第12章三相異步電動機的調速三相異步電動機調速方法分類由異步電動機轉速表達式常用的調速方法有改變定子繞組的極對數調速（變極調速）；改變電源的頻率調速（變頻調速）；改變轉差率調速。（改變定子繞組外加電壓調速；繞線轉子電路串電阻調速；電磁滑差離合器調速；串級調速等）12.1變極調速

變極調速原理變極調速是通過改變定子繞組的連接方法，改變電動機的極對數，使同步轉速改變，達到改變電動機的轉速。變極調速一般用于鼠籠型異步電動機。1.變極原理假設定子每相繞組是由兩個完全相同的“半相繞組”構成，當兩個“半相繞組”串聯或并聯時，可以形成不同的極對數。兩個“半相繞組”順接串聯形成四極磁場電路連接定子四極磁場兩個“半相繞組”反接串聯形成二極磁場電路連接定子二極磁場兩個“半相繞組”反接并聯形成二極磁場電路連接定子二極磁場2.兩種常用的變極方法Y接?雙Y接變極方法Y接時兩個“半相繞組”為順接串聯，高極對數。雙Y接時兩個“半相繞組”為反接并聯，低極對數。Δ接?雙Y接變極方法Δ接時兩個“半相繞組”為順接串聯，高極對數。雙Y接時兩個“半相繞組”為反接并聯，低極對數。注意：在變極調速，改變繞組連接時，為保持轉子的旋轉方向不變，必須同時改變外施電源的相序。例如：雙Y接（低極對數，高速，2p=2）→Y接（高極對數，低速，2p=4）時，定子繞組的空間位置為：

3.變極調速時的容許輸出容許輸出是指在調速過程中，如果保持定、轉子繞組線圈中的電流為額定值的條件下，電動機所允許輸出的功率或轉矩的限制值。由輸出功率當忽略定子繞組損耗時，有Y接?雙Y接變極調速方法則有Y接?雙Y接變極調速方法：在變極調速前后容許輸出轉矩不變，屬于恒轉矩調速方式。適合恒轉矩負載。Δ接?雙Y接變極方法則有Δ接?雙Y接變極調速方法：在變極調速前后，容許輸出功率近似恒定，接近恒功率調速方式。比較適合恒功率負載。4.變極調速時的機械特性討論機械特性的三個特殊點：理想空載點、最大轉矩、臨界轉差率、起動點Y接?雙Y接變極調速方法則有臨界轉差率和起動轉矩為

對應的機械特性Δ接?雙Y接變極調速方法則有臨界轉差率和起動轉矩為

對應的機械特性12.2變頻調速改變頻率調速時的問題由異步電動機定子電路電動勢平衡方程：1）如果定子相電壓保持不變，降低頻率使轉速下降時，則主磁通增大，大于額定運行時的主磁通，使磁路過分飽和，導致勵磁電流增大，功率因數降低；2）增大頻率時，主磁通降低，小于額定運行時的主磁通，使容許輸出轉矩下降。1.為使變頻調速時主磁通保持不變，端電壓的變化規律即端電壓必須與頻率成比例改變。1）對于恒轉矩負載，同時還可以使過載能力保持不變。設頻率改變后，電動機的頻率、過載能力和電壓分別為則在頻率改變前，最大轉矩有而當頻率改變后，最大轉矩為對恒轉矩負載，有即頻率改變前后，電磁轉矩保持不變。頻率改變后頻率改變前2）對于恒功率負載，如果要保持過載能力不變，端電壓與頻率的關系為證明：對于恒功率負載如果要保持過載能力不變，即則由對于恒功率負載，端電壓與頻率的關系滿足

條件時，則在調速前后電動機的過載能力保持不變，但主磁通將發生變化。變頻調速最適合恒轉矩性質的負載。2.變頻調速時的機械特性1）對理想空載點（同步轉速），有2）當頻率相對較高時，有如果按保持主磁通不變，改變頻率時，即端電壓與頻率成正比，最大轉矩不變，臨界轉查率與頻率成反比。最大轉矩時的轉速降為即在頻率變化時，最大轉矩時的轉速降不變。3）對于起動轉矩在頻率較高時，起動轉矩隨頻率的降低而增大。在頻率較高時，改變頻率時的人為機械特性可以看成是固有機械特性的平移，特性的硬度不變。4）在頻率相對較低時，定子電阻不能忽略，如果按改變電壓，則隨頻率的降低，最大轉矩將減小。同時，起動轉矩減小。例：一臺三相鼠籠型異步電動機，額定數據為定子繞組為Δ接。采用變頻調速，使的恒轉矩負載的轉速降為，試求變頻電源的輸出電壓和頻率。解：該電動機的同步轉速及額定轉差率為則由機械特性的線性表達式則在0.8倍額定負載時轉速降為變頻調速后，人為特性的硬度不變，轉速降不變，則變頻后的同步轉速為則變頻電源的輸出電壓頻率為對于恒轉矩負載，按端電壓與頻率成正比降低，則變頻電源的輸出電壓為12.3改變轉差率調速（能耗轉差調速）一、繞線轉子電動機轉子電路串電阻調速1.調速原理當繞線轉子異步電動機轉子電路串入電阻瞬間，轉速不能突變，轉差率不能突變。由轉子電流及電磁轉矩的關系，轉子電流減小，使電磁轉矩相應減小，小于負載轉矩，電動機減速。轉差率增大，使轉子電動勢和電流重新增大，直到電磁轉矩與負載轉矩相平衡。2.轉子電路串電阻時的人為機械特性特點：與固有機械特性相比理想空載點相同；最大轉矩大小不變，臨界轉差率增大；轉子串聯電阻不大時，起動轉矩增大；轉子串聯電阻越大，人為機械特性越軟。3.調速電阻的計算在額定電壓下，如果調速前后保持轉子電流為額定值，即則轉子串聯電阻為4.調速方式轉子側的功率因數為則轉矩為調速前后轉矩不變，為恒轉矩調速方式。適合恒轉矩負載。5.轉子調速時的經濟性串入電阻調速后，轉子的銅損耗為不考慮機械損耗，則輸出功率為調速時轉子電路的效率為隨著轉速降低，轉差率增大，轉子電路功率損耗增大，轉子側的效率降低。二、改變定子電壓調速（降壓調速）1.調速原理當降低定子端電壓的瞬間，轉速及轉差率不能突變，電磁轉矩減小，小于負載轉矩，電動機減速。隨著轉速的下降，轉差率增大，轉子電動勢增大，使轉子電流增大，電磁轉矩重新增大，直到與負載轉矩相平衡。2.降壓調速時的人為機械特性特點：與固有機械特性相比理想