三相异步电动机的调速方法

汪金卡 王众毅

【摘要】三相异步电动机由于结构简单，经济性能好，维护方便等原因被广泛应用于现代化生产中。但相对于直流电动机而言，调速性能较差，如何改进三相异步电动机的调速方法，提高调速性能，满足现代化交流拖动设备的需求，是一项现实任务。本文针对三相异步电动机的调速原理及方法做了分析，比较了几种调速方法的实用性。

【关键词】三相异步电动机 调速 原理 方法

1.引言

在由三项异步电动机拖动的生产系统中，为适应生产工艺的要求，往往要改变运行速度，实现生产机械速度变化要求有两种办法，机械调速和电气调速，本文从电气方面就三相异步电动机的调速原理及方法进行分析。

2.三相异步电动机的调速原理

三相异步电动机的工作原理是电磁感应定律和电磁力定律，三相异步电动机有固定的转速公式n=60f/p（1-s），式中n为电动机实际转速，s为转差率，f为电源频率，p为电动机定子磁极对数。由公式可知，三相异步电动机的转速由磁极对数、转差率、及电源频率决定，改变三者其一，电动机的转速就会改变。

3.三项异步电动机的调速方法

3.1 改变磁极对数调速方法

这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子磁极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。

3.2.变转差率调速

变转差率调速的特点是电动机同步转速不变。其方法主要可分为：改变定子电压调速；绕线异步电动机转子串电阻调速；串级调速等。

（1）改变定子电压调速。降低加在电动机定子绕组上的电压，同步转速不变，但最大转矩和起动转矩都变小，临界点的速度保持不变。所以，电压越低其所对应的机械特性越软，电动机稳定运行时的速度越低。该方法最适合与通风机型负载，能获得较大的调速范围。

（2）绕线异步电动机转子串电阻调速。当绕线异步电动机转子串入电阻后，电动机同步转速 不变，最大转矩不变，但起动转矩变大，临界点的速度变小，故机械特性变软。所以，在一定的范围内，串入的电阻越起中大，机械特性越软，起动转矩越大，电动机稳定运行时的速度越低。此种方法最适合与起重设备的调速。

（3）串级调速。为了克服转子串电阻调速时，消耗能量较大的问题，在转子回路中串入三相对称的附加电动势取代原来的电阻。该附加电动势的大小和相位可以自行调节，并且频率始终与转频率相同。将原消耗在电阻上的能量回馈给电网。

3.3变频调速

变频调速异步电动机的转速公式为 n=60fp（1- S），当转差率S

变化不大时电动机转速 n 基本上与电源频率 f 成正比，改变 f，就可以平滑地调节异步电动机的速度，采用改变供电源频率的调速方法，是一种较经济的调速方法，也是异步电动机调速的重要发展方向之一。随着可控硅变频装置的出现，解决了运行性能较为理想的变频电源问题，使得异步电动机特别是笼式电动机变频调速获得很大的发展和较广泛的应用。当今广泛使用的变频调速器已全部采用了数字化技术，并且日趋小型化、高可靠性和高精度。从应用角度看，不仅具有显著的节电性能，而且还具有如下的优良性能：（1）高精度平滑无级调速；（2）保护功能完善，能自诊断显示故障所在，維护简便；（3）电动机直接在线起动，起动转矩大而起动电流小，减小对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软起动装置；（4）功率因数高，节省电容补偿装置。

4.结论

三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速。其中变转差率调速包括绕线式电动机转子回路串电阻调速、串级调速和调压调速。变极调速是通过改变定子绕组的接线方式改变电动机的极数从而实现电动机转速的变化，该方法属于有级调速变频调速是现代交流调速技术的主要方向属于无级调速烧线式电动机转子回路串电阻调速方法简单、易于实现但调速是有级的不平滑转速稳定性差、效率低；串级调速完全克服了转子回路串电阻调速的缺点但设备要复杂得多；降压调速主要用于泵类及风机类负载调速。

【参考文献】

[l]杨宗豹.电机及拖动基础[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2]许翏.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2015.