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【摘 要】 本文主要从三项异步电动机概述、三相笼型转子异步电动机的传统起动方式、三相异步电动机调速策略探讨、电动机节能注意事项等方面进行了阐述。
【关键词】 三相异步电动机；调速；节能
一、前言
三项异步电动机在我国电网中应用非常广泛，技术也相对成熟，但是如何使其变频调速进行控制以及节能问题，都是需要进一步探讨与总结的重点问题。
二、三项异步电动机概述
全国年总发电量的一半以上，耗能非常之高。因此，加强和提高三相异步电动机的节能控制对我国电能的节约将会起到巨大的作用。当电流在满负荷的情况下时，三相异步电动机的功效一般比较的高，可以达到85%左右。但是，如果电流的负荷量下降的话，三相异步电动机的功效就会明显的降低。因此，总的来说，三相异步电动机的功效还是比较低的。如果我们通过对三相异步电动机节能控制，我们就会在这方面有所提高，从而提升电动机的运行效率，将会产生巨大的经济效益。进行三相异步电动机的节能控制主要是从两方面的工作着手，首先就是要提升三相异步电动机的制造技术，而这方面如今已经取得了巨大的发展，另外一方面就是要做好电动机的运行控制技术，这才是我们进行电动机节能控制技术的关键。
三相异步电动机的功效是指三相异步电动机的输出功效同输入功效的比例，因此供电机的一部分电能是用来使电动机驱动的，即输入的功效，而另外一部分电能就会发生在三相异步电动机的自身损耗上，这就是我们所说的输出功效。三相异步电动机的电能损耗主要是指电动机的铁和铜，而电动机的铜耗则是在电流通过电动机的铜线绕组时而产生的，相比之下，电动机的铁耗则是指电动机在运转的过程中，其定子和转子铁芯中产生的电流而发生的损耗，这主要是与电压有关。电动机的损耗除了这两部分损耗外，还存在其他的损耗，但是这些损耗都比较小，可以忽略。
而三相异步电动机的节能原理就是在电压的负荷下降的时候，可以通过适当降低电源的电压的方法，从而减少电动机中铁耗，当电压下降的时候，相应的电流也会随之下降，这样也就降低了电动机中的铜耗，只有这样电动机的功效才会得到提高。如何检测点电动机的负荷大小，通常我们会采用功效因数的方法进行，就是说如果电动机的负荷增大时，则它的功效因数就会增大，当电动机的负荷降低的时候，则功效因数就会减小。
三、三相笼型转子异步电动机的传统起动方式
1.直接起动。直接起动就是用开关或接触器把电机的定子绕组直接接到额定电压的电网上，直接起动是三相异步电动机应用最多的一种，也是起动方式中最简单、直接的一种，一般7.5kw以下电机允许直接起动，对小电机来说直接起动占有绝对优势。然而对较大功率的电机而言，这种起停方式的缺点也是显而易见的。对于经常起动的较大电机，过大的起动电流将造成电机发热，影响电机寿命，同时电机绕组在电动力的作用下，会发生变形，可能造成短路而烧坏电机，过大的起动电流，会使电网电压下降。
2.降压起动。降压起动时，起动转矩与电压平方成正比例关系下降，故只适用于空载或轻载起动，其方式有以下几种：星-角起动；延边三角形起动；一次侧串电阻起动；自藕变压器起动；改变电压电流极限的电子起动方法。电子起动方法使用晶闸管桥可以逐步增加电机的三相电源电压，晶闸管桥由一对晶闸管反并联而成，并分别与交流电源的各相相连。
3.绕线型三相异步电动机的起动
（1）转子串电阻起动
绕线型三相异步电动机转子串电阻起动时，所串电阻既减小了起动电流，又增大起动转矩。起动后在减小所串电阻，可获得良好起动效果，结合起动后的调速，在冶金起重设备上应用非常广泛。
（2）频敏变阻器起动
频敏变阻器是一种无触点、能自动变阻的电磁元件，其等效电阻较大，随着电流频率而变化，即频率越高等效电阻越大。故起动过程中等效电阻随转速的升高，转子频率的减小而自动减小，起动完毕后将其短接。优点是控制简单，无级起动，可获得恒转矩等，但不适合需调速的场合。
