三相异步电动机的三种调速方法
三相异步电动机的三种调速方法
三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了满足不同的工作要求，需要对三相异步电动机进行调速。
本文将介绍三相异步电动机的三种调速方法。
一、电压调制调速法
电压调制调速法是一种常用的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电电压来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电电压，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电电压，从而提高电动机的转速。
电压调制调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且不会对电动机的机械结构产生影响。
但是，该方法需要使用特殊的电压调制器，成本较高，且在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
二、变频调速法
变频调速法是一种基于电子技术的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电频率来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电频率，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电
频率，从而提高电动机的转速。
变频调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且在低速运行时不会出现电动机振动和噪音等问题。
同时，该方法还可以实现电动机的软启动和停机，延长电动机的使用寿命。
但是，该方法需要使用特殊的变频器，成本较高。
三、转子电阻调速法
转子电阻调速法是一种基于电动机本身结构的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机转子电阻来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以增加电动机转子电阻，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以减小电动机转子电阻，从而提高电动机的转速。
转子电阻调速法的优点是成本低，调速范围广，且不需要使用特殊的调速器。
但是，该方法会对电动机的机械结构产生影响，同时在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
三相异步电动机的调速方法有电压调制调速法、变频调速法和转子电阻调速法。
不同的调速方法适用于不同的工作场合，需要根据实际情况选择合适的调速方法。
三相异步电动机调速原理
三相异步电动机调速原理
三相异步电动机的调速原理主要基于对转差率的控制。
三相异步电动机的转速公式为n=60f/p(1-s)，其中f代表电源频率，p为极对数，n代表电机转速，s代表转差率。
当电动机的三相定子绕组通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。
感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。
三相异步电动机的调速方法包括：
1. 改变电源频率：通过改变电源频率可以改变电动机的转速。
2. 改变电动机极数：通过增加或减少电动机的极数可以改变电动机的转速。
3. 改变转差率：通过改变转差率可以改变电动机的转速。
请注意，在具体应用时需要根据实际需求和情况选择适当的调速方法。
同时，也要注意遵守相关的安全操作规程，确保电动机的正常运行和延长其使用寿命。
三相异步电动机的变极调速控制
SB3常闭触头 先断开，切断 KM1线圈电路
SB2常开触头 后闭合
KM1自锁触头复位断开
KM1主触 头断开
电动机因惯 性继续旋转
KM1互锁触头复位闭合
KM2、KM3 线圈都得电
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
2）高速运转
需要高速运转时，也需要先按下低速启动按钮SB2，把定子 绕组接成△，让电动机低速启动。 启动结束，再按下高速启动按钮SB3，把定子绕组换接成YY， 实现电动机高速运行。
KT常开延时闭合
KM1失电 拆除△接线，切除电动机正序电源
定子绕组尾端接反序电源
KM2得电 KM3得电
电动机YY连接， 定子绕组首端 高速运转 短接于一点
变极调速安装接线注意事项： 1）正确识别电动机定子绕组的9个接线端子。 2）交换任意两相电源的相序。
2）按钮控制的双速电动机变极调速
注意控制电路的线号
三、变极调速原理
把定子每相绕组都看成两个完全对称的“半相绕组”。
以U相为例，设相电流从绕组的头部U1流进，尾部U2流出。 当U相两个“半相绕组”头尾相串联时（顺串），根据右手 螺旋法则，可判断出定子绕组产生4极磁场。 若U相两个“半相绕组” 尾尾相串联（反串）或者头尾相并 联（反并），定子绕组产生2极磁场。
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
1）低速运转
需要低速运转时，按下低速启动按钮SB2，把定子绕组接成 △，让电动机低速启动，并连续运转。
合上QS，M3线圈电路
SB2常开触头后 闭合，KM1线圈
通电
KM1电气互锁触头断开， 对KM2、KM3互锁
KM1主触 头闭合
相关知识——三相异步电动机的电气调速
• 什么叫恒转矩调速？
