调速控制线路优化方案

单相异步电动机调速主要有变极调速和变压调速两类方法。变极调速是指通过改变电动机定子绕组的极对数来调节转速，变压调速是指改变定子绕组的两端电压来调节转速。在这两类方法中，变压调速最为常见，变压调速具体可分为串联电抗器调速、串联电容器调速、自耦变压器调速、抽头调速和晶闸管调速。

1.串联电抗器调速线路

电抗器又称电感器，它对交流电有一定的阻碍。电抗器对交流电的阻碍称为电抗（也称为感抗），电抗器电感量越大，电抗越大，对交流阻碍越大，交流电通过时在电抗器上产生的电压降就越大。

图10-38是两种较常见的串联电抗器调速线路，图中的L为电抗器，它有“高”、“中”、“低”3个接线端，A为起动绕组，M为主绕组，C为电容器。

图10-38a为一种形式的串联电抗器调速线路。当档位开关置于“高”时，交流电压全部加到电动机定子绕组上，定子绕组两端电压最大，产生的磁场很强，电动机转速最快；当档位开关置于“中”时，交流电压需经过电抗器部分线圈再送给电动机定子绕组，电抗器线圈会产生压降，使送到定子绕组两端的电压降低，产生的磁场变弱，电动机转速变慢。

图10-38 两种较常见的串联电抗器调速线路

图10-38b为另一种形式的串联电抗器调速线路。当档位开关置于“高”时，交流电压全部加到电动机主绕组上，电动机转速最快；当档位开关置于“低”时，交流电压需经过整个电抗器再送给电动机主绕组，主绕组两端电压很低，电动机转速很低。

上面两种串联电抗器调速线路除了可以调节单相异步电动机转速外，还可以调节起动转矩大小。图10-38a所示调速线路在低档时，提供给主绕组和起动绕组的电压都会降低，因此转速就变慢，起动转矩也会减小；而图10-38b所示调速线路在低档时，主绕组两端电压较低，而起动绕组两端电压很高，因此转速低，起动转矩却很大。

2.串联电容器调速线路

电容器与电阻器一样，对交流电有一定的阻碍。电容器对交流电的阻碍称为容抗，电容器容量越小，容抗越大，对交流阻碍越大，交流电通过时在电容器上产生的电压降就越大。串联电容器调速线路如图10-39所示。

图10-39 串联电容器调速线路

在图10-39线路中，当开关置于“低”时，由于C₁容量很小，它对交流电源容抗大，交流电源在C₁上会产生较大的电压降，加到电动机定子绕组两端的电压就会很低，电动机转速很慢；当开关置于“中”时，由于电容器C₂的容量大于C₁的容量，C₂对交流电源容抗比C₁小，加到电动机定子绕组两端的电压较低档时高，电动机转速变快。

3.自耦变压器调速线路(www.xing528.com)

自耦变压器可以通过调节来改变电压的大小。图10-40为3种常见的自耦变压器调速线路。

图10-40 3种常见的自耦变压器调速线路

图10-40a所示自耦变压器调速线路在调节电动机转速的同时，会改变起动转矩。如自耦变压器档位置于“低”时，主绕组和起动绕组两端的电压都很低，转速和起动转矩都会减小。

图10-40b所示自耦变压器调速线路只能改变电动机的转速，不会改变起动转矩，因为调节档位时只能改变主绕组两端的电压。

图10-40c所示自耦变压器调速线路在调节电动机转速的同时，也会改变起动转矩。当自耦变压器档位置于“低”时，主绕组两端电压降低，而起动绕组两端的电压升高，因此转速变慢，起动转矩增大。

4.抽头调速线路

采用抽头调速的单相异步电动机与普通电动机不同，它的定子绕组除了有主绕组和起动绕组外，还增加了一个调速绕组。根据调速绕组与主绕组和起动绕组连接方式不同，抽头调速有L1形接法、L2形接法和T形接法3种形式，这3种形式的抽头调速线路如图10-41所示。

图10-41 3种形式的抽头调速线路

图10-41a所示为L1形接法抽头调速线路。这种接法是将调速绕组与主绕组串联，并嵌在定子铁心同一槽内，与起动绕组有90°的相位差。调速绕组的线径较主绕组细，匝数可与主绕组匝数相等或是主绕组的1倍，调速绕组可根据调速档位数从中间引出多个抽头。当档位开关置于“低”时，全部调速绕组与主绕组串联，主绕组两端电压减小，另外调速绕组产生的磁场还会削弱主绕组磁场，电动机转速变慢。

图10-41b所示为L2形接法抽头调速线路。这种接法是将调速绕组与起动绕组串联，并嵌在同一槽内，与主绕组有90°的相位差。调速绕组的线径和匝数与L1形接法相同。

图10-41c所示为T形接法抽头调速线路。这种接法在电动机高速运转时，调速绕组不工作，而在低速工作时，主绕组和起动绕组的电流都会流过调速绕组，电动机有发热现象发生。