三相繞線式異步電機,它具有啟動電流小,且啟動扭矩大,并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)速度,它適合啟動時間較長和啟動較頻繁的場合,被廣泛應用于礦山、化工等各領域的球磨機、破碎機、風機、空壓機等電機傳動設備中. 根據(jù)電機轉(zhuǎn)速公式（式一）可以得出要想改變電機的轉(zhuǎn)速可以從以下幾點入手：（1）改變電機的極對數(shù)；（2）電機工作電源頻率；（3）電機的轉(zhuǎn)差率；但是不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種. N0=(1–s)60f/p （式1）（此公式適合所有的交流電機調(diào)速.） P—電機極對數(shù)；s—電機轉(zhuǎn)差率；f—電機工作電源頻率；N0—電機同步轉(zhuǎn)速； 然而對于繞線電機調(diào)速,一般都是給轉(zhuǎn)子中接串電阻達到調(diào)速的目的,接下來介紹幾種繞線電機的簡單調(diào)速方法： 一、串電阻啟動調(diào)速. 原理：對于繞線式異步電動機,當電網(wǎng)電壓及頻率不變時,在轉(zhuǎn)子回中串入電阻后,可以改善電動機的起動轉(zhuǎn)矩,在繞線電機轉(zhuǎn)子中串接啟動電阻,減小啟動電流,電阻一般接為星形接法,根據(jù)公式： I0=U0/R0（式2） 當轉(zhuǎn)子串接電阻時R0↑,在U0不變的情況下,I0↓,此分析忽略電機感抗的損耗. 主回接線圖如圖一(a) 圖一 啟動前將電阻全部接入轉(zhuǎn)子回,隨著啟動過程的結束,啟動電阻被逐級短接,KM1,KM2,KM3逐級吸合,始終有較大的起動轉(zhuǎn)矩,短接方式可以遵循時間和電流調(diào)節(jié)原則,KA1,KA2,KA3中間繼電器可以根據(jù)實際工作 情況而定. 串電阻優(yōu)點：1、系統(tǒng)穩(wěn)定,手動控制簡單. 2、對檢修要求低,對人員技術要求不高. 缺點：1、手動操作、起動性能不穩(wěn)定、起動電流大（約為3～5le）,轉(zhuǎn)子能耗高. 2、技術落后,目前已逐漸被淘汰. 3、屬有級調(diào)速,機械特性較軟. 二、串頻敏變阻器調(diào)速啟動. 由于串電阻有以上缺點,經(jīng)過不斷的總結和,出現(xiàn)了串頻敏變阻器調(diào)速啟動,其原理：利用電感器的交流隨著通過的電流頻率的增大而增大的原理設計的,繞線電機在起動過程中,轉(zhuǎn)子電流頻率（式3）,隨著轉(zhuǎn)速逐漸上升,而s下降,當很小時,f0也逐漸下降直到無窮小. F0=s*f1（式3） F0—轉(zhuǎn)子電流頻率；s—電機轉(zhuǎn)差率；f1—定子電流頻率； 頻敏變阻器是一種無觸點的電磁原件,可視為帶鐵心的三相電抗器,在電機起動過程中,它的會隨著轉(zhuǎn)子電流的頻率變化而逐漸減少,故無需用人為去控制其數(shù)值,當轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時,可用接觸器KM1,將其短接.如圖一b 優(yōu)點：1、實現(xiàn)無級平滑啟動. 2、能實現(xiàn)自動與手動控制. 3、運行穩(wěn)定,簡單,目前在低壓、小功率繞線電機中多采用此啟動器. 缺點：1、對電壓穩(wěn)定性要求高,稍低即難起動. 2、不能連續(xù)起動,連續(xù)啟動時間間隔為3分鐘左右. 3、頻敏包易,對絕緣要求高. 三、串極調(diào)速啟動 串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差,達到調(diào)速的目的. 原理：假定異步電機的外加電源電壓U0,及負載轉(zhuǎn)矩ML都不變,則電機在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變.若在轉(zhuǎn)子回中引入一個頻率與轉(zhuǎn)子電勢相同,而相位相同或相反的附加電勢E1則轉(zhuǎn)子電流I0為： I0=(E0±E1)/(R2+X0)1/2（式4） E0-轉(zhuǎn)子開相電勢；R2-轉(zhuǎn)子回電阻；X0-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時每相漏抗； 當電機在正常運行時,轉(zhuǎn)差率s很小,故R2≥X0,忽略X0,上式中,E0取電動機的一個,所以改變附加電勢E1就可以改變轉(zhuǎn)差率s ,從而實現(xiàn)調(diào)速.實際E0±E1≈（式四） 設當E1=0時電動機運行于額定轉(zhuǎn)速,即n=n0,s=s0,當附件電勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相反時,E1為負,改變E1的大小,可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以下調(diào)速,這稱為低同步串級調(diào)速（即s0）,當附件電勢與轉(zhuǎn)子相電勢相位相同時,E1為正,改變E1的大小,可在額定轉(zhuǎn)數(shù)以上調(diào)速,這稱為超同步串級調(diào)速(即s0). 根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式,串級調(diào)速,多采用晶閘管串級調(diào)速,晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)是在繞線異步電動機轉(zhuǎn)子側用大功率的晶閘管或整流二極管,將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率交流變?yōu)橹绷?再用晶閘管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回電源以改變電機轉(zhuǎn)速的一種方式.晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)主回見圖二. BT-整流變壓器 R-頻敏變阻器 圖二 此控制調(diào)速系統(tǒng)效率利用率高,它能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,低速時機械特性也比較硬,但是在運行中也必須要注意以下兩點： 1、必須有嚴格的啟動和切換順序,由于硅原件的賴壓和額定電流的影響,必須電機轉(zhuǎn)速達到的最低轉(zhuǎn)速以上時才允許切換至串級調(diào)速運行狀態(tài),啟動順序是：給控制回送電,接通逆變器主電源轉(zhuǎn)子接入頻敏變阻器,接通定子電源,啟動電機,電機加速至轉(zhuǎn)速時切換至串調(diào)運行,此后立即切斷頻敏變阻器. 2、必須有正確的停車順序,由于繞線電機空載時勵磁電流較大,為電機額定電流的25%,因此在電機分閘時不允許轉(zhuǎn)子開,否則將產(chǎn)生嚴重的過壓,甚至擊穿電機絕緣,停車時應逆變器比整流器遲脫離電網(wǎng),停車順序為,使串調(diào)裝置脫離電機轉(zhuǎn)子,同時接入頻敏變阻器,切斷電機定子電源,切斷逆變器電源,切斷控制回. 串調(diào)裝置優(yōu)點：電能有效利用率高,能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,機械特性硬,晶閘管被廣泛應用,技術難度不大,性能比較完善. 缺點：對操作人員要求比較高,一旦損壞,難度大. 四、繞線電動機轉(zhuǎn)子串水電阻和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速啟動. 目前在許多礦山設備中多采用高壓（0.6KV-10KV）和大功率(650-2000KW)繞線異步電動機,如果繼續(xù)采用以上的啟動方式,則對設備和技術要求更高,系統(tǒng)更繁瑣,面對此情況,開發(fā)出了轉(zhuǎn)子串水電阻和轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速啟動. 1、轉(zhuǎn)子串水電阻啟動. 它是通過在電機轉(zhuǎn)子回中串入液體電阻,自動無級調(diào)整該電阻使其由大變小最后為零,實現(xiàn)電機降壓無沖擊地平滑起動. 水電阻啟動的原理是：水電阻是利用一個水槽,將一定配比的堿性液體置于水槽中,水槽兩邊設銅質(zhì)極板,一端為定極板,一端為動極板,通過外設動力驅(qū)動極板,改變兩極板間的距離達到改變電阻的目的（電阻的阻值大小與動定極板的距離大小近似正比關系）,該電阻的改變是人為通過驅(qū)動機構設定的,電阻的切換時間利用驅(qū)動執(zhí)行機構及其執(zhí)行時間來設定.通過程序控制平穩(wěn)移動動極板,最終達到電機平穩(wěn)無級啟動的目的. 具體工作過程是：在主電機起動前,液體電阻自動投入；主電機起動時,動極板在一小功率伺服電機的帶動下緩慢移動,改變兩極板之間的距離,使串入轉(zhuǎn)子回的液體電阻阻值變化滿足上述條件,電機轉(zhuǎn)速升高.當兩極板之間距離最小時,電機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速,將液體電阻短接,完成起動過程,轉(zhuǎn)入額定運行狀態(tài). 主要性能特點： （1）、軟起動,起動電流小Iq≤1.3I（A）；降低了電機起動升溫,有效地延長電機使用壽命； （2）、起動過程平滑,對機械設備無沖擊；可連續(xù)起動5~10次,起動性能優(yōu)于頻敏起動器； （3）、對電網(wǎng)要求不高,不會產(chǎn)生諧波而影響電網(wǎng)；結構可靠、簡單,安裝、方便；通用性好,可適用任何負載狀況下繞線式電機軟起動,特別適用于重載起動； 此系統(tǒng)雖然性能好,但工程造價高,普及率不高,有待推廣. 2、轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速啟動. 高壓繞線電機轉(zhuǎn)子變頻技術,采用低壓變頻器,通過高壓繞線電機轉(zhuǎn)子供電,將電機定子短封,實現(xiàn)高壓繞線電機的變頻調(diào)速,使交流電機實現(xiàn)無級調(diào)速,達到理想的運行狀態(tài).此設計新穎,利用成熟的低壓變頻技術.主回接線圖如圖三： 圖三 由于高壓繞線電機轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速控制系統(tǒng)采用上述結構,以利用目前比較成熟的低壓通用型矢量控制變頻器技術,對高壓繞線電機的定子短封后,可以實現(xiàn)高壓交流繞線電機的變頻調(diào)速,因為高壓繞線電機的轉(zhuǎn)子電壓較低,轉(zhuǎn)子變頻器的電壓等級只要與電機轉(zhuǎn)子電壓匹配即可,這就使用低壓變頻器解決高壓電機的變頻調(diào)速問題,與高壓定子變頻調(diào)速控制相比,設備簡單、通用性強、可靠性高. 優(yōu)點：低壓變頻技術成熟,應用廣泛,配套方便；高效節(jié)能,啟動電流小,調(diào)速范圍大,靜態(tài)性能好,啟動電流小I0≤1.3Ie（A）. 缺點：變頻器技術復雜,現(xiàn)場人員很難,設備成本高. 五、結束語. 綜上所述,在實際應用中,根據(jù)本人經(jīng)驗,在低壓（660V以下）繞線電機調(diào)速啟動控制系統(tǒng)中采用,轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動,此調(diào)速啟動控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定,性價比高；在高壓（660V以上）繞線電機調(diào)速啟動系統(tǒng),采用轉(zhuǎn)子串水電阻啟動.實際應用情況可根據(jù)安全可靠、經(jīng)濟的原則選擇最優(yōu)方案.