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机调速方法有几种三相异步电动机调速方法有以下几种：1. 变频调速：变频调速是最常见的方法之一，通过控制变频器的输出频率，改变电机的转速。
变频器将电源频率转换为可调的高频交流电，然后供电给电动机，通过改变输出频率，可以使电机的转速达到所需的速度。
2. 电压调节：电压调节是通过改变电机的供电电压来调整其转速。
通过降低或增加电机的供电电压，可以改变电机的转速。
这种调速方法简单、成本低，但是变压器的过载能力有限，不能实现大范围的调速。
3. 电阻调速：电阻调速是通过在电机起动电路中串联电阻器来改变电机的供电电压，进而改变其转速。
通过改变电阻的大小来改变电压降，从而实现调速。
但是这种方法存在能量损耗较大、效率低的问题。
4. 转子电流反馈调速：通过在电机转子绕组上安装传感器，实时测量转子电流，并根据电流大小调整电压信号，控制转速。
这种调速方法适用于小功率电机，具有调速精度高、响应速度快的优点。
5. 励磁调速：励磁调速是通过改变电动机的励磁电流来控制转速。
通过调节励磁电流的大小，可以改变转子感应电动势的大小，从而实现调速。
这种方法适用于大功率电机，但励磁系统较为复杂。
6. 双电源调速：双电源调速是将电机连接到两个不同的电源，通过切换电源来改变电机的供电电压，从而实现调速。
这种调速方法比较灵活，可以实现宽范围的调速，但设计和安装要求较高。
7. 直接耦合调速：直接耦合调速是将电动机与可变载荷直接耦合，在负载端通过改变负载的机械特性来改变电动机的转速。
这种方法在某些特定场合下适用，但对机械系统的设计和操作要求较高。
综上所述，三相异步电动机的调速方法包括：变频调速、电压调节、电阻调速、转子电流反馈调速、励磁调速、双电源调速和直接耦合调速。
每种调速方法都有其适用的场合和优缺点，根据具体的需求和条件选择合适的调速方法。
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机调速方法有几种1.变频调速：变频调速也称为变频调速器调速，是一种通过改变供电频率来改变电动机转速的方法。
变频调速主要通过变频器将交流电转换为直流电，再通过变频器将直流电转换为恒定频率的交流电，从而改变电动机的转速。
该方法具有精度高、调速范围广、运行平稳、效率高等优点，被广泛应用于电力、石化、冶金等行业。
2.软起动调速：软起动调速是通过控制启动过程中的电流和电压来实现电动机的调速。
软起动调速器能够防止电动机因突然大电流启动而损坏，同时可以控制启动过程中的电流波动，从而实现电机的平稳启动和调速。
3.串励电动机调速：串励电动机调速是通过改变电动机的励磁电流来改变电动机的转速。
串励电动机的转速与励磁电流成正比关系，因此，通过改变励磁电流的大小可以实现电动机的调速。
串励电动机调速方法简单，但调速范围较窄。
4.电容启动调速：电容启动调速是通过在起动电路中添加电容器来改变电动机的起动电流和起动转矩，从而实现电动机的调速。
通过改变电容器的容量大小，可以调节电动机的转速。
电容启动调速方法简单、成本较低，但在大负载下容易失速。
5.双电源调速：双电源调速是通过在调速过程中，同时接入两个不同电源来改变电动机的转速。
其中一个电源供给电动机额定电压和频率，另一个电源通过变频器控制输出电压和频率，从而实现电动机的调速。
双电源调速方法适用于对电机速度变化范围要求较大的场合。
6.直流电动机调速：直流电动机调速是通过改变电动机的电枢电流、速度反馈信号和电机控制系统来实现电动机的调速。
直流电动机调速方法精度高，调速范围广，但占用空间较大，成本较高。
以上是一些常见的三相异步电动机调速方法。
不同的调速方法适用于不同的场合和要求，具有各自的优点和局限性。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调速方法。
三相异步电动机调速方法
三相异步电动机调速方法1.变频调速方法：变频调速方法是目前最常用的三相异步电动机调速方法之一、通过改变电源频率，来控制电动机的转速。
变频调速方法需要使用变频器（即变频器），变频器可以将电源的频率变为所需的频率，并将调节后的电源送给电动机，以控制其转速。
通过调整变频器的输出频率和电压来改变电动机的转速。
变频调速方法优点是能够实现无级调速，调速范围广，转速稳定，起动电流小，效果好。
缺点是设备系统复杂，成本较高。
2.架空电阻调速方法：架空电阻调速方法是一种简单且较经济的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的转子电阻，来改变电动机的转速。
在电动机转子电路中加入一个可调的架空电阻，通过改变架空电阻的大小来改变电动机的转速。
电动机转子电阻的改变会导致电动机的起始转矩变化，从而实现调速的目的。
架空电阻调速方法优点是简单易行，成本低，调速范围较广。
缺点是效率较低，控制性能差，电动机会产生额外的损耗。
3.双馈电机调速方法：双馈电机调速方法是一种比较先进的三相异步电动机调速方法。
双馈电机是一种具有两套绕组的异步电动机。
通过控制定子和转子的绕组之间的耦合电流，来改变电动机的转速。
通过改变转子绕组的输出电流和磁场，来改变电动机的转速。
双馈电机调速方法可以实现较大范围和较高精度的调速。
双馈电机调速方法优点是调速范围广，转速调节平稳，起动性能好。
缺点是设备复杂，成本较高。
总结：以上介绍了三种常见的三相异步电动机调速方法，包括变频调速方法、架空电阻调速方法和双馈电机调速方法。
不同的调速方法适用于不同的应用场景，可以根据具体需求选择合适的调速方法。
变频调速方法是目前最常用的调速方法，能够实现无级调速，调速精度高；架空电阻调速方法简单易行，成本低；双馈电机调速方法调速范围广，性能好。
根据实际情况选择合适的调速方法，可以提高电动机运行效率，满足不同的工作要求。
三相异步电动机的变频调速.
