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論文導讀：這種調速方法只適用于繞線式電動機。調速，電機拖動系統(tǒng)中常見的三相異步電動機應用中幾個問題。
關鍵詞：三相異步電機轉動原理，重載起動，調速，過電流保護
三相異步電動機具有結構簡單,運行可靠,堅固耐用,價格便宜,維修方便等一系列優(yōu)點。與同容量的直流電動機相比,異步電動機還具有體積小,重量輕,轉動慣量小的特點。論文檢測，調速。因此,在工礦企業(yè)的電機拖動系統(tǒng)中異步電動機得到了更為廣泛的應用。
一、三相異步電動機基本的轉動原理
三相異步電動機是利用旋轉磁場工作的，其工作原理可通過以下演示實驗來直觀地了解。一個裝有手柄的蹄性磁鐵以軸座01為支撐自由轉動；在蹄性磁鐵兩磁極之間有一個鼠籠轉子，鼠籠轉子以軸座02為支撐自由轉動；軸座01和軸座02在同一條軸線上。蹄性磁鐵和鼠籠轉子之間沒有摩擦力和機械連動關系，兩者均可獨立自由轉動或保持靜止。當搖動手柄使蹄性磁鐵順時針方向旋轉時，磁場的磁力線就切割鼠籠轉子上的銅條，相當于轉子銅條逆時針方向切割磁感線，閉合的銅條中就會產生感生電流，其方向可用右手定則判斷。由于感生電流處在蹄性磁鐵的磁場中，因此銅條要受到磁場力的作用而使轉子轉動，磁場力的方向可根據左手定則判斷，從判定的結果可知轉子轉動方向與蹄性磁鐵旋轉方向一致。論文檢測，調速。
二、三相異步電動機的重載起動
1、小功率三相異步電動機的重載起動
這種情況的主要問題是起動轉矩不足,而小功率三相異步電動機一般為鼠籠型,解決的辦法是用特殊電機獲得高起動轉矩,主要有高轉差率電機、深槽式電機和雙籠型電機.從起動電流公式和起動轉矩公式可以看出,增大轉子電阻既可限制起動電流又可提高起動轉矩。
高轉差率異步電動機的轉子導條不是普通的鋁條,而是采用電阻率較高的鋁合金.這種電機過載能力強,但功率因數(shù)低,正常運行時損耗較大,效率較低.所以只適用于頻繁起動的場合,主要是起重運輸機械.深槽式異步電動機是利用起動過程中轉子導條內的集膚效應使起動時的轉子電阻增大,改善起動性能又不降低正常運行效率,但功率因數(shù)和過載能力有所降低,適用于需要重載起動而對過載能力要求不高的場合.雙籠型異步電動機利用集膚效應改善了起動性能,又保證了基本的運行性能,但電機價格較高,一般用于要求起動轉矩較高的場合.
2、大功率三相異步電動機的重載起動
此種情況下既要有較高的起動轉矩又要限制起動電流,若高起動轉矩的籠型異步電動機不能滿足要求,可以采用繞線型異步電動機,在轉子電路中串聯(lián)合適的電阻,既可提高起動轉矩又能降低起動電流.因而,要求起動轉矩大或起動頻繁的生產機械常采用繞線型異步電動機拖動.大功率電動機一般為繞線型。論文檢測，調速。
三相繞線型異步電動機常用的起動方法有轉子串固體電阻、頻敏電阻或液體電阻.大功率繞線型異步電動機轉子串固體電阻起動,不能無級調節(jié),起動不夠平滑。論文檢測，調速。為了減小沖擊,應在轉子回路中串入多級對稱電阻,并隨著轉速的升高逐漸切除起動電阻,因此設備投資大,操作、維修不便.串頻敏電阻器起動,結構簡單、維護方便,可以無級調節(jié),但起動電流較大、功率因數(shù)低,使起動轉矩受到限制,且不同容量的電動機要配不同規(guī)格的頻敏變阻器.轉子回路串液體電阻,能連續(xù)無級調節(jié)使電機平滑起動,具有起動轉矩大、起動電流小、起動時間短、功率因數(shù)高、噪聲小、溫升低、結構簡單的特點,并且可以通過調節(jié)液體濃度來改變阻值,使一臺起動器適應不同功率的電動機,因此是大功率電動機重載起動的首選方案.
