三相异步电动机的变极调速(论三相异步电动机的机械特性、启动、制动与调速)

strong>摘要：阐述了异步电动机结构，运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点，目前，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。就三相异步电动机的机械特性出发，主要简述电动机的启动、制动、调速等技术问题。

关键词：三相异步电动机；电力拖动；机械特性；启动；制动；调速

异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便等一系列优点。因此，异步电动机被广泛应用于中的电力传动系统中。特别是随着电力电子技术的发展和交流调速技术的成熟，异步电动机的调速性能有了很大的提高。目前，异步电动机的电气传动已广泛应用于中各种工业电气自动化领域。根据三相异步电动机的机械特性，简述了电动机的起动、制动和调速等技术问题。

1三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速n和电磁转矩Tem之间的关系。机械特性通常以tem=f (s)的形式表示，因为转速n和滑差S之间存在一定的对关系.三相异步电动机电磁转矩有三种表达式，即物理表达式、参数表达式和实用表达式。该物理表达式反映了异步电动机电磁转矩的物理本质，表明电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用产生的。参数表达式反映了电磁转矩、电源参数和电机参数之间的关系。利用该表达式可以方便地分析对电磁转矩的影响和对的各种人工特性。实用表达式简单易记，在中的工程计算中经常用到。电动机的最大转矩和起动转矩是反映电动机过载能力和起动性能的两个重要指标。最大转矩和起动转矩越大，电机的过载能力越强，起动性能越好。三相异步电动机的机械特性是一条非线性曲线。一般以最大转矩(或临界转差率)为分界点，其线性段为稳定的运行区，非线性段为不稳定的运行区。固有机械特性的线性段属于硬特性，额定工作点的速度略低于同步速度。通过参数表达式分析可以得到人工机械特性曲线的形状，分析的关键是掌握最大扭矩、临界滑转和起动扭矩随参数的变化规律。

2三相异步电动机的起动小容量三相异步电动机可以直接起动，大容量笼型电动机可以降压起动。降压起动可分为定子串联电阻或电抗降压起动、Y-D降压起动和自耦变压器起动。定子串联电阻或电机降压起动时，起动电流随电压的一阶关系减小，起动转矩随电压的平方关系减小，适用于轻载起动。Y-D降压起动只适用于正常运行时三角形连接的电机，其起动电流和起动转矩降低到直接起动时的1/3。它也适用于轻载起动。自耦变压器起动时，直接起动时起动电流和起动转矩减小到1/K2(K为自耦变压器的比值)，适用于大负荷起动。转子系列电阻或频率敏感变阻器可用于起动转子， 绕线，的异步电动机，起动转矩大，起动电流小，适用于中大型异步电动机的重载起动。软启动器是集电动机软启动、软停止、轻载节能和多重保护功能于一体的新型电动机控制装置。它主要由三个反向并联晶闸管串联在电源和受控电机及其电子控制电路之间组成。串联在电源和被控电机之间的软启动器用于以不同的方式控制其内部晶闸管的导通角，使电机的输入电压以预设的函数关系从零开始逐渐上升，直至启动结束，并给电机提供全电压，这称为软启动。在这个过程中

三相异步电动机的制动三相异步电动机也有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电源两相反接和反拉)和反馈制动。这三种制动状态的机械特性曲线、能量转换关系、用途和特性与DC电机制动状态相似。

三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速方法包括变极调速、变频调速和变转差调速。其中变频调速包括转子串联电阻调速、绕线转子异步电机串级调速和降压调速。

变极调速是通过改变定子绕组的连接方式来改变电机的极数，从而实现电机转速的变化。变极调速是一种逐步调速，变极调速时有三种定子绕组连接方式：Y-YY、顺串Y-Y、D-YY。中Y-YY连接方式属于恒转矩调速方式，另外两种属于恒功率调速方式。当改变极速时，定子两相连接应同时由对调节，以保证电机调速后转向不变。

变频调速是现代交流调速技术的主要方向，它可以实现无级调速，适用于恒转矩和恒功率负载。

绕线转子电机转子串联电阻调速方法简单易行，但调速不平稳，低速时特性软，速度稳定性差。同时，转子的铜损耗大，电机效率低。串级调速克服了转子串联电阻调速的缺点，但设备复杂得多。

异步电动机的降压调速主要用于风机负载或高转差率的电动机，应采用负反馈闭环控制系统。

将固定电压和频率的工频交流电转换成可变电压或频率的交流电的装置称为“变频器”。为了产生可变的电压和频率，设备必须首先将电源的交流电转换成直流电(DC)，这被称为整流。然后将直流电(DC)转换成交流电(交流)。这个过程被称为逆变，而将DC转换成交流电的装置被称为逆变器。对变频器是一种频率可调、电压可调的变频器，被称为变频器。变频器输出的波形为模拟正弦波，主要用于三相异步电动机的调速，也称为变频调速器。