三相异步电动机的变频调速一、三相异步电动机的调速关系式：n=n0（1-s）=60f 1（1-s）/p 改变转速有以下几种方法：1、改变电动机的极对数P2、改变电动机的转差率S3、改变电动机的电源频率F1二、异步电动机的调速特性：1、变极调速优点：调速方法简单，机械特性较硬缺点：调速平滑性差，转速成倍变化，不能完成无极调速2、调转差率调速（1）笼型电动机定子调压法和电磁调速法优点：变速方便，可以完成无极调速缺点：机械特性较软（2）绕线转子异步电动机的转子回路串电阻缺点：不能完成无极调速，浪费电能3、变频调速（1）、基频以下恒磁通（恒转矩）变频调速1）为什么要恒磁通变频调速？2）怎样才能做到变频调速时磁通恒定由每极磁通φ=E1/4.44N1F1，可知，磁通φ的值由 E 和 F 共同决定，对 E 和 F 进行适当控制，就可以使磁通保持额定值不变。
（2）基频以上恒功率（恒电压）变频调速由每极磁通φ =E1/4.44N 1F1，可知，要使电压恒定不变，主磁通φ随 F 的上升而应减小。
总结：随着转速的提高，要使电压恒定，磁通就自然下降，当转子电流不变时，其电磁转矩就会减小，而电磁功率却保持恒定。
变频器的操作一、变频器的接线1、主回路接线R、R、T：接交流三相电流U、V、W：接三相异步电动机2、控制回路的接线（1）正转起动信号：STL（2）反转起动信号：STR（3）起动自保持选择信号：STOP（4）输入信号中具有功能设定的有：RL、RM、RH、RT、AU 、JOG、CS二、操作面板1、操作面板的名称和功能上半部分为显示器，下半部分为各种按键。
MODE ：可用于选择操作模式或设定模式SET：用于确定频率和参数的设定三、应用实例1、全部清除答：1）设定pr.79=1或0 PU 操作模式下，2）按MODE 键至“帮助模式”3）按▲键至“全部清除” （ALLC ）4）按SET 出现“ 0”，按▲键将“ 0”改为“ 1”5）按SET 键 1.5s 即可2、运行操作方式的选择（1）PU 运行操作方式：设置电动机以48HZ 运行并操作答：设置：1）设定pr.79=1 PU 操作模式下2）按MODE 键至“频率设定模式”3）按▲键改变设定值4）按SET 键 1.5s 即可操作：1）开始：按FWD 或REV 键（电动机起动，自动地变为监视模式，显示输出频率）2）停止：按STOP 键（2）外部运行操作方式：设置电动机以50HZ 运行1）开关操作运行答：1、设定pr.79=2 外部操作模式下2、将起动开关STF 或STR 处于NO，电动机即运行3、调节电位器可对电动机进行加速、减速控制2）点动运行答：1、设定pr.79=2 外部操作模式下2、设定“点动频率” pr.15 为5HZ3、设定“点动加/减速时间pr.16 为3S4、接通“ JOG”或“ STR”进行正反转点动运行3）组合运行操作方式1）组合操作模式1（运行频率由PU 设定，起动信号由外部输入）答：设定pr.79=3 组合操作模式下完成2）组合操作模式 2 （运行频率由外部输入设定，起动信号PU 设定）答：设定pr.79=4 组合操作模式下完成pr.79 的参数设置pr.79=0 PU 或外部操作可切换pr.79=1 PU 操作模式（起动信号和运行频率均由PU 面板设定）pr.79=2 外部操作模式（起动信号和运行频率均由外部输入）pr.79=3 外部/PU 组合操作模式 1（运行频率由PU 设定，起动信号由外部输入）pr.79=4 外部/PU 组合操作模式 2（运行频率由外部输入设定，起动信号PU 设定）pr.79=5 程序运行模式3、输出频率跳变跳变：电气频率与机械频率发生共振，容易发生负载轻或没有负载及变频器跳闸现象在FR-A500 变频器上通过pr.31~ pr.32 pr.33~ pr.34 pr.35~ pr.36 设定 3 个跳变区域，跳变频率可以设定为各区域的上点或下点，pr.31 为频率跳变“ 1A” pr.33 为频率跳变“ 2A” pr.35 为频率跳变“ 3A”。
三相异步电动机的调速方式
三相异步电动机的调速方式三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可改变转速。
从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速，无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。
有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：-具有较硬的机械特性，稳定性良好；-无转差损耗，效率高；-接线简单、控制方便、价格低；-有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；-可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。
其特点：-效率高，调速过程中没有附加损耗；-应用范围广，可用于笼型异步电动机；-调速范围大，特性硬，精度高；-技术复杂，造价高，维护检修困难。
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
设：变极前后电源线电压UN及每个半相绕组的电流IN不变