4.新技术起停方式
随着电子技术的飞速发展，软起动装置和变频调速装置应运而生。三相异步电动机的起动技术发生了时代性的变化，尤其是变频器，输出频率范围可以从0.1Hz～500Hz，调速精度一般不小于1%，可高达0.02%。智能化设计可以与上位控制计算机接口连接，其最主要的特点是节能，但目前费用还较高。对一些不需要调速（特别是大功率电机）的场合，软启动装置的应用依然是首选。
四、三相异步电动机调速策略探讨
1.变极对数电动机调速策略。对于一些机床、车床、起重机、鼓风机、抽水机等普通机械设备，对调速没有特殊要求，更没有必要采取无级调速。对于这种设备所采用的三相异步电动机的调速，可以通过改变定子绕组的接红的方式，以改变笼型电动机定子极对数，从而达到调速目的。变极对数的调速策略具有性价比高、损耗低、稳定性高、结构简单、操作简便等优点，对于一些无特殊要求的普通机械设备，可以采用变极对数的调速策略进行电动机调速。
2.串级电动机调速策略。绕线式异步电机的双馈调速要求加在电机转子绕组的电压频率与转子绕组感应电动势同频率，这样使控制电机变得复杂了。如果把异步电机转子感应电动势变为直流电动势，同时把转子外加电压也变为直流，这样就免去了对转差频率的检测、控制，主电路和控制系统也相对简单得多，符合三相异步电动机串级调速策略的基本思路。串级调速就是在绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加電势，以改变电动机的转差，从而实现调速。串级电动机调速策略能够有效降低调速损耗，提高电动机效率。而且当调速机械出现问题时，可以进行全速切换，能有效降低因电动机停车而造成的损失。
3.能耗转送调速策略。能耗转差调速时，电机转差功率全部消耗在转子上，因此随着转差率的增加，转差功率的消耗也会增加，这将引起转子发热加剧、效率降低。这种调速方式称转差功率消耗型调速，它包括定子调压调速、绕线式电动机转子串电阻调速和电磁调速电动机调速。定子调压调速是通过调节电动机定子电压，使转子因电流的不同，产生与磁极间不同的扭力，使电动机产生不同的动力和速度。根据经验，定子调压调速最好的方式是采用晶闸管调压方式，该种调压调速方式设备要求简单、能耗较低、调速效果好。
五、电动机节能注意事项
电动机运行前，应检查电动机各部分装配情况，按电动机铭牌要求接线，测量绝缘电阻，绕组绝缘电阻应符合要求，人工转动电动机应灵活无卡阻。除此之外，电动机节能中中应注意以下几个方面：
1.注意运行参数，一般电动机要求电压波动为额定电压的±10%，三相电压之差不得大于5%；允许各相电流不平衡值不得超过10%。
2.注意电动机的保护，为确保电动机安全运行，必须正确配置所用的低压断路器、接触器、熔断器和热继电器等控制和保护电器，对于重要的电动机还应装设缺相保护。另外，电动机外壳应根据电网的运行方式可靠地接零或接地。
3.注意保养和维护，电动机应保持主体完整、零附件齐全、无损坏以及周围环境的清洁。定期检修和保养，是确保电动机安全运行的重要工作。日常维修包括清除外部灰尘和油污，监听有无异常杂音，并定期更换润滑油。换油周期一般滑动轴承为lkh，滚动轴承为5kh。在巡视检查中要注意电动机的温升、气味及振动情况。正常运行的电动机，声音应轻而均匀，无杂音和特殊的叫声，无明显振动，转速达到额定转速，三相电流基本上平衡。
六、结束语
三项异步电动机在应用中有很多优势，运行稳定、成本较低，但是也存在着问题，与实际情况相结合适当对其进行变频调速控制是必要的。
参考文献：
[1]王爱元.变频器供电的感应电机节能控制若干技术的研究.华东理工大学.2013年3月，第2期，166-168.
