三相异步电动机的调速方法与特性

里仅就其原理做简要介绍。
变极调速的电动机往往
被称为多极电动机，其定子
绕组的接线方式很多，其中 常见的一种是角接/双星接， 即△/YY，如图所示。
图变极调速定子接线图
由定子绕组展开图知： 只要改变一相绕组中一半元 件的电流方向即可改变磁极 对数。当T1、T2、T3外接三 相交流电源，而T4、T5、T6 对外断开时，电动机的定子 绕组接法为△，极对数为2P， 当T4、T5、T6外接三相交流 电源，而T1、T2、T3连接在 一起时，电动机定子绕组的 接法为YY，极对数为P，从 而实现调速，其控制电路图 如所示。
1．定子调压调速
图为定子调压的机械特性曲线， 由图可知对恒转矩负载而言，其调 速范围很窄，实用价值不大，但对 于随转通速风的机变负化载而而变言化，，其如负图载中转虚矩线TL 所示。可见其调速范围很宽，所以 目前大多数的风扇采用此法。
但是这种调速方法在电动机转 速较低时，转子电阻上的损耗较大， 使电动机发热较严重，所以这种调 速方法一般不宜在低速下长时间运 图 行。
定子调压调速 机械特性曲线
2．转子串接电阻调速
该方法仅适用于绕线形异步
电动机，其机械特性如图所示。
图中曲线是一Βιβλιοθήκη 电源电压不变，而转子电路所串电阻值不同的机
械特性曲线。从图中不难看出，
当串入电阻越大时，稳定运行速 度越低，且稳定性也越差。
转子串电阻调速的优点是方
法简单，设备投资不高，工作可
靠。但调速范围不大，稳定较差，
em
L
实现降速的调速。
当附加电动势的相位与转子电动势相位相同时，
为
E
正值，使串电动势后的转子电流大于原来的电流，
f
则
＞Tem ， TL
n , s , sE , I ' ,T 直,到
2
2f
em
T 时，T 电动
em
L
机在新的较高转速下稳定运行，实现升速的调速。
串级调速的调速性能比较好，但是附加电动势 的获取比较困难，故长期以来未得到推广。因此，这
△/YY变极调速控制原理图
其工作情况为：合上刀开 关QS后，当KM3闭合而KM1、 KM2断开时，电动机定子绕组 为D接法，电动机低速启动。当 KM3断开，而KM2、KM1闭合 时，电动机的定子绕组接成YY， 电动机高速运行。△/YY接法的 调速方式适用于恒功率负载， 其机械特性如图4.25所示。
平滑性也不是很好，调速的能耗
比较大。在对调速性能要求不高
的地方得到广泛的应用，如运输、
起重机械等。
图 转子电路串接电阻改变转
差率调速的机械特性
3．串级调速
所谓串级调速就是在绕线异步电动机的转子电路 中引入一个附加电动势Ef来调节电动机的转速，这种 方法仅适于绕线异步电动机。
由异步电动机的等值电路可以求得
变频调速的主要优点是调速范围宽，静差率小，稳定性好，
平滑性好能实现无级调速，能适应各种负载，效率较高，但它 需要一套专门的变频电源，控制系统较复杂，成本较高，是交 流电动机调速发展的主要方向。
5.5.3 改变转差率调速
改变转差率的方法主要有三 种：定子调压调速、转子电路串电 阻调速和串级调速。下面分别介绍。
串级调速时
I2
sE2 R22 (sX 2 )2
I2
sE2 E f R22 (sX 2 )2
当附加电动势的相位与转子电动势相位相反时，
为E f 负值，使串电动势后的转子电流 I2 f 小于原来的电
流 I 2 ，则 Tem ＜
TL
，
n , s , sE , I '
2
2f
,T , em
，直
到 T T 时，电动机在新的较低转速下稳定运行，
电动机的过载能力不变。在忽略铁磁饱和的影响并略去定子电阻时，
有
m
C
U
2 1
f12TN
其中
C
82
m1
L1
p
L2
常数
所以要求
U12 f12TN
U12 f12TN
即
U1 f1 TN
U1 f1 TN
（ 1 ） 对 恒 定 转 矩 负 载 而 言 ， 因 为 TN TN ， 所
以 U1 f1 TN f1，既保证了电动机的过载能力，又满足了 常数U的要f1求T，N 这f说1 明变频调速特别适合于恒转矩负载。
m
为
（2）对恒定功率负载而言，因为PN
TN n TNn 常数
即
TN TN
n n1
f1 f1
，
所以 ，说明当 U1 f1 TN f1 f1 f1
U f1 TN f1 f1
f1
U1 常数时，则电动机过载能力不变， f1
但 将发m生变化。当
时，则 U1 常数
f
保持m 不变，但过载能力发生
变化。
5.5 三相异步电动机的调速
由
n
n1(1
s)
60 f1 p
(1
s)
可知，若要改变异步电动机的转速，可以有
以下三种方法：
（1）改变电动机的磁极对数p。
（2）改变电动机的电源频率f1。 （3）改变电动机的转差率s。
下面对各种调速方法的原理及特点做一简单 介绍。
5.5.1 变极调速
所谓变极调速，就是通
过改变电动机定子绕组的接 线，改变电动机的磁极对数， 从而达到调速的目的。变极 调速方法一般适于笼型异步 电动机。因为笼型异步电动 机转子绕组本身没有固定的 极对数，能自动地与定子绕 组相适应。
由机械特性知，变极调速 时电动机的转速几乎是成倍的 变化，因此调速的平滑性差， 但是稳定性较好，特别是低速 启动转矩大。
图 D/YY变级调速机械特性
5.5.2 变频调速
变频调速是改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调
速的目的的。在一般情况下，电动机的转差率s很小，所以可以近
似维持地不认变为，n∝从n电1∝动f1，势为公使式电U1动 E机1 得4.44到f1N充1kw分1m知利，用若，要通维常希望m 气持隙为磁常通数， 则的U量1）必。须另随一频方率面的，变为化保成证正电比动变机化的，稳即定运行UU11， f（f希11 “常望数变' ”频表调示速变时频后，