異步電動機調(diào)速方式

摘 要：在電力拖動調(diào)速系統(tǒng)中，交流電動機相比于直流電動機有價格低、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，本文主要探討交流電動機的調(diào)速問題。

關鍵詞：三相異步電動機 調(diào)速

根據(jù)轉(zhuǎn)速公式n=n0（1-s）=60f1（1-s）/p，我們可以很直觀地看出交流電動機調(diào)速可以采用變極調(diào)速、變頻調(diào)速和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速等三種基本調(diào)速方法。

一、改變定子極對數(shù)p調(diào)速

在電源頻率f1不變的條件下，改變電動機的磁極對數(shù)，電動機的同步轉(zhuǎn)速n1就會發(fā)生變化。改變極對數(shù)的方法有兩種：一是可以在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放兩套不同極數(shù)的三相繞組（這種方法很不經(jīng)濟）；二是利用改變定子繞組的接法來改變極對數(shù)達到調(diào)速目的。要注意的是，在改變電動機定子極數(shù)的同時，必須改變轉(zhuǎn)子的極數(shù)。以雙速電動機△/YY接法為例，如下圖所示。

a）

低速時繞組接法 高速時繞組接法

b）

圖

從定子繞組△接法變?yōu)閅Y接法，磁極對數(shù)從p=2變?yōu)閜=1。電動機轉(zhuǎn)速1500r/min，改變極對數(shù)后，轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?000r/min）。

本方法適用于籠型異步電動機，既可以應用于恒轉(zhuǎn)矩負載，又可以應用于恒功率負載，其特點是：平滑性差、具有較好的機械特性，穩(wěn)定性較好，應用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。

二、調(diào)轉(zhuǎn)差率調(diào)速

1.籠型異步電動機的定子調(diào)壓法和電磁調(diào)速法

（1）定子調(diào)壓調(diào)速。當改變電動機的定子電壓時，電動機的同步轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率均不變，但電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩均隨電壓的平方減小，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。調(diào)壓調(diào)速可以使通風機負載在非線性區(qū)穩(wěn)定運行。其特點是：這種方法既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功率調(diào)速，最適用于轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的負載。

（2）電磁調(diào)速法。電磁調(diào)速法是用電磁調(diào)速電動機（也叫轉(zhuǎn)差電動機或電磁離合器）進行調(diào)速。電磁調(diào)速電動機由籠型電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電源（控制器）三部分組成。其特點是機械特性很軟，調(diào)速性能很差。

2.繞行異步電動機的轉(zhuǎn)子回路串電阻法與回路串電動勢法

（1）轉(zhuǎn)子回路串接電阻。這是改變電動機轉(zhuǎn)差率S進行調(diào)速的方法之一，只能適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。在轉(zhuǎn)子回路串入附加電阻增加轉(zhuǎn)差功率，以發(fā)熱的形式消耗在附加電阻上，它屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法。串接的電阻形式有水電阻、金屬電阻與頻敏電阻。其特點是不能無極調(diào)速，并且浪費電能。

（2）串級調(diào)速。在轉(zhuǎn)子回路中串入附加電動勢，這種方法稱為串級調(diào)速。這種方法，因串入附加電動勢而增加轉(zhuǎn)差功率，回饋給電網(wǎng)或者回饋到電動機軸上，因此屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速方法。串級調(diào)速可實現(xiàn)恒磁通（即恒轉(zhuǎn)矩）的高效率的無級調(diào)速。

三、變頻調(diào)速方法

變頻調(diào)速反應的是U1與f1的關系，通常分為恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速和恒功率變頻調(diào)速。

1.恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速

恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速是指在基頻以下調(diào)速，U1/f1=常數(shù)。根據(jù)U1≈E1=4.44f1N1kΦm，在恒轉(zhuǎn)矩負載下，過載能力λm不變主磁通Φm不變最大轉(zhuǎn)矩TM不變。

2.恒功率變頻調(diào)速

恒功率變頻調(diào)速是指在基頻以上調(diào)速，頻率不斷增大但是電壓U1不變，所以U1/f1≠常數(shù)，最多保持U1=U1N。變頻器實際上就是一個逆變器，變頻器可分成交流—直流—交流變頻器和交流—交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交—直—交變頻器。其特點是無極調(diào)速，平滑改變轉(zhuǎn)速；適用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負載；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高。交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。

（作者單位：山東省龍口市龍口礦業(yè)集團高級技工學校）