三相异步电机的调速案例分析

三相异步电机的调速是指在同一负载下人为改变电动机的转速。 由前面所学可知， 电动机的转速为

因此， 要改变电动机的转速， 有三种方式： 变频调速、 变极调速和变转差率调速。

1.变频调速

变频调速是指通过改变电源的频率从而改变电机转速。 它采用一套专用的变频器来改变电源的频率以实现变频调速。 变频器本身价格较贵， 但它可以在较大范围内实现较平滑的无极调速， 且具有硬的机械特性， 是一种较理想的调速方法。 近年来， 随着电力电子技术的发展， 交流电机采用这种方式进行调速越来越普遍。

2. 变极调速

变极调速是指通过改变异步电动机定子绕组的接线以改变电动机的极对数从而实现调速的方法。 由式（7-20）可知， 改变电动机的磁极对数， 可以改变电动机的转速。 但由电动机的工作原理可知， 电动机的磁极对数总是成倍增长的， 所以电机的转速也就阶段性上升， 无法实现无极调速。 鼠笼式异步电动机转子的极数能自动与定子绕组的极数相适应， 所以一般鼠笼式异步电动机采用这种方法调速。

异步电动机可以通过改变电动机的定子绕组接法来实现变极调速， 也可以通过在定子上安装不同的定子绕组来实现调速， 这种能改变定子磁极对数的电动机又称为多速电动机。 图7-20所示为一个4/2极双速电机的定子绕组接法及对应的单相磁场分布示意图。 电动机每相有两个线圈， 如果把两两线圈并联起来， 接成双Y形， 则合成磁场为一对磁极。 如果将两两线圈串联起来， 接成△形， 则合成磁场为两对磁极。 这两种接法下电动机同步转速差一倍。

变极调速

（a） △形接法； （b） 双Y形接法

变极调速方式转速的平滑性差， 但它经济、 简单， 且机械特性硬， 稳定性好， 所以许多工厂的生产机械一般采用这种方法和机械调速协调进行调速。

3. 变转差率调速

在绕线式异步电动机中， 可以通过改变转子电阻来改变转差率， 从而改变电机的速度。 如图7-21所示， 设负载转矩TL不变， 转子电阻R2增大， 电动机的转差率s增大， 转速下降， 工作点下移， 机械特性变软。 当平滑调节转子电阻时， 可以实现无极调速， 但调速范围较小， 且要消耗电能， 一般用于起重设备上。

变转差率调速