Y/yy 变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功率增大一倍 ，输出转矩不变，属于恒转矩调速性质。适用于拖动起重机、 电梯、运输带等恒转矩负载的调速。
三相异步电动机的调速
2．Δ / yy变极调速
变极前顺串2p=4 Δ 型接线
Tyy 2 n 2 n 0.577 T 9550P / n 3 n yy 3 2n 9550P YY /n yy
用相电压相电流计算功率
Δ / yy变极调速后，极数减半，转速增加一倍，转矩近似减 小一半，功率近似保持不变。属于恒功率调速性质，适用于 车床切削加工。
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
一、变极调速
（一）变极原理
a) 顺串 p=2
b) 反串
p=1
c)反并 p=1
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
变极原理： 只要将两个“半相绕组”中的任一个“半相绕
组”中的电流反向，就可以将极对数增加一倍（顺串)或减少一
倍（反串或反并）。若极对数减少一半，同步转速就提高一倍 ，电动机转速也几乎升高一倍。
为保证变极调速前后，电动机旋转方向不变，在改变绕
组接线的同时，必须将V、W两相出线端对调，使电动机接入
电源的相序改变。
原因：由于电机定子的圆周上，电角度是机械角度的p倍， 当即对数改变时，必然引起三相绕组的空间相序发生变化，为 保证变极调速前后，电机的旋转方向不变，在改变定子绕组接 线方式的同时，必须将V、W两相出线端对调。
U1≈E1=4.44f1N1K1Φ m
当f1下降，U1不变时，Φm增加，磁路进入饱和段，使I 0急 剧增大，电动机温升过高，使过载能力变小。因此调频时要求f 和U成正比例调节。 当f1上调，U1不能上升（U1不能大于额定电压），Φm下降， 导致电磁转矩和最大转矩下降，影响电动机的过载能力。
三相异步电机的调速
一.基频以下变频调速 A),保持 为常数
上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
一.基频以下变频调速 B),保持 为常数 为防止磁路的饱和，当降低定子电源频率时，保持 为常数，使气 隙每极磁通 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动 机的电磁转矩为 上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
当某一瞬间电势的极性 与 或同相时，有转子回路电流为
反相
式中“–”号表示 与 反相，“+”号表示 与 同相。异步电动机的电磁 转矩为
当电动机定子电压及负载转矩都保持不变时，转子电流可看成常数；同时考虑到电 动机正常运行时s很小，sx2《 r2 忽略sx2 则： 在负载转矩 一定的条件下，若 转子串入 与 反相，则
变频调速原理及其机械特性
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 ，可以改变同步 转速n 1 ，从而改变转速。如果频率 连续可调，则可平滑的调 节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电 压为 如果降低频率 ，且保持定子电源电压 不变，则气隙每 极磁通 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大 的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。 因此，降低电源频率 时，必须同时降低电源电压 ，以达到控 制磁通 的目的。对此，需要考虑基频（额定频率）以下的调 速和基频以上调速两种情况
三相异步电动机的调速
根据三相异步电动机的转速公式为
通过上式可知，改变交流电机转速的方 法有三种 1．变转差率调速：改变s实现调速； 2．变极调速：改变p来实现调速 3．变频调速：改变f1实现调速
三相异步电动机的调速
改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子 电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电 阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后 者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平 滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节 过程中转子绕组均产生大量的钢损耗（ ）(又称转差功 率)，使转子发热，系统效率降低；主要存在调速范围窄、效率低， 对电网污染较大，不能满足交流调速应用的广泛需求； 改变电机的极数的调速，无法实现连续调速，并且接线麻烦， 应用的场合少；但价格便宜； 改变频率进行调速是最理想的，但这个梦想经历了百年之久， 直至20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）的开发成功，才实现 变频调速，随着电子技术和计算机技术的日益发展变频调速技术 日益成熟，应用得越来越广泛了
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