在电力拖动的发展历史中，交流与直流拖动两种方式始终并存于工业领域中。伴随着科学发展的进程，它们相互竞争，相互促进，推动电力拖动历史的发展。 在19世纪80年代以前，利用蓄电池的直流拖动系统占统治地位。80年代后，随着三相交流电的传输方式的应用而产生笼型交流电动机，并很快在工业生产及人民生活的各个领域获得广泛的应用，并占据主要地位。之后，随着科技的发展，对拖动系统提出更高的要求，特别是在精密机械、冶金、国防工业等方面，要求调速精度高、调速范围宽、动态性能好，起制动灵活等，交流拖动则难以满足以上要求。过去很长一段时期，在高性能的电力拖动系统中，一直是直流拖动占主要地位。交流电动机与直流电动机相比，也具有很多明显的优点。 （1）交流电动机不存在换向器的转动速度限制，也不存在电枢元件的电抗电势限制，其转速可以设计得比相同功率的直流电动机转速更高。 （2）直流电动机的电枢电流电压的值受换向器的限制，交流电动机则无此限制，它的单机功率可以比直流电动机更大。 （3）直流电动机换向器制作工艺复杂、成本较高，相比之，交流电动机则成本低廉。 （4）直流电动机高速运行时，由于受电抗电势的限制，一般Zui高速时（额定转速以上），输出功率仅能达到额定功率的80%，交流电动机则不受限制，它可以在高速时以额定功率运行。 （5）交流电动机无换向器之类经常需要保养维护的部分。维护方便，经久耐用。在某些恶劣的环境下，例如，易燃易爆场合，也能可靠工作。 （6）直流拖动系统的控制设备复杂、机构庞大、造价高。而某些简单的交流调速系统（特别是现在大量使用的变频器的调速系统）则具有设备简单、造价低、维护方便的优点。 （7）现在大量使用的变频器调速系统在节能方面有明显的优势（特别是在风机、泵类方面的应用中）。 由于交流拖动具有以上优点，过去在一些性能要求不高的场合，仍有人愿意采用交流电动机调速，以求得体积小、系统简单、维护方便的优点。近年来，随着电子计算机的发展及新型电力电子器件的出现，使交流变频器调速方式获得广泛应用，许多过去采用直流电动机的精密设备、大型设备，现在改用交流拖动的例子不胜枚举。目前已有逐渐取代直流拖动的趋势。 |
根据前述的知识，对于交流电动机，有： 其中， 由以上两式消去 根据上式，对异步电动机的调速有三个途径，即：①改变定子绕组极对数 1、变极调速 这种调速方式只使用于专门生产的多级多速异步电动机。通过绕组的不同组合连接方式，可以获得二、三、四极3种速度，这种调速方式速度变化是有级的，只适用于一些特殊应用的场合，只能达到大范围粗调的目的。本课程第三章的学习单元八所介绍的正是双速电动机的变速控制，其它类似多级多速电动机的调速控制线路与之类似。 2、转子串电阻调速 这种调速方式只适用于绕线式转子异步电动机，它是通过改变串联于转子电路中的电阻阻值的方式，来改变电动机的转差率，进而达到调速的目的。由于外部串联电阻的阻值可以多级改变，故可实现多种速度的调速（原理上，也可实现无级调速）。但由于串联电阻消耗功率，效率较低，这种调速方式机械特性较软，只适用于调速性能要求不高的场合。 3、串级调速 这种调速方式只适用于绕线式异步电动机，它是通过一定的电子设备将转差功率反馈到电网中加以利用的方法。在风机、泵类传动系统中应用较广。 4、调压调速 图1 调压调速示意图 如图1是将晶闸管反并联连接，构成交流调速电路，通过调整晶闸管的触发角，改变异步电动机的端电压进行调速。这种方式也改变转差率 5、电磁调速异步电动机 这种系统是在异步电动机与负载之间通过电磁耦合传递机械功率，调节电磁耦合器的励磁，可调整转差率 6、变频调速 改变供电频率，可使异步电动机获得不同的同步转速。采用变频机对异步电动机供电的调速方法已很少使用。目前大量使用的是采用半导体器件构成的静止变频器电源。目前这类调速方法已成为交流调速发展的主流。 |