教学目标
了解三相交流电动机的调速方法 ;
掌握三相交流电动机的降电压调速，转子回路串电阻调速，变极调速，变频调速的基本原理。
4.1 概述
(1) 改变转差 s 调速，包括有降低电源电压、绕线式异步电动机转子回路串电阻等方法。
(2) 改变旋转磁通势同步转速调速，包括有改变定子绕组极对数、改变供电电源频率等方法。
(3) 双馈调速，包括串级调速，属改变理想空载转速的一种调速方法。
(4) 利用转差离合器调速。
(1) 改变供电电源的频率 f1 ，进行变频调速。
(2) 改变定子极对数，进行变极调速。
(3) 改变电动机的转差率进行调速 —— 如定子调压调速、绕线转子异步电动机转子串电阻调速、串级调速及电磁离合器调速。
4.2 降压调速
o 调速原理与调速性能
三相异步电动机降低电源电压的人为机械特性，其同步转速 n 1 不变、电磁转矩
在低速运行时，工作点不易稳定，即负载转矩或供电电压稍有波动，都会引起转速有较大的变化，甚至无法工作。为了提高调压调速机械特性的硬度，采用速度闭环控制系统。
对绕线式异步电动机，可以在其转子里串电阻；对鼠笼式异步电动机，可以采用电阻率高的黄铜条制做鼠笼转子。
这种软特性的电机，在高速运行时，由于转差率较普通电机的大，运行效率要低些；低速运行时，由于降低了供电电压，为保持恒转矩负载，需要更大的电流，除降低效率外，应应注意过热的问题。
o 调压调速的闭环控制原理
当系统的实际转速低于要求的数值时，测速机的输出电压下降，调节器的输入和输出增大，迫使控制角减小，晶闸管调压装置的输出电压上升，转速升高并稳定在一定的数值上。
只要速度的给定值保持不变，电动机的转速也就基本上保持不变。
速度反馈的作用：提高电机特性的硬度。
o 降压调速的优缺点
优点：调速平滑，采用闭环调速系统，其机械特性很硬，调速范围可达到 10 。
缺点：由于是转差率调速，低速时，效率低。
4.3 绕线式异步电动机转子回路串电阻调速
异步电动机采用降压调速或串电阻调速时，欲扩大调速范围，必须增大转差率 s 。这样，将使转子回路总铜耗增大，降低了电机的效率。
这种调速方式多用于断续工作的生产机械上，在低速运行的时间不长，且要求调速性能不高的场合，如用于桥式起重机。
4.4 鼠笼式三相异步电动机变极调速
异步电动机旋转磁势同步速 n 1 与电机极对数成反比，改变鼠笼式三相异步电动机定子绕组的极对数，就改变了同步速 n 1 ，实现变极调速。
o 变极方法
定子绕组产生的磁极对数的改变，是通过改变绕组的接线方式得到的。
三相鼠笼式异步电动机的定子绕组，若把每相绕组中一半线圈的电流改变方向，即半相绕组反向，则电动机的极对数便成倍变化。因此同步转速 n 1 也成倍变化，对拖动恒转矩负载运行的电动机来讲，运行的转速也接近成倍改变。
绕线式异步电动机转子极对数不能自动随定子极对数变化，如同时改变定、转子绕组极对数又比较麻烦，因此不采用变极调速。
为了保证变极调速时电动机的转向不变，变极调速的同时，需要改变绕组的 相序或者说是电源的相序。理由很简单，要使电动机转向不变，就要求磁通势旋转方向不变，也就是 A 、 B 、 C 三相绕组空间电角度依次相差 120 。 不变。
改变极对数前 A 、 B 、 C 三相绕组，在变极后就应该变成了 A 、 C 、 B 三相绕组。
4.5 变频调速
???????? 额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调，也可以从基频向下调。
o 从基频向下变频调速
如果降低电源频率时还保持电源电压额定不变，则随着 f 1 下降，气隙磁通增加。 电动机磁路本来就刚进入饱和状态，气隙磁通增加，磁路过饱和，励磁电流会急剧增加，这是不能允许的。因此，降低电源频率时，必须同时降低电源电压。降低电源电压 U 1 主要有两种控制方法。
这种调速方法与他励直流电动机降低电源电压调速相似，机械特性较硬，在一定的静差率要求下，调速范围宽，而且稳定性好。由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好。另外，电动机在正常负载运行时，转差率较小，因此转差功率 P s 较小，效率较高。
o 从基频向上变频调速
升高电源电压是不允许的，因此升高频率向上调速时，只能保持电压为 U N 不变，频率越高，磁通越低，是一种降低磁通升速的方法，类似他励直流电动机弱磁升速情况。
三相异步电动机变频调速具有以下几个特点：
(1) 从基频向下调速，为恒转矩调地方式；从基频向上调速，近似为恒功率调速方式；
(2) 调速范围大；
(3) 转速稳定性好；
(4) 运行时 s 小，效率高；
(5) 频率 f 1 可以连续调节，变频调速为无级调速。
异步电动机变频调速具行很好的调速性能，可与直流电动机调速相媲美。
异步电动机变频调速的电源是一种能调压的变频装置，近年来，多采用由晶闸管元件或自关断的功率晶体管器件组成的变频器。变频调速已经在很多领域内获得广泛应用，如轧钢机、辊道、纺织机、球磨机、鼓风机及化工企业中的某些设备等。
4.6 电磁转差离合器
电磁转差离合器是一个离合器，主要由电枢与磁极两个旋转部分组成。电枢部分与调速异步电动机联接，是主动部分；磁极部分与异步电动机所拖动的负载联接，是从动部分。
电磁转差离合器结构有多种形式，但原理是相同的。电枢部分可以装鼠笼绕组，也可以是整块铸钢。为整块铸钢时，可以看成是无限多根鼠笼条并联，其中流过的涡流类似于鼠笼导条中的电流。磁极上装有励磁绕组，由直流电流励磁，极数可多可少。
电磁转差离合器的电枢部分在异步电动机运行时，随异步电动机转子同速旋转，转向设为顺时针方向，转速为 n 。若励磁绕组通入的励磁电流 I f =0 ，电枢与磁极二者之间则既无电的联系也无磁的联系，磁极及所联之负载则不转动，这时负载相当于被 “ 离开 ” 。
若励磁电流
本文关键字：电动机 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