[2]陈奇栓.高校教职工开展体育活动状况调查与分析.新西部下半.2012年4月，第4期，243-247.
[3]高洁.异步电动机变频调速控制策略的研究.内蒙古工业大学.2013年10月，第9期，110-115.
【关键词】 三相异步电动机；调速；节能
一、前言
三项异步电动机在我国电网中应用非常广泛，技术也相对成熟，但是如何使其变频调速进行控制以及节能问题，都是需要进一步探讨与总结的重点问题。
二、三项异步电动机概述
全国年总发电量的一半以上，耗能非常之高。因此，加强和提高三相异步电动机的节能控制对我国电能的节约将会起到巨大的作用。当电流在满负荷的情况下时，三相异步电动机的功效一般比较的高，可以达到85%左右。但是，如果电流的负荷量下降的话，三相异步电动机的功效就会明显的降低。因此，总的来说，三相异步电动机的功效还是比较低的。如果我们通过对三相异步电动机节能控制，我们就会在这方面有所提高，从而提升电动机的运行效率，将会产生巨大的经济效益。进行三相异步电动机的节能控制主要是从两方面的工作着手，首先就是要提升三相异步电动机的制造技术，而这方面如今已经取得了巨大的发展，另外一方面就是要做好电动机的运行控制技术，这才是我们进行电动机节能控制技术的关键。
三相异步电动机的功效是指三相异步电动机的输出功效同输入功效的比例，因此供电机的一部分电能是用来使电动机驱动的，即输入的功效，而另外一部分电能就会发生在三相异步电动机的自身损耗上，这就是我们所说的输出功效。三相异步电动机的电能损耗主要是指电动机的铁和铜，而电动机的铜耗则是在电流通过电动机的铜线绕组时而产生的，相比之下，电动机的铁耗则是指电动机在运转的过程中，其定子和转子铁芯中产生的电流而发生的损耗，这主要是与电压有关。电动机的损耗除了这两部分损耗外，还存在其他的损耗，但是这些损耗都比较小，可以忽略。
而三相异步电动机的节能原理就是在电压的负荷下降的时候，可以通过适当降低电源的电压的方法，从而减少电动机中铁耗，当电压下降的时候，相应的电流也会随之下降，这样也就降低了电动机中的铜耗，只有这样电动机的功效才会得到提高。如何检测点电动机的负荷大小，通常我们会采用功效因数的方法进行，就是说如果电动机的负荷增大时，则它的功效因数就会增大，当电动机的负荷降低的时候，则功效因数就会减小。
三、三相笼型转子异步电动机的传统起动方式
1.直接起动。直接起动就是用开关或接触器把电机的定子绕组直接接到额定电压的电网上，直接起动是三相异步电动机应用最多的一种，也是起动方式中最简单、直接的一种，一般7.5kw以下电机允许直接起动，对小电机来说直接起动占有绝对优势。然而对较大功率的电机而言，这种起停方式的缺点也是显而易见的。对于经常起动的较大电机，过大的起动电流将造成电机发热，影响电机寿命，同时电机绕组在电动力的作用下，会发生变形，可能造成短路而烧坏电机，过大的起动电流，会使电网电压下降。
2.降压起动。降压起动时，起动转矩与电压平方成正比例关系下降，故只适用于空载或轻载起动，其方式有以下几种：星-角起动；延边三角形起动；一次侧串电阻起动；自藕变压器起动；改变电压电流极限的电子起动方法。电子起动方法使用晶闸管桥可以逐步增加电机的三相电源电压，晶闸管桥由一对晶闸管反并联而成，并分别与交流电源的各相相连。
3.绕线型三相异步电动机的起动
（1）转子串电阻起动
绕线型三相异步电动机转子串电阻起动时，所串电阻既减小了起动电流，又增大起动转矩。起动后在减小所串电阻，可获得良好起动效果，结合起动后的调速，在冶金起重设备上应用非常广泛。
（2）频敏变阻器起动
频敏变阻器是一种无触点、能自动变阻的电磁元件，其等效电阻较大，随着电流频率而变化，即频率越高等效电阻越大。故起动过程中等效电阻随转速的升高，转子频率的减小而自动减小，起动完毕后将其短接。优点是控制简单，无级起动，可获得恒转矩等，但不适合需调速的场合。
