交流调速系统的分类及性能

由异步电动机转速表达式

可知，改变频率、转差率S、磁极对数p均可实现对交流电动机的速度调节。
　　实用中，交流调速方式大致有以下几种：
变极调速转子串电阻调速串级调速调压调速电磁调速异步电动机变频调速无换向器电动机调速

1．变极调速
　　通过改变异步电动机的绕组极数来改变其同步转速。该方式为有级调速，异步电动机的转速不能连续变化，只应用于一些特殊的场合，只能达到大范围粗调的目的。
　　变极调速只用于专门生产的变极多速鼠笼型异步电动机，通过改变定子绕组的联接或另设绕组的方法可得到D/YY、Y/YY双速电动机、三速、四速等电动机。

2．转子串电阻调速
　　通过改变串联于转子电路中的电阻阻值来改变电动机的转差率，进而达到调速的目的。因串联电阻的阻值可多级改变，故可实现多种速度的调速。
　　这种方式结构简单，价格便宜，操作方便；但由于转差功率损耗在电阻上，效率随着转差率增加而下降，同时其机械特性比较软，只适合于调速性能要求不高的场合。
　　这种调速方式只适用于绕线式转子异步电动机。
3．串级调速
　　通过在异步电动机的转子侧接一个二极管或晶闸管整流桥，将转差频率交流电变为直流电，再用直流电机旋转变流机组或逆变器将转差功率返回电源，或直接将转差功率变为机械能加以利用。串级调速在风机、泵类等传动系统上广泛采用。
　　这种调速方法常用的结构方案有：电气串级方式、电动机串级方式、低同步串级调速方式、超同步串级调速。
　　该方法适用于绕线式异步电机。
4．调压调速
　　这是将晶闸管反并联连接，构成交流调速电路，通过调整晶闸管的触发角，改变异步电动机的端电压进行调速（如图6-5所示）。
　　这种方式也改变转差率S，转差功率消耗在转子回路中，效率较低，仅适用于特殊笼型电动机（例如深槽电动机等高转差率电动机）和绕线转子等小容量电动机。
　　通常这种调速方法应构成转速或电压闭环，才能实际应用。
5．电磁调速异步电动机
　　这种系统是在异步电动机与负载之间通过电磁耦合来传递机械功率，调节电磁耦合器的励磁，可调整转差率S的大小，从而达到调速的目的。
　　该调速系统结构简单，价格便宜，但在调速过程中转差能量损耗在偶合器上，效率低，适用于调速性能要求不高的小容量传动控制。
6．变频调速
　　通过改变供电频率的方法来进行调速。用旋转变频机组作为可变频率电源的调速方式已很少采用，目前大量使用的是采用半导体器件构成的静止变频器电源。控制方案有：
　　采用"交-直-交"变频器、采用脉宽调制型变频器、采用"交-交"变频器、矢量控制等。
7．无换向器电动机调速
　　无换向器电动机是一种用晶闸管控制的变频调速同步电动机。图6-10是无换向器电动机的基本结构图，其特点是检测同步电动机的转子位置，以此作为可调变频器的触发信号，即变频器的输出频率由与同步电动机的旋转频率同步的闭环系统决定，而磁场和电枢绕组的相位关系由位置检测器给出。因此，无换向器电动机就是将直流电动机的电刷和换向器组成的机械换向装置换成位置检测器和晶闸管。
　　无换向器电动机兼有直流电动机的性能和同步电动机易于维护的优点，因而被广泛用于风机、泵、挤压机等的调速和作为无齿轮传动而用于矿井提升、轧钢机和水泥管磨机的调速。
　　各种调速方式性能的比较见表1。