变极调速控制电路及故障分析优化

改变磁极对数可以改变电动机的同步转速，也就改变了电动机的转速。一般来说，三相感应电动机的磁极对数是不能随意改变的，所以必须选用“双速”或“多速”电动机来进行。由于电动机的极对数是整数，所以这种调速是跳跃式的、有级的调速。

对于绕线转子感应电动机来说，要改变转子磁极对数与定子磁极相同，其结构相当复杂，故一般不采用变极调速，而笼型感应电动机转子磁极对数具有自动与定子磁极对数对等的能力，因而只要改变定子磁极对数就可以了，所以变极调速仅适用于三相笼型感应电动机。

笼型感应电动机往往采用以下两种方法来变更定子绕组的极对数：①改变定子绕组的连接，即改变定子绕组的半相绕组电流方向；②在定子上设置具有不同极对数的两套相互独立的绕组。有时为了获得更多的转速等级，在同一台电动机中同时采用上述两种方法。

单绕组双速电动机的接法常用的有△形连接（低速）和YY形连接（高速），如图2.20所示。

图2.20　单绕组双速电动机的接法

图2.20（a）是将绕组按△形连接，电动机定子绕组的U1、V1、W1接三相交流电源，定子绕组的U2、V2、W2悬空，此时每相绕组中的两个线圈串联，电动机以4极运行，为低速。图2.20（b）是将绕组按YY连接，电动机定子绕组的U1、V1、W1连接在一起，U2、V2、W2接三相交流电源，此时每相绕组中的两个线圈并联，电流从U2、V2、W2流进，从U1、V1、W1流出，电动机以2极运行，为高速。

1.电路工作情况分析

图2.21（b）为4/2极双速电动机变极调速手动控制电路。按下低速启动按钮SB2，低速接触器KM1线圈通电吸合并形成自锁，主电路中主触头KM1闭合，电动机定子绕组接成△形开始低速运转。若按下高速启动按钮SB3，SB3（5-7）断开使接触器KM1断电释放，电动机脱离低速运转，由于KM1（15-17）复位闭合以及SB3（13-15）闭合使高速接触器KM2和KM3线圈通电吸合并自锁，其主电路中主触头KM2和KM3闭合，电动机定子绕组接成YY形开始高速运转。电路中设有高低速电气互锁和机械互锁，所以误操作时不会产生高低速同时运行现象。这个电路对高低速的控制没有先后顺序，由操作者决定。

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图2.21　4/2极双速电动机变极调速控制电路

图2.21（c）为4/2极双速电动机变极调速自动控制电路。按下启动按钮SB2，低速接触器KM1和KT同时通电吸合并自锁，主电路中主触头KM1闭合，电动机定子绕组接成△形开始低速运转，时间继电器KT开始计时，当定时时间到达后，KT动作，其KT（7-9）延时触头断开使KM1线圈断电释放，电动机脱离低速运转，同时KT（3-11）延时触头闭合使高速接触器KM2和KM3线圈通电并自锁，主电路中主触头KM2和KM3闭合，电动机定子绕组接成YY形开始高速运转，KM2（5-7）和KM3（5-7）断开时间继电器KT线圈的通电回路起到节电的作用，至此完成了高低速的自动切换过程。这个电路必须是先低速后高速，以限制启动电流。

双速电动机调速的优点是可以适应不同负载性质的要求，调速线路简单、维修方便；缺点是其调速方式为有级调速。通常变极调速要与机械变速配合使用，以扩大其调速范围。

2.电路故障分析

电路检查：由于该电路采用了双速电动机，该电动机有9个出线端子，主电路中要重点检查双速电动机的接线，以免在运行过程中由于接线错误而烧毁电动机。接线方法检查如图2.20所示。

除了前述的各种器件的故障外，该电路可能出现的主要故障如下：

（1）电动机的速度不能按正常的状态控制。原因可能是主电路中控制电动机速度转换的各接触器之间的接线出现错误。这时只要根据原理图认真检查接线，改正即可。

（2）图2.21（b）中低速到高速切换不正常。可能原因是时间继电器出现了故障，导致它的通电延时闭合常开触头不能按正常情况闭合，检查时间继电器的工作情况排除故障。

（3）电动机不能正常运行，且发出噪声。原因可能是低高速的互锁出现问题，导致电动机低高速都接通而振动发出噪声。检查机械互锁和电气互锁，尤其是互锁触头可能出现异常现象，根据前述触头的故障分析来检查并排除此故障。