三相笼型异步电动机的变极调速方法

　　三相笼型异步电动机的调速方法很多，如变极调速、三相绕线转子异步电动机转子电路串电阻调速、电磁滑差离合器调速等。下面将对变极调速和电磁滑差离合器调速控制线路进行介绍。

　　1)变极调速方法

　　当电网频率固定以后，三相异步电动机的同步转速与它的磁极对数成反比。因此，只要改变异步电动机定子绕组的磁极对数，就能改变电动机的同步转速，从而改变转子转速。在改变定子极数时，转子极数也要随之改变。为了避免在转子方面进行变极改接的麻烦，变极电动机常用笼型转子，因为笼型转子本身没有固定的极数，它的极数是由定子磁场极数确定的，不用改装。

　　磁极对数的改变通常采用两种方法：一种方法是在一个定子上安装两个独立的绕组，各自具有不同的极数；另一种方法是通过改变一个绕组的连接来改变极数，或者说改变定子绕组每相的电流方向。由于构造复杂，通常速度改变的比值为2：1。如果想获得更多的速度等级，例如四速电动机，可同时采用上述两种方法，即在定子上装置两个绕组，每一个绕组都能改变极数。

　　2)变极调速举例一笼型双速异步电动机调速

　　在车床、磨床、镗床等机床中采用双速异步电动机，以简化齿轮传动的变速箱。双速异步电动机是通过改变定子绕组接线的方法，获得两个同步转速。

　　4/2极的双速异步电动机定子绕组接线示意图如图2-47所示。电动机定子绕组有U1、V1、W1、U2、V2、W2六个接线端。在图(a)中，将电动机定子绕组的U1、VI、W1三个接线端子接三相交流电源，U2、V2、W2三个接线端悬空，三相定子绕组按三角形接线，此时每个绕组中的①、②线圈互相串联，电流方向如图2-47(a)中箭头所示，电动机极数为4极；如果将电动机定子绕组的U2、V2、W2三个接线端子接到三相电源上，而将U1、V1、W1三个接线端子短接，则原来三相定子绕组的三角形连接变成双星形连接．此时每相绕组中的①、②线圈互相并联，电源方向如图2-47(b)中箭头所示，于是电动机极数变为2极。

　　电动机定子绕组改变后，其相序方向和原来相序相反。所以，在变极时，必须把电动机任意两个出线端对调，以保持电动机高速和低速时的转向一致。例如，在图2-47中，当电动机绕组为三角形连接时，将U1、V1、W1分别接到三相电源U、V、W上；当电动机的定子绕组为双星形连接，即由4极变到2极时，为了保持电动机转向不变，应将V2、U2、W2分别接到三相电源U、V、W上。除此之外，也可以将电动机其他任意两相对调。

　　图2-48为双速异步电动机采用复合按钮联锁的高、低速直接转换控制线路，按下低速启动按钮SB2，接触器KM1通电吸合，电动机定子绕组接成三角形，电动机启动并以低速运转。若按下高速启动按钮SB3，则KM1断电释放，并接通KM2和KM3线圈，其中，KM3主触点闭合，将电动机定子绕组接成双星形，KM2主触点闭合将三相交流电源引入电动机定子绕组并使电动机启动后进入高速运转。

　　本线路可以实现变极双速电动机的控制，在实际应用中，有时还用到变极多速电动机。变极多速电动机主要用于驱动不需要平滑调速的生产机械设备，如金属切削机床、通风机、水泵和升降机等。在某些机床上，采用变极调速与齿轮箱调速配合，能够较好地满足生产机械对调速的要求。

　　合上低压断路器QF，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，KM1的主触点闭合，将电动机定子绕组接成三角形，电动机从8极开始启动运行，电磁滑差离合器的主动部分在它的拖动下一起运行，同时信号灯HL1亮。由于KM1的动断辅助触点断开实现互锁，接触器KM2、KM3线圈不能接通，而KM1的动合辅助触点闭合，使晶闸管调压线路的触发部分和可控部分获得单相的交流电源。调节电阻RP为某一适当值，励磁电流流过一个直流电流，于是离合器从动部分开始跟随主动部分一起旋转。在此可以通过调节电阻Rp改变励磁线圈中的电流，使从动部分所带的负载稳定在所需要的转速上。在调节过程中，若转速升到600 r/min以上时，安装在从动部分转轴上的速度继电器KS的动合触点闭合，时间继电器KT1线圈通电并用其瞬动动合触点自锁。当KT1的整定时间到达时，其延时打开的动断触点断开使KM1线圈断电，触点复位；KT1延时闭合的动合触点闭合，接触器KM2、KM3线圈通电并自锁，KT1线圈断电，为下次工作做好准备。KM2、KM3的动合触点闭合，一方面使晶闸管调压线路继续获得单相交流电源；另一方面使电动机定子绕组接成双星形，电动机与离合器主动部分的转速升高到4极转速，从动部分的转速也随之升高。转速上升以后，转矩便相应增加，由电磁滑差离合器调速异步电动机机械特性可知，在一定的励磁电流条件下，转矩的上升会使转速自动下降，而随着转速的下降，转矩又会增加，最后转速稳定在机械特性曲线的某一点上。如果此时的转速还需要进一步提高，则可以通过继续增加励磁电流来提高负载的转速，但提高是有一定限度的。