
③ 应用范围广，可用于笼型异步电动机；
④ 调速范围大，特性硬，精度高；
⑤ 技术复杂，造价高，维护检修困难。
变极对数调速与变频调速相比，缺点主要有：有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；
串级调速方法与变频调速相比，晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大，造成了电网的污染；
绕线式电动机转子串电阻调速与变频调速相比，缺点主要有：有级调速，机械特性较软，效率低；
定子调压调速与变频调速相比，缺点主要有：效率较低。调压调速一般适用于100KW 以下的生产机械。
电磁调速电动机调速与变频调速相比，缺点主要有：速度越低、效率越低。本方法适用于中、小功率。要求平滑动、短时低速运行的生产机械。
上述调速方式和变频调速方式相比，主要优点是：接线简单、控制方便、价格低。
3、 实例分析：针对输送机、风机/水泵、球磨机、雷蒙机、提升机/起重机等设备（包括但不局限于以上设备）进行分析，采用哪种调速方式较好，并分析各种调速方式的优缺点。
输送机、风机/水泵、球磨机、雷蒙机、提升机/起重机等设备需要无级调速且为大功率设备：变频调速和串级调速均可。至于采用何种调速方法，这要看具体要求了，不计成本，优先选用变频调速；如果要求价格低且串级调速符合要求，优先选用串级调速。
4、 针对大功率设备（例如75KW以上设备），采用哪种调速方式为佳？试说明原因。
大功率设备调速方法很多：LZ应该注明具体工程、价格要求。变极对数调、变频调速、串级调速方法、液力耦合器调速、绕线式电动机转子串电阻调速方法等都可以。
1、电机有哪些调速方式？请列举，并作出简单说明，让大家了解这种调速方式。
对交流电动机，其调速方式有：变频，变压，变极，变转子绕组电阻和电磁调速这几种；
对直流有：变压，变磁通（励磁电流）两种。
2、上述调速方式和变频调速方式相比，有什么优缺点，作出简述。
对交流电动机调速系统，变频调速和其他调速方式PK：
1) 调速平滑，启动电流小，运行平稳；
(2) 效率高，调速过程中没有附加损耗；
(3) 应用范围广，可用于笼型异步电动机；
(4) 调速范围大，特性硬，精度高；
对直流电动机调速系统，变频调速和其他调速方式PK：
直流调速系统只有在额定转速以下时，才能得到很硬的机械特性，而变频调速即使在额定转速以上时，也可以得到硬机械特性。当其取代之流调速时，大多数情况下，只要异步电动机的转速和容量只要和直流电动机相当就可以。
3、实例分析：针对输送机、风机/水泵、球磨机、雷蒙机、提升机/起重机等设备（包括但不局限于以上设备）进行分析，采用哪种调速方式较好，并分析各种调速方式的优缺点。
鉴于变频调速系统的优越性，当然是变频调速系统优先考虑。
工业上使用最广的电机是三相异步电动机，这种电动机的转速调整同常是通过改变定子的旋转磁场的转速来达到改变电机的转子转速，从而实现电机速度变化的目的。我想楼主的题目也是侧重三相异步电动机的转速调整。
要想实现三相异步电动机调速可从公式：n=(1-s)60f/p得到三种方法，即通过改变p极对数，f电源频率，s转差率来实现n的改变。p的改变受电机制造工艺的限制且其实现的n的变化不是一个连续的调速，而是分段式的变化，也即电机转速分档改变。s也受电机制造限制在绕线式电机中应用，通过在转子中接入阻值可变的调速电阻来实现转速的改变，其也只能在一个局部范围内实现电机速度平稳的改变而且耗能很大。f 改变相对能够得到较大范围的速度线性变化其需要一种设备能够对电机电源的频率实现线性调整，在大型设备中其投资较大。这三种调速方法简单的说就是变极、变频、变转差率，变极、变频在鼠笼式电机中使用，变转差率在绕线式电机中使用。
在电气设计中对电机的调速选用何种方法需要考虑的问题较多，首先是投资问题，如果其实现的调速方法超出了项目经费预算、或者使用方嫌贵，那么就需要选择价格低的方法，此外还要考虑电机所带负载的情况使用负载的情况和启动、制动方式，比如很多机床选用了齿轮箱加离合器的方法实现电机与负载的切换，那么就不需要电机本身的调速，只需要变化齿轮箱的挂档变换即可，比如有的电机所带负载较小，对使用条件也不苛刻，也可以使用降低电压的方法来实现电机的降速。而有的电机的负载变化可以通过工艺设备来实现比如风机出口设计风门挡板，泵出口设计阀门通过这些阀门、挡板来实现工艺控制的目的，而电机的转速确不需要变化。
对于输送机、风机/水泵、球磨机、雷蒙机、提升机/起重机这些设备的调速来说，但从实现电机速度改变的方向出发，当然选用变频器最理想，因为要想实现电机所控设备的负载能够最大范围内的线性控制，其电机的转速也应是线性变化，那么变极调速就有局限性，而变转差率调速只用在绕线式电机中且调速范围也受到限制对于以上主要使用鼠笼式电机的最佳调速方法就是变频调速（起重机如果是绕线式电机用变转差率来实现调速），当然设计与实际还是有出入的，比如很多企业都是通过改变机泵出口的阀门、挡板来实现介质流量、压力控制的，而其电机都是恒速运转不需要调速，也有很多是通过齿轮箱离合器来实现所带负载速度、转矩变化的，因此具体选用什么方法来达到要求要各方面综合考虑。
如果电机功率较大那么其耗电量是一个不容忽视的问题，怎样在满足速度变化的同时节约能源是每个用电单位都考虑的问题，变频器通过改变频率来调速的同时节约了能量的消耗，因此大都选用了变频调速。这个在化工企业中就是一个很好的例子，化工企业内为了实现在线流介质按照流程运转，都是通过机泵加压来实现介质的各种流动，其所用的机泵有大有小，根据负荷不同需要对电机的运转速度进行调整，而实际使用中小型的机泵大都通过改变机泵出口的阀门、风门、挡板的开度来实现负荷的变化调整，而对于大功率的机泵出口比如原油泵、常底泵、减底泵都是大功率的电机带动，消耗的电能很大通过普通的调整泵出口阀门的方法浪费了很多电能，其方法都是通过使用变频器与被控液位、流量构成了自动控制回路，在满足工艺需要同时节约大量电能。
1 、降低电枢电压调速 ——
—— 基速以下调速
2 、电枢电路串电阻调速——
3 、弱磁调速——基速以上调速
各种调速成方法特点：
1 、降低电枢电压调速，电枢回路必须有可调压的直流电源，电枢回路及励磁回路电阻尽可能小，电压降低转速下降，人为特性硬度不变、运行转速稳定，可无级调速。
2 、电枢回路串电阻调速，人为特性是一族 过 n 。的射线，串电阻越大，机械特性越软、转速越不稳定，低速时串电阻大，损耗能量也越多，效率变低。调速范围受负载大小影响，负载大调速范围广，轻载调速范围小。
3 、弱磁调速，一般直流电动机，为避免磁路过饱和只能弱磁不能强磁。电枢电压保持额定值，电枢回路串接电阻减至最小，增加励磁回路电阻 Rf ，励磁电流和磁通减小，电动机转速随即升高，机械特性变软。
转速升高时，如负载转矩仍为额定值，则电动机功率将超过额定功率，电动机过载运行、这是不允许的，所以弱磁调速时，随着电动机转速的升高，负载转矩相应减小，属恒功率调速。
为避免电动机转子绕组受离心力过大而撤开损坏，弱磁调速时应注意电动机转速不超过允许限度。
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