异步电动机的转差率调速方法及经济性分析

改变转差率的调速方法很多，主要有转子电路串接电阻调速、改变定子电压、滑差电动机、串级调速以及脉冲调速等。这些方法的共同特点是：在调速过程中将产生大量的转差功率sPM并消耗在转子电路，使转子发热，调速的经济性较差，但串级调速例外。因此，这里主要介绍异步电动机的串级调速。

异步电动机的串级调速是在异步电动机转子电路内引入感应电势Ef，以调节异步电动机的转速。引入电势的方向，可与转子电势E20的方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。

当Ef未引入时，电动机转子电流I2为：

式中：r2为转子的电阻；x20为转子不动时转子电路的漏感抗；S为转差率；E20为转子不动时的转子电势。

引入Ef并使它与E20同相（即它们的相位差θ=0°）时，I2则变为：(www.xing528.com)

可见，引入与E20同相的Ef以后，转子电流增加，转矩M=CMΦI2cosφ2（其中Φ为气隙中的磁通量，I2为转子导体中的电流，cosφ2为转子电路的功率因数，CM为转矩常数）也随之增加。这样，电动机的转矩M则大于水泵的转矩（即负载转矩）Mz，从而使电动机的转速增加。但是，转速的增加又使转差率下降，（SE20+Ef）的数值也随之下降，从而使I2和电机的转矩M递增的速度减慢。另一方面，负载转矩（即水泵的转矩）Mz是随转速的增加而增加的，因此可以使M和Mz之间在引入Ef以后重新平衡，电动机的转速也就增加到一个稳定转速。

如果引入的Ef与E20反相（即θ=180°），则I2变为：

故引入E20反相的Ef后，I2和M将下降，使M＜Mz，转速下降，直到新的稳定转速。如果能使正的数值平滑改变，则异步电动机的转速也可以平滑变化。

此外，引入Ef后，不仅能改变电动机的转速，如果能设法使Ef超前于E20某一角度θ，还能使功率因数cosφ1提高。