问异步电机调速有哪些方法，试比较下这些方法的优缺点

由电磁调速异步电动机的工作原理知，电磁调速异步电动机的速度调节，可通过调节滑差离合器的励磁电流来实现。下面介绍两种调节滑差离合器励磁电流的电路。（1）用调压器调速。在图2－22中，是用调压变压器来改变励磁电流的整流器电源电压，以达到调速的目的。在此系统中，没有速度负反馈，电机的机械特性较软，一般可用于要求不高的调速差系统中。例如，制铜锌版使用的无粉腐蚀机，胶印制版的烘版机等。由于这种控制线路结构简单，便于维护，所以在印刷机构中仍有实用意义。在图2－22中，tc是单机调压变压器，初级电压220v，次级电压为0－250v。整流元件是2cz型硅二极管，型号的选择应根据离合励磁线圈的功率或电流来确定。从电路图可看出，只要改变调压变压器的次级电压，就能改变整流输出直流电压，即改变滑差离合器励磁电流，这样就能调节电机的转速。（2）速度负反馈电磁调速异步电动机控制电路。广泛采用具有速度负反馈的滑差离合器的控制装置，来实现宽范围无级调速，它比起其它调速电动机来说， 具有以下主要优点：①交流无级调速，机械特性硬度较高；②结构简单、工作可靠、维护方便、价格低廉；③调速范围大，用在像印刷机这样的恒转矩负载时，一般可达10：1，有特殊要求（如轮转机）时亦可达50：1；④可调节转矩。在现代化的联合轮转机中，都应用了自动化的纸张拉紧机械，它可以达到随着卷筒纸直径的变化，调节离合器的转矩经保持拉力不变。 下面以zlk－10型调速装置为例，说明电磁调速异步电动机的调速线路的组成及其工作原理。它由给定电压、速度负反馈、放大器、触发电路、可控硅(晶闸管）整流等环节组成下面对它的基本环节进行分析。①给定电压环节。给定电压环节起始于变压器tc副边5端、6端间的绕组。24v的交流电压经vd2、整流并经c2、r2、c3滤波和vz稳压，得到16v的直流电压。最后由r5和rp4“定速”档的转速。“运转”、“定速”由中间继电器ka3控制。②转速反馈环节。zlk－10自动调速系统是采用三相交流测速发电机br对转速进行采样。所得交流经vd8－vd13整流和c8、r13、rp2、rp3滤液后，得到反馈电压，经过r8传至放大器的输入端。由于不同测速发电机灵敏度之间存在差异，所以采用rp2对反馈电压进行调节。转速表pv的刻度值依靠rp3调节。电容器c7用于减轻反馈电压的脉动，有利于调速系统动态稳定性的提高。③放大器。放大器是以晶体管v2为核心组成。二极管vd4、vd5、vd6用作双向限幅保护，以避免v2的发射结承受过高的电压。给定电压与转速反馈电压通过电阻r6、r7和r8进行组合，形成输入信号，其值正比于上述两个电压之差。这个差值经v2放大后可影响v2的集电极电位，对单结晶体管触发脉冲形成电路进行控制。④触发电路。单结晶体管触发电路的电源是由v1、vd3、r4与变压器tc的6、7绕组组成。tc的6、7端输出3v交流电压，当为负半周期时，v1截止，v1集射极间电压为16v，如图2-25b所示；当7．6端输出为正半周期时，经vd3整流后加到v1的集射极上使v1饱和导通，vcel=0，放大器与触发电路不能工作，如图2-25b所示。由v3和r11组成的恒流源，再加上电容器c6，能产生锯齿波用作移相，如图2-25c所示。其原理是这样的：设v3和r11恒流源的恒定电源是i0，恒定电流向c6充电，uc6=1/c6∫t0iodt，使c6上的电压上升，当上升到单结管vu的峰值时单结管导通c6放电。放电到vu的谷值时又重新充电。而恒定电流i0的大小又受放大器v2输出电压的控制。如当v2的输入电压增大，v3的基极电压就降低，v3更加导通，v3集电极电流i0增大，这样充放电速度加快，可控硅触发提前，如图2-25d所示，导通角增大，导致励磁电压增大，如图2-25e所示；同理v2的输入电压减小时，i0减小，导致导通角减小，励磁电压减小。可见输入电压的大小可以控制可控硅的触发时刻。触发器最终在vu的第一基极通过脉冲变压器tv输给晶闸管的控制极。二极管vd7用以短路负脉冲，防止可控硅因控制极出现负脉冲而击穿。⑤可控硅整流电路。该系统采用可控硅单相半波整流电路，波形如图2－25e所示。整流电路的输出控制转差离合器的励磁线圈来产生励磁电流并最终影响电机的转速。图中r1、c1和热敏电阻rv均对可控硅有过压保护作用。vd1为续流二极管，其作用是，正半周时由于可控硅导通而使离合器工作；负半周时可控硅不导通，励磁线圈产生的反向电动势可经过vd1形成放电回路，使线圈中的电流连续，从而使离合器工作稳定。综合上述，当zlk－10自动调速系统处于“运转”状态，也就是调速状态时，通过调节电位器rp4改变电压给定环节的电压，来改变电动机的转速。例如调节rp4使给定电压uf增大，这时转速负反馈系统给出的电压u－保持不变，输入到v2的电压△u增加，由v3和11出增大，滑差离合器的励磁电流增大，最终电动机转速变快。调速过程如下：uf↑→△u↑→uc充电加快→ug触发提前→if↑→n↑当zlk－10调速系统置于“定速”状态，也就是稳速状态时，通过调速系统可以稳定由于负载rl变化而引的转速变化。例如当负载变小时，电机转速将变快，转速负反馈电路给出的电压u－将增大，经过r6、r7、r8给出的比较电压△u将减小，这样c6充电速度变慢，单机转速变慢。经过这样的所馈过程将使电机的转速基本不变。稳速过程如下：rl→n↑→u－△u↓→uc充电变慢→ug触发滞后→if↓→n↓

三相异步电动机的七种调速方式 三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。 一、变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下： 具有较硬的机械特性，稳定性良好； 无转差损耗，效率高； 接线简单、控制方便、价格低； 有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 二、变频调速方法 变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点： 效率高，调速过程中没有附加损耗； 应用范围广，可用于笼型异步电动机； 调速范围大，特性硬，精度高； 技术复杂，造价高，维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。 三、串级调速方法 串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为： 可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高； 装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上； 调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产； 晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。 本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。 四、绕线式电动机转子串电阻调速方法 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。五、定子调压调速方法 当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。 调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点： 调压调速线路简单，易实现自动控制； 调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。 调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。 六、电磁调速电动机调速方法 电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。 电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称为主动部分，由电动机带动；磁极用联轴节与负载轴对接称为从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点： 装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便； 调速平滑、无级调速； 对电网无谐影响； 速度失大、效率低。 本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。 七、液力耦合器调速方法 液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为： 功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要； 结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低； 尺寸小，能容大； 控制调节方便，容易实现自动控制。 本方法适用于风机、水泵的调速以上资料参考互联网。