绕线转子马达

绕线转子马达是一种特殊的交流感应马达,其转子绕组透过集电环接到外部的电阻,调整电阻即可调整马达的速度转矩特性。绕线转子马达在启动时可以在转子上加大电阻,因此接市电启动时的突入电流小,在马达加速后,电阻的阻值即可降低[1]。绕线转子马达的开发可以回推到Mikhail Dolivo-Dobrovolsky英语Mikhail Dolivo-Dobrovolsky在1890年及1891年在AEG的贡献[2][3]

绕线转子马达的示意图

常见的感应马达为鼠笼式电动机,也就是转子的绕组改用鼠笼式导条的感应马达。相较于鼠笼式电动机,绕线转子马达的转子绕线圈数较多,感应电压较大,而感应电流较小。转子有三个端子接到集电环,马达启动时每一个端子都接一个大功率的可变电阻,启动时电阻降低定子的磁场强度,因此可降低突入电流英语inrush current,马达已加速到定速时,三个端子即可直接短路。绕线转子马达的另一个优点是其启动转矩较鼠笼式要高。

绕线转子马达可以用在多种可调速驱动系统中。可调速驱动系统中有些会将转子上滑差功率回送到交流电源端,因此有宽广的速度控制范围及高效率。双馈电机英语Doubly fed electric machine用外部电源透过集电环输入能量到转子电路,因此可放宽速度的控制范围。在变频器出现后,大部分用集电环控制速度的系统已被用变频器驱动的鼠笼式电动机系统所取代。

应用领域

绕线转子马达会用在其优点(高启动转矩以及低启动电流)远超过其缺点的场合[4] 。特别是在一些高性能的领域[5] 。尤其在一些电网较弱的地区,绕线转子马达是可以取代鼠笼式马达以及变频器的有利选项[5][6] 。绕线转子马达也常用在要处理大的转动惯量以及大负载力矩的场合[5]。在电网较弱的地区,大功率的变频器若使用传统的桥型整流电路,会造成市电上弦波的歧变,对电网有不良的影响。绕线转子马达就没有这样的问题。在功率超过630kW,或是电压超过6kV以上的应用,绕线转子马达有可以取代鼠笼式马达以及变频器的优势[7]。其他应用则已被鼠笼式马达以及变频器所取代[8]

参考资料

  1. ^ Harold J. Herbein Rotating Machinery, Rinehart Press, 1971 SBN 03-084675-7, pages 215-218
  2. ^ Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski: Improvement in the Regulation of the Speed and Power af Alternating Current Motors. British Patent Nr. 20.425, 1891-01-31
  3. ^ Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski: Wechselstromkraftmaschine betrieben durch Ströme verschiedener Phase, mit Vorrichtung zur Regulierung der Geschwindigkeit und Zugkraft. Schweizer Patent Nr. 3062, 19. 1890-12.
  4. ^ Adolf Senner: Fachkunde Elektrotechnik. 4. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, 1965, S. 189–193.
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Klaus Fuest, Peter Döring: Elektrische Maschinen und Antriebe. Lehr- und Arbeitsbuch. 6. verbesserte und ergänzte Auflage, mit 265 Abbildungen, zahlreichen durchgerechneten Beispielen und Übungen sowie Fragen und Aufgaben zur Vertiefung des Lehrstoffs, Vieweg Verlag, Wiesbaden 2004, ISBN 3-528-54076-1, S. 94, 95.
  6. ^ Konrad Reichert, Hans Reiche, Fritz W. Berg, Bundesamt für Konjunkturfragen (Hrsg.): Elektrische Antriebe energie-optimal auslegen und betreiben. Impulsprogramm Ravel. Bern 1993, S. 30, 46, 110–112.
  7. ^ Einsatzbereiche von Schleifringläufermotoren页面存档备份,存于互联网档案馆), Mitteilung der Firma NBE – Elektrische Maschinen und Geräte GmbH, abgerufen am 2. März 2021.
  8. ^ KEB Antriebstechnik (Hrsg.): Drehstromantriebe. Grundlagen. Karl E. Brinkmann GmbH, Barntrup 1996, S. 9.