三相笼形异步电动机调速控制线路

10.4　三相笼形异步电动机调速控制线路

在很多领域中，要求三相笼形异步电动机的速度为可调节的，其目的是实现自动控制以及节能，从而提高产品质量和生产效率，如钢铁行业的轧钢机、鼓风机，机床行业中的车床、机械加工中心等，都要求三相笼形异步电动机速度可调。一般电动机调速可分为两大类：即定速电动机与变速联轴器配合的调速方式和自身可调速的电动机。前者一般都采用机械式或油压式变速器，电气式只有电磁转差离合器一种。它们的缺点是调速范围小和效率低。对于电动机直接调速，其调速方法很多，如改变定子绕组极对数的变极调速和变频调速方式。变极调速控制最简单，价格便宜但不能实现无级调速。变频调速控制最复杂，但性能最好，随着其成本日益降低，目前已广泛应用于工业自动控制领域中。下面分析笼形电动机变极调速控制电路的结构及动作原理。

1．笼形异步电动机变极调速原理

变极调速这一线路的设计思想是通过接触器触点改变电机绕组的接线方式来实现调速目的。变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电动机定子装有一套绕组，而三速、四速则为两套绕组。电动机变极采用电流反向法。下面以电动机单相绕组为例来说明变极原理。

如图10-16（a）表示极数等于4（p＝2）时的一相绕组的展开图，绕组由相同的两部分串联而成，两部分各称为半相绕组，一个半相绕组的末端X1与另一个半相绕组的首端A2相连接。图10-16（b）为绕组的并联连接方式展开图，其磁极数目减少一半，由4极变成2（p=1）极。从图10-16（a）、（b）可以看出，串联时两个半相绕组的电流方向相同，都是从首端进、末端出；改成并联后，两个半相绕组的电流方向相反，当一个半相绕组的电流从首端进、末端出时，另一个半相绕组的电流便从末端进、首端出。因此改变磁极数目是通过将半相绕组的电流反向来实现的。

图10-16（c）和（d）为双速电动机三相绕组连接图，图（c）为三角形（四极，低速）与双星形（二极，高速）接法；图（d）所示为星形（四极，低速）与双星形（二极，高速）接法。

图10-16　双速电动机改变极对数的原理

2．双速电动机调速控制线路

双速电动机调速控制线路如图10-17所示，其线路工作过程为：双投开关Q合向“低速”位置时，接触器KM1线圈得电，电动机接成三角形，低速运转。双投开关Q置于“空档”，电动机停转。双投开关Q合向“高速”位置时，时间继电器KT得电，其瞬动常开触点闭合，使KM2线圈得电，绕组接成三角形，电动机低速启动。经一定延时，KT的常开触点延时闭合，常闭触点延时断开，使KM1失电，KM2和KM3线圈相继得电，定子绕组接线自动从三角形切换为双星形，电动机高速运转。这种先低速启动，经一定延时后自动切换到高速的控制，目的是限制启动电流。

图10-17　双速电动机调速控制线路