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【摘要】由异步电动机的转速公式可见，三相异步电动机的调速方法，可有改变极对数p（变极调速）、改变频率f1（变频调速）和改变s（改变转差率调速）三种。本文以哈尔滨九洲电气股份有限公司的YRNT系列电动机的调速控制系统阐述内反馈串级调速电机系统的特点和使用。
【关键词】异步电动机 内反馈串级调速 原理 维护 故障
【中图分类号】TM344 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0308-01
1、电动机调速方法的特点
（1）变极调速方法
改变定子绕组接法将每相定子绕组分成两个“半相绕组”，改变它们之间的接法，使且中一个“半相绕组”中的电流反向。极对数就成倍改变，三相绕组同时改接。但要注意，极数成倍变化时，必须同时改变出线端的相序（如将V、w对调）。例如极对数由p变为2p时，V相绕组与u相的相位差变为2400，w相与u相差，相当于1200，如果不改变电源相序，电动机将反转。另外，由于绕线式转子绕组不易改变极对数而笼型转子绕阻的极对数总与定子绕组的极对数相同，所以变频调速只能用于笼型异步电动机。
（2）变频调速
改变f1，即改变n0，从而调节n。变频电源采用电力电子器件变频装置。变频调速的调速性能最好，只是目前装置价格较高，随着电子技术的不断发展，变频调速的应用将越来越广。
（3）转子回路电阻调速方法
转子回路串接对称电阻，由于转子电流较大，所以电阻级数少，调节所串电阻，即可调节转速。优缺点：设备简单，初投资低，操着方便，有级调速，调速范围受允许静差率限制，只能达到2-3。损耗大，效率低。一般用于功率不大的恒转矩负载，如起重机械，也可用于通风机负载。
（4）滑差电机
（电磁调速异步电动机）滑差电机由三部分组成：普通笼型异步电动机、滑差离合器和励磁调节装置。电磁滑差离合器又称为转差离合器，一般由主动与从动两个基本部分组成。
（5）串级调速
转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。转子电路的损耗为SPem称为转差功率。为使调速时这转差功率大部分能回收利用，采用串级调速方法。所谓串级调速，就是在绕线型异步电动机转子电路中串入一个与E2频率相同而相位相同或相反的附加电动势Ef，通过改变Ef的大小来实现调速，由于电力电子技术的发展，近代大都采用晶闸管串级调速系统。串级调速的效率高，平滑性好，设备比变频调速简单，特别时调速范围较小时更为经济，缺点是功率因数较低。
2、产品调速原理
哈尔滨九洲电气股份有限公司的6RV、YRNT系列内反馈串级调速电机是在对应电机加工单位企业标准系列电机6kV、YR系列绕线式三相感应电机的基础上，在定子上增设一套三相对称绕组，称为调节绕组（而将原来的定子绕组称为主绕组），并进行了优化设计，电机的技术经济指标达到优化。其相同规格结构相似。该调速电机亦可作为普通绕线式感应电机使用，且各项指标不低于对应的国家标准。
