異步電動機調速方式

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

關鍵詞：三相異步電動機 調速

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

一、改變定子極對數p調速

在電源頻率f1不變的條件下，改變電動機的磁極對數，電動機的同步轉速n1就會發生變化。改變極對數的方法有兩種：一是可以在定子鐵芯槽內嵌放兩套不同極數的三相繞組（這種方法很不經濟）；二是利用改變定子繞組的接法來改變極對數達到調速目的。要注意的是，在改變電動機定子極數的同時，必須改變轉子的極數。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△接法變為YY接法，磁極對數從p=2變為p=1。電動機轉速1500r/min，改變極對數后，轉速變為原來的兩倍（3000r/min）。

本方法適用于籠型異步電動機，既可以應用于恒轉矩負載，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，穩定性較好，應用于不需要無級調速的生產機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。

二、調轉差率調速

1.籠型異步電動機的定子調壓法和電磁調速法

（1）定子調壓調速。當改變電動機的定子電壓時，電動機的同步轉速和臨界轉差率均不變，但電動機的最大電磁轉矩和啟動轉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，從而獲得不同轉速。調壓調速可以使通風機負載在非線性區穩定運行。其特點是：這種方法既非恒轉矩調速，也非恒功率調速，最適用于轉矩隨轉速降低而減小的負載。

（2）電磁調速法。電磁調速法是用電磁調速電動機（也叫轉差電動機或電磁離合器）進行調速。電磁調速電動機由籠型電動機、電磁轉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，調速性能很差。

2.繞行異步電動機的轉子回路串電阻法與回路串電動勢法

（1）轉子回路串接電阻。這是改變電動機轉差率S進行調速的方法之一，只能適用于繞線轉子異步電動機。在轉子回路串入附加電阻增加轉差功率，以發熱的形式消耗在附加電阻上，它屬于轉差功率消耗型調速方法。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速，并且浪費電能。

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

三、變頻調速方法

變頻調速反應的是U1與f1的關系，通常分為恒轉矩變頻調速和恒功率變頻調速。

1.恒轉矩變頻調速

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

2.恒功率變頻調速

恒功率變頻調速是指在基頻以上調速，頻率不斷增大但是電壓U1不變，所以U1/f1≠常數，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，目前國內大都使用交—直—交變頻器。其特點是無極調速，平滑改變轉速；適用于恒轉矩和恒功率負載；調速范圍大，特性硬，精度高。交流變頻調速已逐漸取代了過去的傳統滑差調速、變極調速、直流調速等調速系統。

（作者單位：山東省龍口市龍口礦業集團高級技工學校）