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概述

 

頻敏變阻器 是一種由鑄鐵片或鋼板疊成鐵心,外面再套上繞組的三相電抗器,接在轉(zhuǎn)子繞組的電路中,其繞組電抗和鐵心損耗的決定的等效阻抗隨著轉(zhuǎn)子電流的頻率而變化。

 

從60年代開始，廣泛采用頻敏變阻器來代替起動(dòng)電阻以控制繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。頻敏變阻器是一種靜止的無觸點(diǎn)電磁元件，利用它對頻率的敏感而自動(dòng)變阻。頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵損很大的三相電抗器，其結(jié)構(gòu)類似于沒有二次繞組的三相變壓器。

 

頻敏變阻器是一種有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的新型無觸點(diǎn)元件。其外部結(jié)構(gòu)與三相電抗器相似，即有三個(gè)鐵芯柱和三個(gè)繞組組成，三個(gè)繞組接成星形，并通過滑環(huán)和電刷與繞線式電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組相接。

 

當(dāng)繞線式電動(dòng)機(jī)剛開始啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低，故轉(zhuǎn)子頻率f2很大（接近f1），鐵心中的損耗很大，即等值電阻Rm很大，故限制了啟動(dòng)電流，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著n的增加，轉(zhuǎn)子電流頻率下降（ f2=s f1), Rm減小，使啟動(dòng)電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。頻敏變阻器實(shí)際上利用轉(zhuǎn)子頻率f2的平滑變化達(dá)到使轉(zhuǎn)子回路總電阻平滑減小的目的。啟動(dòng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)子繞組短接，把頻敏變阻器從電路中切除。由于頻敏變阻器的等值電阻Rm和電抗Xm隨轉(zhuǎn)子電流頻率而變，反應(yīng)靈敏，故叫頻敏變阻器。

 

工作原理

 

頻敏變阻器實(shí)際上是一個(gè)特殊的三相鐵芯電抗器，它有一個(gè)三柱鐵芯，每個(gè)柱上有一個(gè)繞組，三相繞組一般接成星形。頻敏變阻器的阻抗隨著電流頻率的變化而有明顯的變化電流頻率高時(shí)，阻抗值也高，電流頻率低時(shí)，阻抗值也低。頻敏變阻器的這一頻率特性非常適合于控制異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程。啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率fz 最大。Rf 與Xd 最大,電動(dòng)機(jī)可以獲得較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)速的提高轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，Rf 和Xf 都自動(dòng)減小，所以電動(dòng)機(jī)可以近似地得到恒轉(zhuǎn)矩特性，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的無級啟動(dòng)。啟動(dòng)完畢后，頻敏變阻器應(yīng)短路切除。

 

作用

 

頻敏變阻器是一種無觸點(diǎn)電磁元件，相當(dāng)于一個(gè)等值阻抗。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，由于等值阻抗隨轉(zhuǎn)子起動(dòng)電流中高頻成分的減小而自動(dòng)下降以達(dá)到自動(dòng)變阻，從而只需用一級變阻器，就可以把電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)起來。

 

變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵芯損耗非常大的三相電抗器。它由用數(shù)片E型鋼板疊合成的鐵芯及線圈兩個(gè)主要部分組成。鋼板間夾以墊圈，保持片間距離，以利散熱。

 

當(dāng)繞線式電動(dòng)機(jī)剛開始啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低，故轉(zhuǎn)子頻率f2很大（接近f1），鐵心中的損耗很大，即等值電阻Rm很大，故限制了啟動(dòng)電流，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著n的增加，轉(zhuǎn)子電流頻率下降（ f2=s f1), Rm減小，使啟動(dòng)電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。頻敏變阻器實(shí)際上利用轉(zhuǎn)子頻率f2的平滑變化達(dá)到使轉(zhuǎn)子回路總電阻平滑減小的目的。啟動(dòng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)子繞組短接，把頻敏變阻器從電路中切除。由于頻敏變阻器的等值電阻Rm和電抗Xm隨轉(zhuǎn)子電流頻率而變，反應(yīng)靈敏，故叫頻敏變阻器。

 

存在問題

 

頻敏變阻器出廠時(shí)接線接在線圈的90%抽頭上，如果電動(dòng)機(jī)接上變阻器啟動(dòng)后，有下列情況之一，可依下述方法進(jìn)行調(diào)整：

 

1. 啟動(dòng)電流過大（大于2.5倍），啟動(dòng)太快，可設(shè)法增加圈數(shù)，將抽頭接到100%圈數(shù)，其效果使啟動(dòng)電流減小，啟動(dòng)力矩同時(shí)減小。

 

2. 啟動(dòng)電流過?。ㄐ∮?倍）啟動(dòng)力矩不夠，啟動(dòng)太慢，可設(shè)法減少圈數(shù)，將抽頭接到80%圈數(shù)，其效果使啟動(dòng)電流增大，啟動(dòng)力矩同時(shí)增大。

 

3. 如果機(jī)械在停機(jī)一段時(shí)間后重新啟動(dòng)，因機(jī)械負(fù)載特重，再次啟動(dòng)有困難時(shí)，可將電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)數(shù)次，使機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)幾下后，就能正常使用。

 

優(yōu)缺點(diǎn)

 

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，維護(hù)方便，平滑啟動(dòng)。

 

缺點(diǎn)：電感存在，cosΦ較低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不很大，適于繞線式電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)。