内反馈串级调速电机的调速原理属绕线型感应电动机转子串附加电势进行调速的理论范畴，该附加电势就是由调节绕组从主绕组感应过来的电势所提供的，通过变流系统将该电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小即可实现调速，同时调节绕组吸收转子的转差功率，并通过与转子旋转磁场相互作用产生正向的拖动转矩，这就使电机从电网吸收的有功功率减少，主绕组的有功电流随转速正比变化，达到调速节能的目的。内反馈串级调速系统含有滤波补偿装置，用以补偿调节绕组的滞后电流和滤除谐波，减少损耗并提高功率因数。补偿回路是用于提供无功补偿，抑制调速运行中产生的高次谐波，从而提高调速系统功率因数。主要由断路器、空心电抗器和自愈干式电力电容器组成，分别安装在补偿柜1及补偿柜2内，分为定补偿、增补偿和全补偿。内反馈串级调速系统具有优良的无级调速特性，与传统的串级调速系统相比，具有更高的节能效果，而且取消了逆变变压器，体积更小，成本更低，并通过内补偿大大提高了电机功率因数，有效地抑制了谐波对电网的污染，使该调速系统更为先进，结构紧凑合理，适合大中型风机、水泵调速节能运行。
3、使用维护与故障
（1）设备在开机前必须保证电源进线相序准确，否则不能进行调速运行。
（2）按动停车按钮s2若电机不能停机，须按急停按钮s5停车，出现这种情况很可能是PLC故障。
（3）尽可能避免连续起动，若设备调试等情况下需要连续起动时，须密切注视调速电机和频敏变阻器的温度，若温度较高时，须等温度下降后再起动。
（4）打入“调速运行”状态，若可控硅冷却风机不转，应立即转入“全速运行”状态或停车，然后立即检查冷却风机故障，排除故障后可调速运行。
（5）集电环烧坏及电刷跳火：是由于电刷磨得不好，电刷在刷盒内轧住，集电环及电刷有污垢，集电环不圆使电刷跳动，电刷压力过低，电刷牌号不对，在刷握和导电线路内接触不良，电刷数量不足或者截面太小等引起。
（6）集电环间有跨越电弧：是由于集电环及刷握机件上染上铜石墨粉末，受潮湿或者酸性或者碱性气体侵蚀，转子和频敏变阻器间的断路或频敏变阻器本身断路所引起。应及时清除铜石墨粉末。
（7）调速电机绝缘损坏：可能是由于工作电压过高，酸性、碱性、氯气等腐蚀性气体的损坏，太脏，过热，机械碰伤，在温度低于0℃下保藏和水分侵入等所引起。
（8）调速电机绝缘电阻低的原因：由于不清洁，湿度太大，温度变化过甚以至表面凝集水滴，绝缘磨损及老化等所引起。
（9）调速电机过热的原因：由于线路电压高于或低于额定值，过负荷，冷却空气量不足，冷却空气温度过高，匝间短路及电机不清洁等引起。
（10）调速电机起动时的故障：由于接线错误，线路断路，工作电压不对，负载力矩过高或静力矩过大，或控制装置有故障等引起。
（11）调速电机滑动轴承过热：可能是由于油量不足，油不清洁，油的品质降低，水滴侵入，油环卡住，转轴或轴衬表面的故障，转轴轴颈与轴衬间的间隙缩小，轴承歪斜，轴颈压力过度及产生轴电流等所引起。调速电机滚珠及滚柱轴承过热：可能是由于润滑脂不足或过多，转轴弯斜，转轴摩擦过大，润滑脂内有杂质及外来物品以及钢珠损坏等所引起。
（12）调速电机漏油及电机内积油：是由于轴承内油量过多，轴承所用油质不良或黏度不对等所引起。也可能是由于轴承油槽内压力和轴承盖下压力不均匀所至。
（13）调速电机振动：机组的轴线没有对准，电机在底板上的位置不正，转轴弯曲或轴颈振动，联轴器配合不良，轴颈与轴衬间的问隙过大，转子铁心振动，底板不均匀下沉，底板刚度不够，底板的振动周期与机组的振动周期接近等引起。
（14）转子偏心：可能是由于轴衬松掉，轴承位移，转子及定子铁心变形，转轴弯曲及转子平衡不良等引起。
（15）频敏变阻器烧毁：①由于控制电源质量太差，使交流接触器误动作，如因使用电焊机使某相电压跌落。②PLC受到强干扰而误动作。③PLC本身质量问题而误动作。16、当调速电机在DCS位置操作控制在某一转速下运行时，改变其转速给定值，调速电机转速不发出生变化，即转速给定失灵，说明转速给定回路可能存在断线情况造成的。
