在礦山運輸中,礦用電機車的直流串勵電機因其良好的啟動性能和較大的起動力矩,被廣泛應用于各種運輸作業中。為了滿足不同工況下的運行需求,對直流串勵電機的調速是至關重要的。常見的調速方式主要包括電阻調速和斬波調速。
1. 電阻調速
原理:
電阻調速是通過在電機回路中串聯可變電阻,來改變電機兩端的電壓,從而調節電機的轉速。當串聯的電阻較大時,電機兩端的電壓降低,電機的轉速減小;反之,當串聯的電阻較小時,電機兩端的電壓升高,電機的轉速增大。
優點:
價格低廉: 電阻調速系統結構簡單,成本較低,適合預算有限的場合。
易于實現: 電阻調速的電路設計和實現較為簡單,無需復雜的控制系統。
缺點:
效率低: 由于電阻調速通過消耗部分電能來實現調速,導致能源浪費,效率較低。
啟動電流大: 在啟動過程中,電機的啟動電流較大,容易導致電阻或其他電器元件的損壞。
操作復雜: 需要手動調節電阻,操作較為復雜,且調速精度較低。
易拉弧: 在電阻調速過程中,電機回路中的觸頭和接觸組容易拉弧,導致接觸器損壞。
2. 斬波調速
原理:
斬波調速采用斬波器(通常為IGBT)通過快速通斷直流電源,來改變電機電樞回路中的平均電壓,從而調節電機的轉速。與電阻調速不同,斬波調速通過控制電源的通斷時間比(占空比),實現電壓的調節,進而控制電機的轉速。
優點:
節能高效: 斬波調速避免了能量浪費,比電阻調速節能20%左右。
啟動性能好: 斬波調速具備軟啟動功能,起動電流較小,減少了對電機和電器元件的沖擊。
操作簡單: 操作過程自動化程度高,調速控制更為精確,用戶操作簡便。
可靠性高: 斬波調速系統的觸頭無弧通斷,安全性好,且具備過電流、過電壓、欠電壓和超溫等多種保護功能,運行故障率低。
缺點:
價格較高: 斬波調速系統相較于電阻調速系統,成本較高,但性價比仍然不錯。
技術要求高: 對于維護人員的專業技術要求較高,需要具備一定的電子電氣知識。
在礦用電機車的直流串勵電機調速中,電阻調速和斬波調速各有優缺點。電阻調速適用于預算有限且對效率要求不高的應用場合,而斬波調速則更適合需要精確控制、節能和高可靠性的場合。根據實際需求和技術條件,選擇合適的調速方式,能夠有效提升礦用電機車的運行效率和安全性。
