[科普中国]-绕线转子感应电动机

简介

我国在研制各种电动机经济运行装置及采用其技术方面，已取得了显著的成效，交流调速技术在风机、水泵类负载及其他领域得到了一定的推广与应用，特别是中小功率低电压的交流调速装置已经得到较为广泛的应用，并取得了公认的节能效果，经济效益和社会效益明显。但是在3～10kV 供电的高压大功率应用场合，尽管采用多逆变器叠加实现高压变频调速，技术上实现了调速问题，但仍存在调速系统的功率因数低、谐波成分大等缺点，且调速装置价格昂贵。

风机泵类负载所需的调速范围较小，一般为60%～100%，且不需要反方向运行，故不需要可逆控制，所以对于风机水泵类的调速，采用串级调速完全可以满足生产需求。串级调速所需变流器容量小，有较明显的价格优势，然而由于采用晶闸管实现的串级调速系统所固有的功率因数低、谐波含量大等缺点，在相当程度上制约串级调速的进一步推广应用。

根据水泵及风机类负载的特点，提出了采用电流型PWM 变流器实现的绕线转子感应电动机的调速系统，既满足了风机水泵类负载的调速要求，又节约了能源，且系统具有效率高、功率因数接近为1.0、谐波含量小、成本大大降低等特点1。

调速方案利用电流型 PWM 变流器实现的绕线转子感应电动机调速的原理：感应电动机的转子电能经二极管整流桥构成的不可控整流器，将交流转子能量变换成直流，进而由电流型PWM 变流器将直流电能变换成频率为电网频率，且电流幅值可调、相位可调的交流电能，变换后的电能通过自耦变压器将转子电能回馈电网循环使用。该调速方案完成调速的同时还具有以下特点：

（1）根据需要变压器的输入输出为定变比即可，且输入输出不必进行电气隔离，所以，本方案采用了自耦变压器，大大节约了变压器的成本。

（2）电流型PWM 变流器的交流侧输出电流为含有若干次谐波的脉冲电流，为保证电力系统正常运行，使得回馈电网的电能满足国际谐波标准要求，在PWM 变流器与电网结合处采取适当滤波措施十分必要。

（3）电流型PWM 变流器的交流侧输出电流经滤波后为正弦，且相位角可控，所以采用适当的控制方案可在实现电动机调速的同时解决调速系统的谐波和功率因数问题。与晶闸管串级调速相比有明显的优越性2。

绕线转子感应电动机的起动方法①转子串频敏变阻器起动。

②转子串电阻起动。

为了在整个起动过程中尽量保持较大的起动转矩，可 以在电动机转起来以后.采用逐级切除起动电阻的分级起动。其优点除上述外，还因转子只申电阻没有电抗，起动过程中功率因数比申频敏变阻器起动时要高，且起动电阻可同时兼作调速电阻。 为了防止电动机在运转时电刷磨损和减少摩擦损耗，有的电动机装有电刷提起装置。当电动机起动完毕 时，利用这种装置，把转子绕组彼此短路，然后将电刷 从滑环上提起。

绕线转子感应电动机的主要调速方法①交流调压调速；

②转子串电阻交流调速；

③交流串级调速。

绕线转子感应电动机定子上的 一次绕组连接于电源，转子上具有与集电环连接的多相绕组的感应电动机。转子三相对称绕组可以连成Y形接线或△形接线。这种转子的特点是转子绕组可以外接电阻，以改善电动机的起动性能或用以调节转速3。