由于内反馈调速控制装置仅控制电机的部分容量，所以调速损耗更小、调速效率更高，节电效果更好。应用于风机水泵调速节能运行，平均节电率达40%，当低速运行时，其最大节电率高达70%，而其价格没有变频调速装置那么昂贵。其缺点为占地面积较大，维护较复杂。
【关键词】异步电动机 内反馈串级调速 原理 维护 故障
【中图分类号】TM344 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0308-01
1、电动机调速方法的特点
（1）变极调速方法
改变定子绕组接法将每相定子绕组分成两个“半相绕组”，改变它们之间的接法，使且中一个“半相绕组”中的电流反向。极对数就成倍改变，三相绕组同时改接。但要注意，极数成倍变化时，必须同时改变出线端的相序（如将V、w对调）。例如极对数由p变为2p时，V相绕组与u相的相位差变为2400，w相与u相差，相当于1200，如果不改变电源相序，电动机将反转。另外，由于绕线式转子绕组不易改变极对数而笼型转子绕阻的极对数总与定子绕组的极对数相同，所以变频调速只能用于笼型异步电动机。
（2）变频调速
改变f1，即改变n0，从而调节n。变频电源采用电力电子器件变频装置。变频调速的调速性能最好，只是目前装置价格较高，随着电子技术的不断发展，变频调速的应用将越来越广。
（3）转子回路电阻调速方法
转子回路串接对称电阻，由于转子电流较大，所以电阻级数少，调节所串电阻，即可调节转速。优缺点：设备简单，初投资低，操着方便，有级调速，调速范围受允许静差率限制，只能达到2-3。损耗大，效率低。一般用于功率不大的恒转矩负载，如起重机械，也可用于通风机负载。
（4）滑差电机
（电磁调速异步电动机）滑差电机由三部分组成：普通笼型异步电动机、滑差离合器和励磁调节装置。电磁滑差离合器又称为转差离合器，一般由主动与从动两个基本部分组成。
（5）串级调速
转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。转子电路的损耗为SPem称为转差功率。为使调速时这转差功率大部分能回收利用，采用串级调速方法。所谓串级调速，就是在绕线型异步电动机转子电路中串入一个与E2频率相同而相位相同或相反的附加电动势Ef，通过改变Ef的大小来实现调速，由于电力电子技术的发展，近代大都采用晶闸管串级调速系统。串级调速的效率高，平滑性好，设备比变频调速简单，特别时调速范围较小时更为经济，缺点是功率因数较低。
2、产品调速原理
哈尔滨九洲电气股份有限公司的6RV、YRNT系列内反馈串级调速电机是在对应电机加工单位企业标准系列电机6kV、YR系列绕线式三相感应电机的基础上，在定子上增设一套三相对称绕组，称为调节绕组（而将原来的定子绕组称为主绕组），并进行了优化设计，电机的技术经济指标达到优化。其相同规格结构相似。该调速电机亦可作为普通绕线式感应电机使用，且各项指标不低于对应的国家标准。
内反馈串级调速电机的调速原理属绕线型感应电动机转子串附加电势进行调速的理论范畴，该附加电势就是由调节绕组从主绕组感应过来的电势所提供的，通过变流系统将该电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小即可实现调速，同时调节绕组吸收转子的转差功率，并通过与转子旋转磁场相互作用产生正向的拖动转矩，这就使电机从电网吸收的有功功率减少，主绕组的有功电流随转速正比变化，达到调速节能的目的。内反馈串级调速系统含有滤波补偿装置，用以补偿调节绕组的滞后电流和滤除谐波，减少损耗并提高功率因数。补偿回路是用于提供无功补偿，抑制调速运行中产生的高次谐波，从而提高调速系统功率因数。主要由断路器、空心电抗器和自愈干式电力电容器组成，分别安装在补偿柜1及补偿柜2内，分为定补偿、增补偿和全补偿。内反馈串级调速系统具有优良的无级调速特性，与传统的串级调速系统相比，具有更高的节能效果，而且取消了逆变变压器，体积更小，成本更低，并通过内补偿大大提高了电机功率因数，有效地抑制了谐波对电网的污染，使该调速系统更为先进，结构紧凑合理，适合大中型风机、水泵调速节能运行。
