问答题 笼型异步电动机和绕线转子异步电动机各有哪些调速方法?这些方法的依据各是什么?各有何特点?
【正确答案】笼型异步电动机的调速方法主要有调压调速、变极调速和变频调速。绕线转子异步电动机的调速方法主要有转子串接电阻调速和串级调速(或双馈调速)。
   调压调速是利用异步电动机的机械特性随定子电压变化而变化的特点,通过改变定子电压,使电动机的机械特性与负载的机械特性的交点改变,从而得到不同的转差率,达到调速目的。这种调速方法适用于风机水泵类负载,不适用于恒转矩负载。需要注意的是,当负载转矩已达到额定值时,如果再降低电压,转差率就会增大,使定、转子电流超过额定值,长期在此工况下运行,会缩短电机使用寿命,甚至损坏电机。
   变极调速是通过改变定子绕组的极对数来改变同步转速,从而达到调速目的。这种调速方法是有级调速,即转速只能一级一级地改变,不能平滑调节。通常采用笼型异步电动机,因为它的转子绕组能自动与定子极对数保持一致。
   变频调速是利用变频电源来改变定子电压的频率和大小,从而改变同步转速,达到调速目的。以电机的额定频率为基频,当从基频向下调节频率f1时,须同时调节定子电压U1,使U1/f1按照一定规律变化(例如保持U1/f1为常数),以保证主磁通不超过其额定值。当从基频向上调节频率时,只能保持U1为额定值不变,这样主磁通就会随频率的升高而减小,因此是一种弱磁调速方法。变频调速的主要优点是调速范围大,机械特性硬,起动转矩大,并可无级调速,因此是性能最好的调速方法。
   绕线转子异步电动机转子串接电阻调速,是利用电动机机械特性随转子回路电阻变化而变化的特点,通过改变转子串接电阻值来达到调速目的。当拖动恒转矩负载时,转差率s与转子回路总电阻R2成正比变化,即R2/s=常数。该方法适用于恒转矩负载。此时,电磁功率不变,输出功率随转速降低而减小,减小的这部分功率消耗在转子回路外串的电阻上,因此该方法的效率较低(特别是在低速下)。为了克服这一缺点,用电力电子变流器来替代外串电阻,或者把原来消耗在外串电阻上的电能回馈到电网,这就是串级调速:或者在转子回路中串入与转子频率相同的附加交流电动势,此时定、转子绕组都接交流电源,因而称为双馈调速。
【答案解析】