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科技论坛 ·79 · 谈无换向器电动机调速系统 刘大柱 (龙煤七台河矿业有限责任公司热电厂,黑龙江 七台河154600） 摘 要：无换向器电机（即无整流子电机）是典型的机电一体化的调速电机，它由变频器、同步电动机、转子位置检测器及控制触发电 路所组成，具有结构简单、制造方便，不需要经常维护检修且有良好的调速性能等特点。本文主要阐述了转子位置检测器的类型、无换向 器电动机的工作原理等问题。 关键词：换向器；电动机；调速系统 无换向器电机(即无整流子电机)是典型的机电一体化的调速电 无换向器电机自身构成一个频率闭环控制。如果电动机的转速 机,它由变频器、同步电动机、转子位置检测器及控制触发电路所组 (频率)加快,电枢电流的切换速度受控于转子位置检测也自动加快, 成,具有结构简单、制造方便,不需要经常维护检修且有良好的调速 因此,这种电机不存在类似于普通同步电机运行失步的问题。 性能等特点。由于没有换向器,可做成无接触式。 2.2交流无换向器电动机的工作原理 变频器的输出频率(它决定电机的转速)是由电机自身的转速通 交流无换向器电动机中的变频器有交交电流型和交交电压型 过转子位置检测器来控制的,成为自控式变频调速。变频器按其换 两种。前者主电路比较简单,这里以此为例说明交流无换向器电动 流方式可分自然换流型和强迫换流型两种。前者可有交直交电流 机的工作原理。 型、交-交电流型和交交电压型;后者可有晶闸管式和晶体管 (或 由于用三相零式变流电路组去替代相应的各晶闸管元件, 则可 GTO)式。采用交直交变频时称为直流无换向器电机,采用交交变频 直接由三相交流电源供电,构成将电网的交流工频电源直接变换为 时称为交流无换向器电机。直流无换向器电机电路简单,所用晶闸 一种可变频率电源的变频器—— —周波变换器。 管元件少,耐压要求也较低,但在逆变器中的换流要采用某些特殊措 交流式和直流式中各相电枢绕组电流的导通顺序是相同的。在 施。近年来,国外大容量无换向器电机广泛采用交直-交电流塑系 变频器中, 每一组三相零式电路 (UP、VP、WP为共阳极组,UN、VN、 统。交流无换向器电机中的交交变频器有两种工作方式:一是电流 WN为共阴极组)的晶闸管导通信号由转子磁极的位置来决定。转子 型,采用平波电抗器,输入至电机的交流电流接近于方波,电流不能 位置检测器发出的信号称为γ信号, 由它决定该导通的晶闸管组, 快速变化,但系统相对简单。另一种为交-交电压型,它不用平波电 但是每一组零式电路有三个晶闸管,它们分别连接在不同相的电源 抗器,允许电流较快地变化,流入电机的电流接近于正弦波,以保证 上,因此,究竟由哪只晶闸管导通,还应根据三相电源的相位来判断, 电机具有较好的性能指标和较小的转矩脉动;但这种系统比较复杂, 此信号称为α号。α与γ信号的合成决定了导通的组以及组中 一般用在大容量的低速设备。 的晶闸管元件。 作为无换向器电机的重要组成部分—— —同步电动机,按其结构 参考文献 分类,目前使用较多的有爪极式、旋转磁极式、旋转电枢式。 [1] 余建华. 发电厂电气设备及运行 [M]. 北京: 中国电力出版社, 1转子位置检测器的类型 2009,12. 位置检测器一般都做成无接触式。根据结构和原理有以下几种 [2]熊信银.发电厂电气部分[M].北京: 中国电力出版社,2005,2. 类型： [3]本书编写组:电气试验[M].北京: 中国电力出版社,2012,4. 1.1接近开关式。这是由磁性材料制成并和电机转子一起旋转 [4]袁维义.电机及电气控制[M].北京:化学工业出版社,2006,2. 的画盘因与探测头(固定部分)距离变化引起电感变化,从而引起振 荡而产生检测