電機與電氣控制課件：三相異步電動機的變極調(diào)速

在電力拖動系統(tǒng)中

，為滿足不同工藝過程的需要

，被

拖動的生產(chǎn)機械的運行速度往往需要經(jīng)常改變

，而電

動機只有在額定轉速運行才能得到最佳運行性能。實際生產(chǎn)中該怎么辦？改變生產(chǎn)機械的運行速度通常有兩種方法：一是機械調(diào)速

，

即

：

電動機保持額定轉速

，通過改變

機械傳動機構的速比來改變生產(chǎn)機械的轉速。二是電氣調(diào)速

，

即

：通過改變電動機的電氣參數(shù)

，在

負載不變的情況下

，讓電動機以不同的轉速運行。n

=

n1

(1一

s)

=

(1一

s)n為電動機的轉速；n1為旋轉磁場的轉速，即同步轉速；

f1為電動機的定子繞組供電頻率；

p為電動機的磁極對數(shù)；s為電動機的轉差率。1)

改變定子極對數(shù)p調(diào)速，即變極調(diào)速。2)

改變電源頻率f1調(diào)速，即變頻調(diào)速。3)

改變轉差率s調(diào)速，即變轉差率調(diào)速。通過改變磁極對數(shù)p來改變同步轉速n1

，從而達到調(diào)速目的。因為只有定子和轉子極數(shù)相等時才能產(chǎn)生平均電磁轉矩，

所以在改變定子極數(shù)時，轉子極數(shù)也必須同時改變。因為籠型異步電動機的轉子沒有固定極數(shù)，其極數(shù)由定子

磁場極數(shù)所決定，能自動與定子繞組相適應，所以為了避

免在轉子方面進行改接，變極調(diào)速常常只用于籠型

異步電動機。從制造角度來看，結構復雜又不經(jīng)濟，通常很少見。①Y/YY變極調(diào)速②△/YY變極調(diào)速3.雙速籠型異步電動機變極調(diào)速的電動機稱為多速電動機，其中以雙速籠

型異步電動機最為常見。雙速籠型異步電動機定子上只裝有一套繞組，通過

改變定子繞組的連接方式來改變定子旋轉磁場磁極

對數(shù)。把定子每相繞組都看成兩個完全對稱的“半相繞組”。以U相為例

，設相電流從繞組的頭部U1流進

，尾部U2流出。當U相兩個“半相繞組”頭尾相串聯(lián)時

(順串)

，根據(jù)右手

螺旋法則

，可判斷出定子繞組產(chǎn)生4極磁場。若U相兩個“半相繞組”

尾尾相串聯(lián)

(反串)

或者頭尾相并

聯(lián)

(反并)

，定子繞組產(chǎn)生2極磁場。三相籠型異步電動機變極原理a)順串2p=4

b)反串2p=2

c)反并2p=2三相籠型異步電動機變極原理a)順串2p=4

b)反串2p=2

c)反并2p=2結論：將每一相定子繞組都看成兩個完全對稱的“半相繞組”，

如果能使任一個“半相繞組”中的電流反向

，就能讓電

動機定子繞組產(chǎn)生的磁場的極對數(shù)增加一倍

(順串)

，

或者減少一半

(反串或反并)

。三相籠型異步電動機Y/YY變極接線圖a)順串2p=4，Y接線

b)反并過程

c)反并2p=2，YY接線因為在電動機定子的圓周上，電角度是機械角度的p

倍，p改變必然引起定子繞組空間相序的改變，即：

變極的同時，電機的轉向也會改變。定子繞組接線由Y變YY時，必須同時交換任意兩相

電源的相序，以確保變極前后電動機轉向不變。定子繞組接線由△變YY時，必須同時改變?nèi)我鈨上?/p>

電源的相序，以確保變極前后電動機轉向不變。三相籠型異步電動機△/YY變極接線圖a)變極前順串2p=4，

△接線

b)、c)變極后反并2p=2，YY接線圖(a)中定子繞組的接法：首端U1、V1、W1接電源

，中間端子U2、V2、W2懸空

，

△接線。圖(b)中定子繞組的接法：中間端子U2、V2、W2接電源

，首端U1、V1、W1短接

，YY接線。由△變YY接線時

，必須同時改變?nèi)我鈨上嚯娫吹南嘈颍∪嗷\型異步電動機Y/YY變極調(diào)速時的機械特性Y/YY改接變極調(diào)速時

，YY連接時的最大轉矩和啟動

轉矩都增加為Y連接時的2倍

，過載能力和啟動能力都

增大一倍

，

臨界轉差率不變。結論：

定子繞組Y變YY調(diào)速時

，極數(shù)減少一半

，轉速

和輸出功率都增大一倍

，輸出轉矩基本不變

，屬于恒

轉矩調(diào)速。三相籠型異步電動機△/YY變極調(diào)速時的機械特性△/YY改接變極調(diào)速時，YY連接時的最大轉矩和啟動轉矩都

降低為△連接時的2/3，過載能力和啟動能力都減小，臨界

轉差率不變。由于△接線時啟動轉矩大，因而在需要高速運轉時，也要

采用低速啟動，再切換到高速運轉。結論：

定子繞組△變YY調(diào)速時

，極數(shù)減半

，轉速增加一倍，

輸出轉矩近似減小一半

，輸出功率近似保持不變

，屬于恒

功率調(diào)速。用于對調(diào)速要求不高且無需平滑調(diào)速的場合。Y/YY變極調(diào)速應用于起重電葫蘆、電梯、運輸傳送帶等；

△/YY變極調(diào)速應用于各種機床的粗加工和精加工。變極調(diào)速一般可得到兩級、三級速度，最多是四級速度。

可調(diào)的速度只有有限的幾檔，且轉速只能成倍變化，為

有極調(diào)速。設備簡單，操作方便、成本低、效率高、機械特性硬，

運行可靠，既可適用于恒轉矩調(diào)速

(Y/YY)

，也可適

用于近似恒功率調(diào)速

(△/YY)

?！暗退佟睓n：KM1主觸頭閉合

，KM2、

KM3主觸頭斷開

，

△接線。“高速”檔：KM1主觸頭斷開

，KM2、

KM3主觸頭閉合

，YY接線。1、2、3、4、5、6分別對應定子繞組首端

U1、V1、W1和中間端子U2、V2、W2。為保證變極調(diào)速之后電動機的轉向不變，

組任意兩相的電源相序。1.時間原則控制的雙速電動機變極調(diào)速手動開關SA有低速、高速、

停止3個位置。△/YY

接線法4/2極調(diào)速變極的同時必須改變定子繞在進行變極調(diào)速安裝接線時

，要正確識別電動機定子的各

接線端子

，并注意交換電源任意兩相的相序。主電路：當KM1主觸頭閉合、KM2和KM3主觸

頭斷開時，定子繞組首尾順次連

接，首端U1、V1、W1通過KM1主觸

頭接電源，即接成△。當KM1主觸頭斷開、KM2和KM3主觸

頭閉合時，定子繞組的中間端子

U2、V2、W2通過KM2主觸頭接電源；

首端U1、V1、W1由KM3主觸頭接在

一起，即接成YY?？刂齐娐罚喊聪碌退賳影粹oSB2，定子繞組接成△

，電動機低速啟動低速運轉。需要高速運轉時，也要先按下低速啟動按鈕SB2，低速啟動，然后再

按下高速啟動按鈕SB3，定子繞組換接成YY