三相异步电动机的调速技术

调速就是在同一负载下人为地改变电动机的转速,以满足生产过程的需要。

根据式(6-9),异步电动机的转速为

图6-31　发电反馈制动

可见,要调节异步电动机的转速n,可有如下三种方法。

1.变极调速

由公式n0=可知,当电源频率一定时,异步电动机的同步转速n0与极对数p成反比。当p增大1倍,则n0降低1倍,而转子转速n也接近降低1倍,因此改变p就可以得到不同的转速。

图6-32　变极调速方法

改变极对数p是通过改变定子每相绕组的接法来实现的。如图6-32所示是定子绕组的两种接法。为了清晰起见,只画了A相绕组的两个线圈(A1X1、A2X2),当两个线圈相串联[图6-32(a)],产生四极旋转磁场,即p=2,n0=1500r/min;当两个线圈相并联[图6-32(b)],则产生两极旋转磁场,p=1,n0=3000r/min。

图6-33是单绕组双速电动机的接线图。在适当位置引出六个接线端。将接线端1、2、3接电源(4、5、6空着),则为三角形连接,每相两个线圈串联,形成两对磁极,为低转速状态。如将接线端4、5、6接电源,而1、2、3端短接,则为双星形连接,每相两个线圈并联,形成一对磁极,为高转速状态。(www.xing528.com)

变极调速实际是倍极比调速(如2/4、4/8等),因此是有级的。变极调速的电动机称为多速电动机。多速电动机的转子都是笼型的。

2.变频调速

采用改变电源频率的方法进行调速称作变频调速。当连续调节电源频率时,可获得平滑的调速,即无级调速。异步电动机的变频调速机械特性如图6-34所示。调速时,随频率的变化机械特性曲线平行地上下移动,特别在低速区,特性硬度好,调速范围大,调速的相对稳定性和平滑性较好,适用于恒转矩负载。

图6-33　单绕组双速电动机接线图

图6-34　变频调速的机械特性曲线

图6-35　R2不同时的转矩特性曲线

3.改变转差率调速

这种调速方法仅适用于绕线转子异步电动机。图6-35是电源电压U1不变时,不同转子电路电阻R2下的转矩特性曲线。由图可见,在同一负载TL下,R2越大,对应的转差率也越大,因此转速也越低。于是,可用调节转子电路的电阻使转差率变化而达到改变电动机转速之目的。

改变转差率调速,虽然调速范围不大,但调速平滑性好,还可适当改善启动性能。