​电动机调速的7种方法

电动机调速是指通过改变电动机的级数、电压、电流或频率等方法改变电动机的转速，从而使电动机达到较高的使用性能。电动机调速具体有以下7种方法。

1.变极对数调速方法

这种调速方法是通过改变定子绕组接线方式，从而改变笼型电动机定子极对数的方法达到调速目的，其特点如下。

① 机械特性较硬，稳定性较好。

② 无转差损耗，效率高。

③ 接线方法简单，控制方便和价格低廉。

④ 可以实现有级调速，但级差较大，所以不能获得平滑调速。

⑤ 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。

变极对数调速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、泵等。

2.变频调速方法

变频调速是指改变电动机工作电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统的主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成“交－直－交”变频器和“交－交”变频器两大类，目前国内大都使用“交－直－交”变频器，其特点如下。

① 在调速过程中没有附加功率损耗，效率较高。

② 应用范围广，可用于笼型异步电动机。

③ 调速范围大、机械特性硬、速度精度高。

④ 技术设计复杂，造价高，维护检修比较困难。

变频调速方法适用于精度要求较高、调速性能较好的场合。

3.串级调速方法

串级调速是指在绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电动势来改变电动机的转差，从而达到调速的目的。串入的附加电动势吸收了电动机的大部分转差功率，接着利用产生附加电动势的装置，将吸收的转差功率进行能量转换加以利用或返回电网。根据转差功率吸收利用方式的不同，串级调速可分为晶闸管串级调速、机械串级调速和电动机串级调速3种，工程中多采用晶闸管串级调速。其特点如下。

① 可将调速过程中的转差损耗回馈到生产机械或电网上，效率较高。

② 调速范围与装置容量成正比变化，投资少，适用于调速范围为70%～90%额定转速的生产机械。

③ 调速装置发生故障时，系统可以切换至全速运行状态，不影响生产。

④ 晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

串级调速方法适用于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机和挤压机。

4.串电阻调速方法

串电阻调速方法仅适用于绕线转子异步电动机，在电动机转子中串入附加电阻，使其转差率变大，从而以较低的转速运行，串入的电阻越大，电动机的转速就越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上，属于有级调速，机械特性较软。

5.定子调压调速方法

根据电动机的机械特性得知，当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得电动机在各种稳定工况下的不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此在电压下降的过程中，电动机的最大转矩下降很多，其调速范围较小，难以应用于一般的笼型电动机。为了扩大调速范围，定子调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线转子电动机上串联频敏电阻；另外，为了保证较大的稳定运行范围，调速范围在2∶1以上的场合应采用反馈控制，以达到自动调节转速的目的。

定子调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式包括自耦变压器、串联饱和电抗器和晶闸管调压等，其中晶闸管调压方式效果最佳。定子调压调速方法的特点如下。

① 优点：调压调速线路简单，易实现自动控制。

② 缺点：调压过程中的转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。

定子调压调速一般适用于容量在100kW以下的生产机械。

6.电磁调速电动机调速方法

电磁调速异步电动机是由普通笼型异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置3部分组成的。异步电动机作为原动机使用，当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转，电气控制装置提供滑差离合器励磁线圈励磁电流。电磁滑差离合器包括电枢、磁极和励磁线圈3部分。电枢为铸钢制成的圆筒形结构，它与笼型异步电动机的转轴相连接，俗称主动部分；磁极做成爪形结构，装在负载轴上，俗称从动部分。主动部分和从动部分无任何机械联系。当励磁线圈通过电流时产生磁场，爪形结构便形成很多对磁极。此时若电枢被笼型异步电动机拖着旋转，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速，这是一种转差调速方式，改变转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点如下。

① 装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便。

② 调速平滑，可以实现无级调速。

③ 对电网无谐波影响。

④ 速度失真大，并且效率较低。

电磁调速电动机调速方法适用于中小功率，要求平滑启动、低速运行的生产机械。

7.液力耦合器调速方法

液力耦合器是一种液力传动装置，又称为液力联轴器，主要包括壳体、泵轮和涡轮3个部分。其中泵轮和涡轮统称为工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，泵轮叶片推动其中的液压油旋转，在离心力作用下，液压油沿着泵轮外环进入涡轮，在同一转向上对涡轮叶片施以力矩作用，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力传输能力与壳内相对充液量的多少成正比，紧接着液压油量的增加，输出力矩加大，涡轮的转速随之加大，从而达到调节转速的目的。在工程实践中，只要改变充液率，就可以改变耦合器的涡轮转速，做到无级调速。其特点如下。

① 功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数兆瓦不同功率的需要。

② 结构简单，没有电气连接，工作可靠，对环境要求不高，维修方便，造价低。

③ 尺寸小，能量容积变化范围比较大。

④ 控制调节方便，容易实现自动控制。

⑤ 靠油量和负荷的拉动调速，调速精度低，当负荷变化时，转速随之变化。

液力耦合器调速方法适用于风机、水泵的调速。

目前应用于电动机传动系统的电动机主要有异步电动机、同步电动机、永磁电动机和直流电动机，据统计，在电力拖动中，90%以上使用的都是异步电动机。变频调速电动机主要是指三相异步电动机和同步电动机。