三、三相異步電動機的主要調速方法
三相異步電動機的調速方法包括：變極對數(shù)、定子調壓、定子變頻、串級調速、雙饋調速、液力耦合、電磁轉差離合器等，從調速時的能耗觀點來看，有高效調速方法與低效調速方法兩種：高效調速指時轉差率不變，因此無轉差損耗，如多速電動機、變頻調速以及能將轉差損耗回收的調速方法（如串級調速等）。有轉差損耗的調速方法屬低效調速，如轉子串電阻調速方法，能量就損耗在轉子回路中；電磁離合器的調速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力耦合器調速，能量損耗在液力耦合器的油中。一般來說轉差損耗隨調速范圍擴大而增加，如果調速范圍不大，能量損耗是很小的。下面就對改變轉差率進行調速的幾種方法進行闡述：
1、改變定子電壓調速
異步電動機的轉矩與定子電壓的平方成正比，改變定子電壓就可以改變電動機的機械特性和轉矩，這種方法不適用于普通籠式電機，因為它的轉子電阻很小，轉速低時電流會急劇上升。論文檢測，調速。可用于繞線式異步電動機，其轉子回路可串電阻或頻繁變阻器，大部分轉差能量損耗被引到外接電阻或頻繁變阻器上，減輕電動機的發(fā)熱。
2、改變轉子電阻調速
這種調速方法只適用于繞線式電動機，在異步電動機的轉子電路內串入調速電阻，當負載一定時，轉子回路中串接的電阻越大電動機的轉速越低，越小轉速越高。此方法設備簡單，控制方便，初期投資少，但轉差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上，屬有級調速，機械特性較軟。
3、串級調速
目前，較先進的串級調速應用了可控硅逆變器控制的串級調速線路，其優(yōu)點是能夠獲得較硬的機械特性，整流元件壓降小，設備占地面積小，無旋轉部分，噪聲小，維護較簡單，是繞線式電動機很有發(fā)展前途的調速方法之一，其缺點是，轉子回路裝有濾波用的電抗器，故功率因數(shù)較低。
四、使用過程中有必要加強三相異步電動機的過電流保護
為達到安全可靠的全面保護，只靠設計一種保護方法是不行的，必須全面分析各種故障引起的電流異常情況，采用智能保護器或多功能保護器來保護三相步電動機的安全運行，保護器的設計應具有下面的功能：
1、設置電流速斷保護
用于電動機內部定子繞組以及進線所發(fā)生的相間短路故障或相間接地短路故障，短路電流很大時，迅速切斷電源。論文檢測，調速。
常見的電流速斷保護是熔斷器和低壓斷路器。熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護的電路中，當電路正常工作時，熔斷器不起作用，相當于一根導線，其上面的壓降很小，可忽略不計。當電路短路時，很大的短路電流流過熔體，使熔體立即熔斷，切斷電動機電源，電動機停轉，起到保護作用。同樣，若電路中接入低壓斷路器，當再現(xiàn)短路時，低壓斷路器會立即動作，切斷電源，使電動機停轉。
2、設置定時限過流保護
作為電動機運行過程中短路保護的后備保護，以提高保護整定的靈活性。
3、設置反時的過負荷保護
防止電動機長時間過負荷運行而引起的電流過大，防止由于電流熱效應的累積作用，使定子部分過熱而引起的損壞。
4、設置負序電流保護
防止電動機的各類非接地性不對稱故障。
5、設置起動時間過長保護防止由于各種原因使得電動機不能成功起動時，大起動電流對繞組的損壞以及起動轉矩對軸承的損壞。
結語：為了保證三相異步電動機的安全、經濟和穩(wěn)定運行，就必須要掌握有關異步電動機的安全運行的基本原理，對三相異步電機應用中可能出現(xiàn)的問題進行深入的探討與分析，做到盡可能合理地使用電動機，避免事故隱患的產生，確保電動機高效運行。
參考文獻：
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