交流变频调速基本原理
一． 异步电动机概述 1． 异步电动机旋转原理
Nn0IFn 异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作
用产生的。
⑴ 磁场以n 0转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子 电流
⑵ 通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力
⑶ 电磁力使转子绕组以转速n旋转，方向与磁场旋转方向相同 2． 旋转磁场的产生
旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。这三个交变磁场应满足：
⑴ 在空间位置上互差2π/3 rad电度角。这一点，由定子三相绕
组的布置来保证
⑵ 在时间上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）。这一点，由通
入的三相交变电流来保证 3． 电动机转速
产生转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力 线。因此，转子的转速n必须低于定子磁场的转速n0，两者之
差称为转差： Δn＝n 0－n
转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率： s＝Δn / n 0
同步转速n 0由下式决定： n 0＝60 f / p
式中，f为输入电流的频率，p为旋转磁场的极对数。 由此可得转子的转速 n＝60 f（1－s）/ p
二． 异步电动机调速
由转速n＝60 f（1－s）/ p可知异步电动机调速有以下几方 法：
1． 改变磁极对数p （变极调速）
定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。所以，要改变 p，必须将定子绕组制为可以换接成两种磁极对数的特殊形式。通常一套绕组只能换接成两种磁极对数。
变极调速的主要优点是设备简单、操作方便、机械特性较硬、
效率高、既适用于恒转矩调速，又适用于恒功率调速；其缺点是 有极调速，且极数有限，因而只适用于不需平滑调速的场合。 2． 改变转差率s （变转差率调速）
以改变转差率为目的调速方法有：定子调压调速、转子变电 阻调速、电磁转差离合器调速、串极调速等。 ⑴定子调压调速
当负载转矩一定时，随着电机定子电压的降低，主磁通减少，转子感应电动势减少，转子电流减少，转子受到的电磁力减少，转差率s增大，转速减小，从而达到速度调节的目；同理，定子电压升高，转速增加。
调压调速的优点是调速平滑，采用闭环系统时，机械特性较硬，调速范围较宽，缺点是低速时，转差功率损耗较大，功率因素低，电流大，效率低。调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，比较适合于风机泵类特性的负载。
分体机上的室内风机就是利用定子电压调速的方法进行调速的，其调速电路如下图。
根据风机速度的反馈信号，控制晶闸管SCR导通的相角，从而控制风机定子的输入电压，以控制风机的风速。
前面讲在空间位置上互差2π/3 rad电度角的三相绕组通以在时间上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）三相交变电流可产生旋转磁场，同样，在空间位置上互差π/2 rad电度角的两相绕组通以在时间上互差π/2 rad相位角（或1/2周期）两相交变电
流也可产生旋转磁场。下图中，电容C的作用就是把一相电流移相，以产生两相在时间上互差π/2 rad相位角（或1/2周期）交变电流，在空间位置上互差π/2 rad电度角的两相绕组是由风机的内部结构来保证的。
LNSCRC风机速度反馈 ⑵转子变电阻调速
当定子电压一定时，电机主磁通不变，若减小定子电阻，则 转子电流增大，转子受到的电磁力增大，转差率减小，转速降低； 同理增大定子电阻，转速增加。
转子变电阻调速的优点是设备和线路简单，投资不高，但其 机械特性较软，调速范围受到一定限制，且低速时转差功率损耗较大，效率低，经济效益差。目前，转子变电阻调速只在一些调速要求不高的场合采用。 ⑶电磁转差离合器调速
异步电动机电磁转差离合器调速系统以恒定转速运转的异
步电动机为原动机，通过改变电磁转差离合器的励磁电流进行速度调节。
电磁转差离合器由电枢和磁极两部分组成，二者之间没有机械的联系，均可自由旋转。离合器的电枢与异步电动机转子轴相连并以恒速旋转，磁极与工作机械相连。
电磁转差离合器 异步电动机n0电枢磁极n负载I 励磁电流 电磁转差离合器的工作原理是：如果磁极内励磁电流为零，电枢与磁极间没有任何电磁联系，磁极与工作机械静止不动，相当于负载被“脱离”；如果磁极内通入直流励磁电流，磁极即产生磁场，电枢由于被异步电动机拖动旋转，因而电枢与磁极间有相对运动而在电枢绕组中产生电流，并产生力矩，磁极将沿着电枢的运转方向而旋转，此时负载相当于被“合上”，调节磁极内通入的直流励磁电流，就可调节转速。
电磁转差离合器调速的优点是控制简单，运行可靠，能平滑调速，采用闭环控制后可扩大调速范围，运用于通风类或恒转矩
交流变频调速电机原理
