三相异步电动机的调速

    1．变极调速

    三相异步电动机的变极调速属于有级调速，通过改变磁极对数p，可以得到2：1调速、3：2调速、4：3调速及三速电动机等，调速的级数很少。由于磁极对数p取决于定子绕组的结构，而且笼型转子的极数能自动地保持与定子极数相等，所以此调速只适用于特制的笼型异步电动机。这种电动机结构复杂，成本高。

    2．变转差率调速

    变转差率调速一般适用于绕线转子异步电动机或转差电动机。具体的实现方法很多，比如：转子串电阻的串级调速、调压调速、电磁转差离合器调速等。随着s的增大，电动机的机械特性变软，效率降低。

    3．变频率调速

   (1)异步电动机的等效电路

    异步电动机的转子能量是通过电磁感应而得到的。定子和转子之间在电路上没有任何联系，其电路可用图2-2来表示。

    在图2-2中，为定子的相电压；为定子的相电流；r1为定子每相绕组的电阻；x1为定子每相绕组的漏电抗；分别为转子电路中产生的电动势、电流、漏电抗；为每相定子绕组的反电动势，它是定子绕组切割旋转磁场而产生的，其有效值计算如下：

   E1=4.44f1kN1N1ΦM    (2 - 4)

式中，f1为电源频率；

   kN1为与绕组结构有关的常数；

    图2-2    异步电动机定子转子等效电路

   N1为每相定子绕组的匝数；

    ΦM为每极气隙磁通量(Wb)。

    由式(2-4)可见，只要控制好E1和f1，便可达到控制磁通量ΦM的目的。

   (2)变频调速要求

    由于4. 44kN1N1均为常数，所以定子绕组的反电动势E1可用下式表示：

   E1∝f1ΦM    (2 -5)

    在额定频率时，即f1=fN时，可以忽略△U，可得到

   U1≈E1    (2 -6)

因此进而得到

   U1≈E1∝f1ΦM

    此时若U1没有变化，则E1也可认为基本不变。如果这时从额定频率fN向下调节频率，必将使ΦM增加，即f1↓→ΦM↑。

    由于额定工作时电动机的磁通已接近饱和，ΦM增加将会使电动机的铁心出现深度饱和，这将使励磁电流急剧升高，导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加，使电动机工作不正常。可见，在变频调速时单纯调节频率是行不通的。

    为了达到下调频率时磁通量ΦM不变的目的，可以根据式(2-5)，让

   E1/f1=常数    (2-7)

即在频率f1下调时，也同步下调反电动势E1，但是由于E1是定子反电动势，无法直接进行检测和控制，但根据式(2-6)，有U1≈E1，式(2-7)即可写为

   U1/f1=常数    (2-8)

因此，在额定频率以下（即f1<fN）调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒U/f控制。

    这时应当注意的是，电动机工作在额定频率时，其定子电压也应是额定电压，即

   f1=fN  U1=UN

    若在额定频率以上调频时，U1就不能跟着上调了，因为电动机定子绕组上的电压不允许超过额定电压，即必须保持U1=UN不变。