有级调速控制电路

有级调速控制电路
电动机转速公式为
其中，n为转子转速，n0为同步转速（旋转磁场的转速），s为转差率s=(n0-n)/n0，f为电源频率，p为定子磁极对数。

可见，调速的方法有3种：改变电源频率f（变频调速）；改变转差率s；改变磁极对数p。

这里介绍在多速电动机中使用的改变磁极对数的有级调速方法。

极数、磁极对数：三相交流电动机每组线圈都会产生N、S磁极，每相含有的磁极个数就是极数。

由于磁极是成对出现的，磁极数除以2就是磁极对数，即p。

同步转速、转子转速：三相异步电动机转速是分级的，由电动机的极数决定。

极数（2极、4极、6极、8极）反映电动机的同步转速n0=60f/p。

我国三相交流电的频率f=50Hz，2极电动机p=1，4极电动机p=2，6极电动机p=3，8极电动机p=4。

因此，2极n0=3000r/min，4极n0=1500r/min，6极n0=1000r/min，8极n0=750r/min。

同步转速非实际转速。

异步电机的转子转速n总是不等于同步转速n0，异步之
名由此而来。

2极n≈2840r/min，4极n≈1420r/min，6极n≈960r/min，8极n≈730r/min。

由图1所示的三相异步电动机铭牌可知该电动机的极数是2，磁极对数是1，同步转速是3000r/min，转子转速是1440r/min。

图1 三相异步电动机铭牌
改变磁极对数通常由改变电动机定子绕组接线方式来实现，且只适用于笼型异步电动机。

磁极对数可改变的电动机称为多速电动机，常见的多速电动机有双速、三速、四速等几种类型，属于有级调速。

图2所示为双速电动机，采用改变绕组的接法来改变电动机的转速和输出功率，使其与机械设备的负载特性相匹配，简化了变速系统，更加高效、节能。

图2 双速电动机及铭牌
1.△-连接
图3所示为电动机4极/2极、定子绕组△-联结示意图。

由图可见，当接线端子U1、V1、W1接三相电源，U2、V2、W2端子悬空时，电动机定子绕组接成△电路；当U1、V1、W1端子短接，U2、V2、W2端子接三相电源时，定子绕组接成电路。

△电路中，每相绕组由两个线圈串联组成，电动机呈4极(p=2)，电动机同步转速为1500r/min。

电路中，每相绕组由两个线圈并联组成，电动机呈2极(p=1)，其同步转速为3000r/min。

2.联结
图4所示为电动机定子绕组联结示意图。

由图可见，当接线端子U1、V1、W1接三相电源，U2、V2、W2端子悬空时，电动机定子绕组接成电路；当U1、V1、W1端子短接，U2、V2、W2端子接电源时，定子绕组接成电路。

图3 双速电动机三相绕组△-联结
图4 双速电动机三相绕组-联结
3.双速异步电动机调速控制电路
图5所示为双速电动机△-调速控制电路。

主电路中，KM1得电，电动机绕组接成△，低速运转；高速接触器KM2、KM3得电，电动机绕组接成，高速运转。

按下低速起动按钮SB2，低速接触器KM1线圈得电并自锁，KM1主触头闭合，电动机定子绕组为△联结，电动机低速运转。

高速运转时，按下高速起动按钮SB3，KM1线圈断电，其主触点断开，辅助常闭触点复位，KM2和KM3线圈得电并
自锁，其主触点闭合，电动机定子绕组为联结，电动机高速运转。

图5 双速电动机△调速控制电路。