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 三相异步电动机的调速控制

三相异步电动机的调速公式为n=n0(1-s)=(1-s)　　 

其中，s为转差率，n0为理想转速，f为转子电流频率，p为极对数。通过以上公式就可以得出相应的如下3种调速方法。

 　改变转差率的调速

改变转差率的调速方法又分为调压调速、串电阻调速、串极调速（不是串励电动机调速）和电磁离合器调速4种，下面仅介绍前两种调速方法。

① 调压调速方法能够实现无级调速，但当降低电压时，转矩也按电压的平方比例减小，所以调速范围不大。在定子电路中，串电阻（或电抗）和用晶闸管调压调速都是属于这种调速方法。

② 串电阻调速方法只适用于绕线式异步电动机，其启动电阻可兼作调速电阻用，不过此时要考虑稳定运行时的发热，应适当增大电阻的容量。

转子电路中串电阻调速简单可靠，但它是有级调速，随着转速的降低，特性逐渐变软。转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。所以，这种调速方法大多用在重复短期运转的生产机械中，如在起重运输设备中应用非常广泛。

 改变极对数的调速

在生产中有大量的生产机械，它们并不需要连续平滑调速，只需要几种特定的转速即可，而且对启动性能没有高的要求，一般只在空载或轻载下启动，在这种情况下，用改变极对数调速的多数笼型异步电动机是合理的。

三相异步电动机的转速为n0=60f /p　　 

由上式可知，同步转速n0与极对数p成反比，故改变极对数p即可改变电动机的转速。多速电动机启动时*好先接成低速，然后再换接为高速，这样可获得较大的启动转矩。多速电动机虽然体积稍大，价格稍高，只能有级调速，但因结构简单，效率高，特性好，且调速时所需附加设备少，因此，广泛用于机电联合调速的场合，特别是中小型机床上用得极多，如镗床上就采用了多速电机。

 变频调速

异步电动机的转速正比于定子电源的频率f，若连续地调节定子电源频率f，即可实现连续地改变电动机的转速。

 变频器及其工作原理

（1）初识变频器变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器有着“现代工业维生素”之称，在节能方面的效果不容忽视。随着各界对变频器节能技术和应用等方面认识的逐渐加深，目前我国的变频器市场变得异常活跃。

变频器产生的*初目的是速度控制，应用于印刷、电梯、纺织、机床和生产流水线等行业，而目前相当多的运用是以节能为目的。由于中国是能源消耗大国，而中国的能源储备又相对贫乏，因此国家大力提倡各种节能措施，其中着重推荐了变频器调速技术。在水泵、中央空调等领域，变频器可以取代传统的通过限流阀和回流旁路技术，充分发挥节能效果；在火电、冶金、矿山和建材行业，高压变频调速的交流电机系统的经济价值得以体现。

变频器是一种高技术含量、高附加值、高效益回报的高科技产品，符合国家产业发展政策。进入21世纪以来，我国中、低压变频器市场的增长速度很快。

从产品优势的角度看，通过高质量地控制电机转速，提高制造工艺水准，变频器不但有助于提高制造工艺水平（尤其在精细加工领域），而且可以有效节约电能，是目前*理想、*有前途的电机节能设备。

从变频器行业所处的宏观环境看，无论是国家中、长期规划，短期的重点工程、政策法规以及国民经济整体运行趋势，还是人们节能环保意识的增强、技术的创新、发展高科技产业的要求，从国家相关部委到各相关行业，变频器都受到了广泛的关注，市场吸引力巨大。

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Y-△启动的过程很简单，首先接触器KM3的主触点闭合，电动机以星形连接启动，电动机启动后，KM3的主触点断开，接着接触器KM2的主触点闭合，以三角形连接运行。（2）星形-三角形减压启动线路

图1 所示是星形-三角形减压启动线路。星形-三角形减压启动的过程：合上主电路的电源开关QS，启动时按下SB1按钮，接触器KM1和KM3的线圈得电，定子的三相绕组交汇于一点，也就是KM3接触器的主触点处，以星形连接，电动机减压启动。同时时间继电器KT的线圈得电，延时一段时间后KT的常闭触点断开，KM3的线圈断电，使KM3的常闭触点闭合、常开触点断开，接着KM2的线圈得电，KM2的常开触点闭合自锁，三相异步电动机的三相绕组首尾相连，电动机以三角形连接运行，KM2的常闭触点断开，时间继电器的线圈断电。

星形-三角形减压启动除了可用接触器控制外，还有一种专用的手操式Y-△启动器，其特点是体积小，重量轻，价格便宜，不易损坏，维修方便，可以直接外购。

这种启动方法的优点是设备简单、经济，启动电流小；其缺点是启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的场合，并且只适用于正常运行时定子绕组按三角形连接的异步电动机。由于这种方法应用广泛，我国规定4kW及以上的三相异步电动机的定子额定电压为380V，连接方法为星形连接。当电源线电压为38V时，它们就能采用Y-△换接启动。

 　自耦变压器减压启动

自耦变压器减压启动的原理如图 2所示。启动时KM1、KM2闭合，KM3断开，三相自耦变压器TM的3个绕组连成星形接于三相电源，使接于自耦变压器二次侧的电动机减压启动，当转速上升到一定值后，KM1和KM2断开，自耦变压器TM被切除，同时KM3闭合，电动机接上全电压运行。

图1自耦变压器减压启动线路

由变压器的工作原理得知，此时，TM的二次侧电压与一次侧电压之比为K==<1，因此U2=KU1，启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压启动时的K倍，因而电流I2也是全压启动时的K倍，即I2=KIst（注意：I2为变压器二次侧电流，Ist为全压启动时的启动电流）；而变压器一次侧电流I1=KI2=K2Ist，即此时从电网吸取的电流I1是直接启动时Ist的K2倍。这与Y-△减压启动时情况一样，只是在Y-△减压启动时的K=1/为定值，而自耦变压器启动的K是可调节的，这就是此种启动方法优于Y-△启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的K2倍。这种启动方法的缺点是变压器的体积大，价格高，维修麻烦，并且启动时自耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适用于启动频繁的电动机。所以，它在启动不太频繁，要求启动转矩较大，容量较大的异步电动机上应用较为广泛。通常把自耦变压器的输出端做成固定抽头（一般K为80%、65%或50%，可根据需要进行选择），连同转换开关（图2中的KM1、KM2和KM3主触点）和保护用的继电器等组合成一个设备，称为启动补偿器。

还有其他降压启动方式，在此不作介绍。

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