第四節籠型異步電機的調速一變頻調速二變極調速三能耗轉差調速2/5/20231揚州大學能動學院葛強副教授概述

由式知：有三種調速方式變頻調速變極調速變轉差率調速

2/5/20232揚州大學能動學院葛強副教授一、變頻調速顯然，頻率可平滑調節,可平滑調節轉速。由定子電路的電動勢方程式可見，在忽略定子漏阻抗的情況下，得（11-6）為使在f1變化時保持不變，則由式（11-6）可見必2/5/20233揚州大學能動學院葛強副教授恒轉矩變頻調速時，如果能保持，則可保證調速過程中電動機的過載能力基本不變，同時可滿足磁通基本不變的要求。

恒功率調速時:若滿足，調速過程中電動機的過載能力也能保持不變，但此時磁通將發生變化了。若此時按恒轉矩調速滿足的條件，則磁通將基本不變，但電動機的過載能力將在調速過程中改變。圖10-14上繪出了變頻時異步電動機的機械特性，其中f11>f12>f13>f14>f15>f16。2/5/20234揚州大學能動學院葛強副教授

變頻調速的優點：調速范圍大，平滑性較高，變頻時Ux按不同規律變化可實現轉矩或恒功率調速，低速時特性的靜差率較高。變頻調速的缺點：專用的變頻電源；在恒轉矩調速時，低速段電動機的過載倍數大為降低，甚至不能帶動負載。2/5/20235揚州大學能動學院葛強副教授二、變極調速改變定子的極對數，使同步轉速改變，電動機轉速改變。

改變極對數的方法：改變定子繞組聯結法的方法。如圖2/5/20236揚州大學能動學院葛強副教授三相繞組兩種常用聯結方法：Y/YY；D/YY轉向：P對極時：A、B、C相位為0，120，240度2P對極時：A、B、C相位為0，240，480（=120）度所以：應改變相序2/5/20237揚州大學能動學院葛強副教授輸出功率（或轉矩）在變速前后的關系輸出功率為式中——電動機效率；——電動機定子相電壓；——電動機定子相電流；——定子輸入功率；——定子功率因數。2/5/20238揚州大學能動學院葛強副教授忽略定子損耗，PT≈P1，轉矩T為（11-3）式中p——極對數。當Y→YY時，極對數：2P→P，n0→2n0為使調速時電動機得到充分利用，在高、低速運行時，電動機繞組內均流過額定電流，這樣在兩種聯結法下的轉矩之比為（11-4）2/5/20239揚州大學能動學院葛強副教授可見這種變極調速方法是近似恒轉矩的，圖11-3a。2/5/202310揚州大學能動學院葛強副教授D→YY：極對數：2P→P，n0→2n0圖11-2b，兩種聯結法的功率比為（近似恒功率（差13.4%））改變定子極對數，還可以在定子上裝上兩組獨立的繞組，各聯結成不同的極對數。如將兩種方法配合，則可得更多的調速級數。2/5/202311揚州大學能動學院葛強副教授

三、改變外加電壓調速2/5/202312揚州大學能動學院葛強副教授（一）降壓當Ux↓時：最大轉矩Tm及起動轉矩Tst與成正比下降低；Sm與的降低無關；由于同步轉，因此也保持不變。2/5/202313揚州大學能動學院葛強副教授1.降壓2/5/202314揚州大學能動學院葛強副教授一.轉子電路串聯電阻調速

如圖11-5中，轉子電路串聯電阻轉子電流I2’減小，轉矩T減小電動機減速轉差率增加到s1I2及T增加到T=TZ電動機達新平衡狀態。

第五節繞線轉子異步電動機的調速2/5/202315揚州大學能動學院葛強副教授轉子電路串聯電阻時的人為機械特性電阻的數值越大，人為機械特性越軟。由于，在額定電壓時，（11-18）（11-21）所以（11-22）此方法優點：方法簡單，初期投資不高。2/5/202316揚州大學能動學院葛強副教授改變定子電壓調速

人為機械特性?？刂齐娐穬r格較低。調速范圍很小。對于恒轉距調速，如能增加轉子電阻，則改變定子電壓可得較寬的調速范圍，此時特性太軟，其靜差率常不能滿足生產機械的要求，而且低壓時的過載能力較低。

2/5/202317揚州大學能動學院葛強副教授改變定子電壓調速

如采用圖11-9所示的閉環系統：負載TZ轉矩變化，自動調節電源電壓，則既能提高低速時的機械特性硬度，又能保證一定的過載能力。

2/5/202318揚州大學能動學院葛強副教授缺點：調速時的效率較低，功率因數比轉子串聯電阻時更低。適用于：高轉差籠型異步電動機和繞線轉子異步電動機。變極變壓相結合的調速方法為了改善改變定子電壓調速低速運行時的性能，進一步擴大調速范圍，在改變定子電壓調速方法的基礎上，發展成一種變極變壓相結合的調速方法。應用于：單繞組多速籠型異步電動機，為了使減壓降速時電流不至太大，轉子采用高電阻的導條。當電動機極數一定時，改變定子電壓轉速也隨之改變。2/5/202319揚州大學能動學院葛強副教授

2/5/202320揚州大學能動學院葛強副教授

三.串級調速（一）串極調速的一般原理中等以上功率的繞線轉子異步電動機與其他電動機或電子設備串極聯接以實現平滑調速，稱為串級調速。2/5/202321揚州大學能動學院葛強副教授與同相（相位差）當未引入時，轉子電流為（11-37）當引入時，轉子電流為（11-38）

2．與反相（相位差）未引入時，變為（11-39）

2/5/202322揚州大學能動學院葛強副教授

在圖11-18a中繪出沒有引入時異步電動機的向量圖。在圖11-18b中繪出越前時異步電動機的向量圖。

2/5/202323揚州大學能動學院葛強副教授對于圖11-19所示越前某一角度的一般情況，方法是把分解為兩分量。

2/5/202324揚州大學能動學院葛強副教授（二）串聯調速的機械特性

經推導，異步電動機的機械特性實用表達式為（11-43）

時異步電動機機械特性實用表達式1．轉矩

（11-44）

2/5/202325揚州大學能動學院葛強副教授2．轉矩

（11-45）在圖11-20中，a與b表示串級調速的兩個轉矩分量T1與T2的關系曲線。

2/5/202326揚州大學能動學院葛強副教授在圖11-20c中，特性與縱軸的交點為理想空載轉速（11-48）所以得

（11-49）

當與方向相同時，，則

當與