常见的交流电动机调速方式

1.异步电动机的变极调速

变极调速技术是通过采用变极多速异步电动机实现调速的。这种多速电动机大都为笼型转子电动机，其结构与基本系列异步电动机相似，现国内生产的有双、三、四速等几类。

变极调速是通过改变定子绕组的极对数来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式。由于极对数p是整数，它不能实现平滑调速，只能有级调速。在供电频率f=50Hz的电网，p=1、2、3、4时，相应的同步转速n₀=3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。改变极对数是用改变定子绕组的接线方式来完成的（见图1-4），图1-4a的p=2，图1-4b和图1-5c中的p=1。双速电动机的定子是单绕组，三速和四速电动机的定子是双绕组。这种改变极对数来调速的笼型电动机，通常称为多速感应电动机或变极感应电动机。

图1-4 定子绕组改接变极对数示意图

a）p=2 b）p=1 c）p=1

多速电动机的优点是运行可靠，运行效率高，控制电路很简单，容易维护，对电网无干扰，初始投资低。缺点是有级调速，而且调速级差大，从而限制了它的使用范围。适合于按2～4档固定调速变化的场合。为了弥补有级调速的缺陷，有时与定子调压调速或电磁离合器调速配合使用。

2.电磁调速

电磁调速技术是通过电磁调速电动机实现调速的技术。电磁调速电动机（又称滑差电动机）由三相异步电动机、电磁转差离合器和测速发电机组成，三相异步电动机作为原动机工作。该技术是传统的交流调速技术之一，适用于容量在0.55～630kW范围内的风机、水泵或压缩机。

电磁离合器调速是由笼型感应电动机和电磁离合器一体化的调速电动机来完成的，把这种调速电动机称为电磁离合器电动机，又称滑差电动机，属于低效调速方式。电磁调速电动机的调速系统，主要由笼型感应电动机、涡流式电磁转差离合器和直流励磁电源3个部分组成（见图1-5），直流励磁电源功率较小，通过改变晶闸管的触发延迟角改变直流励磁电压的大小来控制励磁电流。它以笼型电动机作为原动机，带动与其同轴接连的电磁离合器的主动部分，离合器的从动部分与负载同轴连接，主动部分与从动部分没有机械联系，只有磁路相通。离合器的主动部分为电枢，从动部分为磁极，电枢是一杯状铸铜体，磁极则由铁心和励磁绕组构成，绕组与部分铁心固定在机壳上不随磁极旋转，直流励磁不必经过集电环而直接由直流电源供电。当电动机带动电枢在磁极磁场中旋转时，就会感生涡流，涡流与磁极磁场作用产生的转矩将使电枢牵动磁极拖动负载同向旋转，通过控制励磁电流改变磁场强度，使离合器产生大小不同的转矩，从而达到调速的目的。

图1-5 电磁调速示意图

磁离合器的优点是结构比较简单，可无级调速，维护方便，运行可靠，调速范围也比较宽，对电网无干扰，它可以空载起动，对需要重载起动的负载可获得容量效益，提高电动机运行负载率。缺点是高速区调速特性软，不能全速运行；低速区调速效率比较低。适用于调速范围适中的中小容量电动机。

3.转子串电阻调速(www.xing528.com)

转子串电阻调速是通过改变绕线转子感应电动机转子串接附加外接电阻从而改变转子电流使转速改变的方式进行调速的（见图1-6），为减少电刷的磨损，中等容量以上的绕线转子感应电动机还设有提刷装置，当电动机起动时接入外接电阻以减少起动电流，不需要调速时移动手柄可提起电刷与集电环脱离接触，同时使3个集电环彼此短接起来。

串电阻调速的优点是技术成熟，控制方法简单，维护方便，初始投资低，对电网无干扰。缺点是转差损耗大，调速效率低；调速特性软，动态响应速度慢；外接附加电阻不易做到无级调速，调速平滑性差。适合于调速范围不太大和调速特性要求不高的场合。

图1-6 串电阻调速转子电路示意

4.变频调速

变频调速是通过改变异步电动机供电电源的频率f来实现无级调速的，其原理如图1-7所示，电动机采用变频调速以后，电动机转轴直接与负载连接，电动机由变频器供电。变频调速的关键设备就是变频器，变频器是一种将交流电源整流成直流后再逆变成频率、电压可变的变流电源的专用装置，主要由功率模块、超大规模专用单片机等构成，变频器能够根据转速反馈信号调节电动机供电电源的频率，从而可以实现相当宽的频率范围内的无级调速。

5.调速方式汇总

根据实际应用效果，交流电动机的各种调速方式的一般性能和特点汇总见表1-1。

图1-7 变频调速原理

表1-1 调速方式的一般特性和特点