卧式减速电机是一种将电机与减速机一体化设计的动力传动设备,主要用于将电机的高速旋转运动转换为较低速度的旋转运动,并输出较大的扭矩。它的结构主要由电机部分和减速机部分组成。卧式减速电机在使用中有多种调速方法,以下是详细介绍:

一、变频调速
原理
变频调速是通过改变电源频率来调节电机的转速。根据电机的同步转速公式(其中为电机转速,为电源频率,为电机极对数),当极对数不变时,改变频率就能改变电机的同步转速,从而实现调速。例如,对于一台 4 极()的卧式减速电机,其同步转速在 50Hz 电源下为 1500r/min,当把电源频率降低到 25Hz 时,同步转速就会降低到 750r/min。
设备与操作
需要使用变频器来实现调速。变频器将电网的固定频率交流电转换为频率可变的交流电输出给电机。在操作时,首先要根据电机的额定参数(如额定功率、额定电流、额定频率等)对变频器进行正确的参数设置。例如,要设置变频器的输出频率范围、加速时间、减速时间等参数。一般来说,加速时间和减速时间不宜过短,以免电机因转矩突变而损坏。在设置好参数后,通过操作变频器的控制面板或外部控制信号(如 PLC 控制信号)来改变输出频率,进而调节电机转速。
应用场景与优缺点
变频调速应用广泛,特别是在需要精确调速和节能的场合。例如,在自动化生产线的输送带驱动系统中,通过变频调速可以根据生产节拍精确控制输送带的速度。其优点是调速范围宽,可以实现无级调速,调速精度高,并且在一定程度上能够节能。缺点是变频器价格相对较高,而且会产生一定的电磁干扰,需要采取相应的抗干扰措施。
二、变极调速
原理
变极调速是通过改变电机的极对数来实现调速。电机的定子绕组有不同的连接方式,可以形成不同的极对数。例如,对于双速电机,其定子绕组可以通过改变接线方式,由一种极对数(如 2 极)变为另一种极对数(如 4 极)。根据上述同步转速公式,极对数增加时,同步转速降低,从而达到调速目的。
设备与操作
这种调速方法需要电机本身具备变极功能,即电机的定子绕组有多个抽头,通过外部的接触器或转换开关来改变绕组的连接方式。在操作时,首先要确保电机停止运行,然后根据调速要求,通过操作接触器或转换开关来改变绕组连接。例如,在需要从高速切换到低速时,先切断电源,将绕组连接方式从少极对数切换到多极对数,然后再重新接通电源,电机就会以较低的转速运行。
应用场景与优缺点
变极调速常用于对调速性能要求不是特别高,但需要有几种固定转速的场合。比如在一些机床的主轴驱动中,可能需要两种或多种不同的转速来满足粗加工和精加工的需求。其优点是设备简单,成本较低,可靠性高。缺点是调速是有级调速,不能实现平滑的速度变化,而且调速级数有限。
三、电磁调速
原理
电磁调速是在电机的基础上,通过电磁离合器来实现调速。电磁离合器主要由电枢和磁极两部分组成。当电机旋转时,电枢随之旋转,通过改变磁极的励磁电流大小,就可以改变电枢与磁极之间的转差率,从而实现对输出轴转速的调节。电机的实际转速(其中为电机的同步转速,为转差率),当励磁电流变化时,转差率改变,实际转速也就改变了。
设备与操作
需要配备电磁离合器和相应的调速控制器。调速控制器用于调节电磁离合器的励磁电流。在操作时,首先启动电机,使电枢旋转,然后通过调速控制器逐渐增加或减小励磁电流来调节转速。例如,在需要降低转速时,减小励磁电流,转差率增大,输出轴转速降低。
应用场景与优缺点
电磁调速适用于对调速精度要求不高、负载转矩变化不大的场合,如一些小型的风机、水泵等设备的调速。其优点是调速平滑,可以在一定范围内实现无级调速,结构相对简单。缺点是调速效率较低,在低转速时损耗较大,而且电磁离合器需要定期维护,如检查电刷、滑环等部件的磨损情况。
四、减速机调速
原理
卧式减速电机本身包含减速机部分,通过更换不同减速比的减速机来改变输出转速。减速机的减速比(其中为输入转速,为输出转速),当更换为更大减速比的减速机时,输出转速降低。
设备与操作
需要根据调速要求选择合适的减速机。在操作时,先将电机与原减速机分离,然后安装新的减速机,并确保连接牢固、同心度良好。例如,在一些需要降低输出转速来增加扭矩的输送设备中,将原来减速比为 10:1 的减速机更换为 20:1 的减速机,就可以使输出转速降低一半,同时扭矩增加一倍。
应用场景与优缺点
这种调速方法适用于对输出转速和扭矩有综合调整需求的场合,在机械传动系统中应用较多。优点是可以根据具体的负载需求灵活调整输出转速和扭矩,而且减速机结构成熟,可靠性高。缺点是更换减速机比较麻烦,需要一定的安装和调试工作,并且不能在运行过程中实时调速。