3、使用维护与故障
（1）设备在开机前必须保证电源进线相序准确，否则不能进行调速运行。
（2）按动停车按钮s2若电机不能停机，须按急停按钮s5停车，出现这种情况很可能是PLC故障。
（3）尽可能避免连续起动，若设备调试等情况下需要连续起动时，须密切注视调速电机和频敏变阻器的温度，若温度较高时，须等温度下降后再起动。
（4）打入“调速运行”状态，若可控硅冷却风机不转，应立即转入“全速运行”状态或停车，然后立即检查冷却风机故障，排除故障后可调速运行。
（5）集电环烧坏及电刷跳火：是由于电刷磨得不好，电刷在刷盒内轧住，集电环及电刷有污垢，集电环不圆使电刷跳动，电刷压力过低，电刷牌号不对，在刷握和导电线路内接触不良，电刷数量不足或者截面太小等引起。
（6）集电环间有跨越电弧：是由于集电环及刷握机件上染上铜石墨粉末，受潮湿或者酸性或者碱性气体侵蚀，转子和频敏变阻器间的断路或频敏变阻器本身断路所引起。应及时清除铜石墨粉末。
（7）调速电机绝缘损坏：可能是由于工作电压过高，酸性、碱性、氯气等腐蚀性气体的损坏，太脏，过热，机械碰伤，在温度低于0℃下保藏和水分侵入等所引起。
（8）调速电机绝缘电阻低的原因：由于不清洁，湿度太大，温度变化过甚以至表面凝集水滴，绝缘磨损及老化等所引起。
（9）调速电机过热的原因：由于线路电压高于或低于额定值，过负荷，冷却空气量不足，冷却空气温度过高，匝间短路及电机不清洁等引起。
（10）调速电机起动时的故障：由于接线错误，线路断路，工作电压不对，负载力矩过高或静力矩过大，或控制装置有故障等引起。
（11）调速电机滑动轴承过热：可能是由于油量不足，油不清洁，油的品质降低，水滴侵入，油环卡住，转轴或轴衬表面的故障，转轴轴颈与轴衬间的间隙缩小，轴承歪斜，轴颈压力过度及产生轴电流等所引起。调速电机滚珠及滚柱轴承过热：可能是由于润滑脂不足或过多，转轴弯斜，转轴摩擦过大，润滑脂内有杂质及外来物品以及钢珠损坏等所引起。
（12）调速电机漏油及电机内积油：是由于轴承内油量过多，轴承所用油质不良或黏度不对等所引起。也可能是由于轴承油槽内压力和轴承盖下压力不均匀所至。
（13）调速电机振动：机组的轴线没有对准，电机在底板上的位置不正，转轴弯曲或轴颈振动，联轴器配合不良，轴颈与轴衬间的问隙过大，转子铁心振动，底板不均匀下沉，底板刚度不够，底板的振动周期与机组的振动周期接近等引起。
（14）转子偏心：可能是由于轴衬松掉，轴承位移，转子及定子铁心变形，转轴弯曲及转子平衡不良等引起。
（15）频敏变阻器烧毁：①由于控制电源质量太差，使交流接触器误动作，如因使用电焊机使某相电压跌落。②PLC受到强干扰而误动作。③PLC本身质量问题而误动作。16、当调速电机在DCS位置操作控制在某一转速下运行时，改变其转速给定值，调速电机转速不发出生变化，即转速给定失灵，说明转速给定回路可能存在断线情况造成的。
由于内反馈调速控制装置仅控制电机的部分容量，所以调速损耗更小、调速效率更高，节电效果更好。应用于风机水泵调速节能运行，平均节电率达40%，当低速运行时，其最大节电率高达70%，而其价格没有变频调速装置那么昂贵。其缺点为占地面积较大，维护较复杂。