异步电动机调速方法介绍

异步电动机启动投入运行后，为适应生产过程的需要，有时要人为的改变电动机的转速，这个操作称为调速。注意：调速不是指电动机负载变化所引起的转速变化。

三相异步电动机的转速公式为

由式（3-61）可知，三相异步电动机的调速方法可以分成以下几种类型。

（1）变转差率调速，调速过程中保持n1不变，通过改变转差率s达到调速的目的。这种调速方式包括降低电源电压、绕线式异步电动机转子回路串电阻等方法。

（2）变频调速，改变供电电源频率f1调速。

（3）变极调速，通过改变定子绕组极对数p调速。

1.变转差率调速（无级调速）

变转差率调速即在绕线式电动机的转子电路中接入调速电阻，改变电阻的大小，由此得到平滑调速。

变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式适用于恒转矩负载，如起重机。对于通风机负载也可应用。

2.变频调速

变频调速是改变异步电动机定子电源频率f1，从而改变同步转速n1，实现异步电动机调速的一种方法。这种调速方法有很大的调速范围、很好的调速平滑性和足够硬度的机械特性，使异步电动机可获得类似于他励直流电动机的调速性能，是目前异步电机调速的主流方法。

变频调速时以额定频率f1N为基频，可以从基频向上调速，得到f1＞f1N；也可以从基频向下调速，得到f1＜f1N。

（1）从基频f1N向下调速

异步电机从基频f1N向下调速，也可以说是频率从0到f1N的调速。这种运行方式一般应用于拖动系统的启动和升速阶段。为了系统尽快启动，电机需要运行于比较高的转矩，并且恒转矩运行。

（2）从基频f1N向上调速(www.xing528.com)

如果按＝常数向基频f1N以上调速，定子绕组电压要超过U1N，由于受到绕组绝缘的限制，这是不允许的。因此，从基频f1N向上调速时，定子绕组电压只能保持U1N不变，根据U1N≈E1＝4.44f1N1KW1Φm，气隙磁通必然随f1的升高而减弱，类似于直流电机的弱磁升速。

3.变极调速

变极调速是根据改变定子绕组极对数p，以此改变同步转速n1。由于异步电动机正常运行时，转差率s都很小，根据n＝（1－s）n1，电动机的转速与同步转速接近，改变同步转速n1就可达到改变电动机转速n的目的。这种调速方法的特点是只能按极对数的倍数改变转速。

（1）变极调速的基本原理

定子极对数的改变通常是通过改变定子绕组的连接方法来实现的，由于笼型电机的定子绕组极对数改变时，转子极对数能自动地改变，始终保持p2＝p1，所以这种方法一般只能用于笼型异步电动机，改变定子绕组连接改变磁极对数的原理如图3-20所示。

图3-20　异步电动机变极原理

图3-20是一相绕组的两个线圈，1Al，lA2表示第一个线圈的首、尾；2A1，2A2表示第二个线圈首、尾。如将两个线圈首尾依次串联相接，可得到2p＝4的四极分布磁场，如图3-20（a）所示。如将第一个线圈的尾lA2与第二个线圈的尾2A2连接，组成如图3-20（b）所示的反向串连接构，可得到2p＝2的两极分布磁场，或接成如图3-20（c）所示的反向并连接法，即可得到2p＝2的气隙磁场。

比较上面的连接方法，图3-20（b）、（c）中的第二个线圈中的电流方向与图3-20（a）中的相反，极对数也降低了一半。可见，只要将一相绕组中的任一半相绕组的电流反向，电机绕组的极对数就成倍数变化。根据，同步转速n1就发生变化，如果拖动恒转矩负载，运行转速也接近成倍数变化，这就是单相绕组的变极调速原理。（2）变级调速的方法

由于定子三相绕组在空间是对称的，其他两相改变方法与此相同，只是在空间差120°电角度。改变定子绕组接线方式使一半绕组电流反向的方法较多，最常用的变极调速电动机有Y—YY和△—YY两种，下面将对△—YY调速方法展开分析。

△—YY变极调速电动机的定子绕组内部已接成△形，如图3-21（a）所示。每相由两个半相绕组相串而成，出线端为A1，B1和C1，两半相绕组连接处分别有出线端A2，B2和C2。

△接法时，出线端A1、B1和C1接三相电源，出线端A2、B2和C2悬空。这时每相两个半相线圈是顺接串联，定子绕组接成△形，如图3-21（a）所示。如果这时电动机的磁极数2p＝4同步转速n1＝1500r/min。YY接法时，出线端A2，B2和C2分别接对应的三相电源。而A1、B1和C1被短接，使定子绕组接成两个并联的Y形连接绕组，即变成双YY形绕组，如图3-21（b）所示。这种情况下，每相的两个半相绕组也是反接并联的，使电动机的磁极数变为2p＝2，同步转速n1＝3000r/min。

特别强调的是要保证改接后电机的转速不变，改接的同时必须调换三相电源中任意两相的相序，才能保证电机转速不变。

图3-21　异步电动机△/YY变极调速接线