4.新技术起停方式
随着电子技术的飞速发展，软起动装置和变频调速装置应运而生。三相异步电动机的起动技术发生了时代性的变化，尤其是变频器，输出频率范围可以从0.1Hz～500Hz，调速精度一般不小于1%，可高达0.02%。智能化设计可以与上位控制计算机接口连接，其最主要的特点是节能，但目前费用还较高。对一些不需要调速（特别是大功率电机）的场合，软启动装置的应用依然是首选。
四、三相异步电动机调速策略探讨
1.变极对数电动机调速策略。对于一些机床、车床、起重机、鼓风机、抽水机等普通机械设备，对调速没有特殊要求，更没有必要采取无级调速。对于这种设备所采用的三相异步电动机的调速，可以通过改变定子绕组的接红的方式，以改变笼型电动机定子极对数，从而达到调速目的。变极对数的调速策略具有性价比高、损耗低、稳定性高、结构简单、操作简便等优点，对于一些无特殊要求的普通机械设备，可以采用变极对数的调速策略进行电动机调速。
2.串级电动机调速策略。绕线式异步电机的双馈调速要求加在电机转子绕组的电压频率与转子绕组感应电动势同频率，这样使控制电机变得复杂了。如果把异步电机转子感应电动势变为直流电动势，同时把转子外加电压也变为直流，这样就免去了对转差频率的检测、控制，主电路和控制系统也相对简单得多，符合三相异步电动机串级调速策略的基本思路。串级调速就是在绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加電势，以改变电动机的转差，从而实现调速。串级电动机调速策略能够有效降低调速损耗，提高电动机效率。而且当调速机械出现问题时，可以进行全速切换，能有效降低因电动机停车而造成的损失。
3.能耗转送调速策略。能耗转差调速时，电机转差功率全部消耗在转子上，因此随着转差率的增加，转差功率的消耗也会增加，这将引起转子发热加剧、效率降低。这种调速方式称转差功率消耗型调速，它包括定子调压调速、绕线式电动机转子串电阻调速和电磁调速电动机调速。定子调压调速是通过调节电动机定子电压，使转子因电流的不同，产生与磁极间不同的扭力，使电动机产生不同的动力和速度。根据经验，定子调压调速最好的方式是采用晶闸管调压方式，该种调压调速方式设备要求简单、能耗较低、调速效果好。
五、电动机节能注意事项
电动机运行前，应检查电动机各部分装配情况，按电动机铭牌要求接线，测量绝缘电阻，绕组绝缘电阻应符合要求，人工转动电动机应灵活无卡阻。除此之外，电动机节能中中应注意以下几个方面：
1.注意运行参数，一般电动机要求电压波动为额定电压的±10%，三相电压之差不得大于5%；允许各相电流不平衡值不得超过10%。
2.注意电动机的保护，为确保电动机安全运行，必须正确配置所用的低压断路器、接触器、熔断器和热继电器等控制和保护电器，对于重要的电动机还应装设缺相保护。另外，电动机外壳应根据电网的运行方式可靠地接零或接地。
3.注意保养和维护，电动机应保持主体完整、零附件齐全、无损坏以及周围环境的清洁。定期检修和保养，是确保电动机安全运行的重要工作。日常维修包括清除外部灰尘和油污，监听有无异常杂音，并定期更换润滑油。换油周期一般滑动轴承为lkh，滚动轴承为5kh。在巡视检查中要注意电动机的温升、气味及振动情况。正常运行的电动机，声音应轻而均匀，无杂音和特殊的叫声，无明显振动，转速达到额定转速，三相电流基本上平衡。
六、结束语
三项异步电动机在应用中有很多优势，运行稳定、成本较低，但是也存在着问题，与实际情况相结合适当对其进行变频调速控制是必要的。
参考文献：
[1]王爱元.变频器供电的感应电机节能控制若干技术的研究.华东理工大学.2013年3月，第2期，166-168.
[2]陈奇栓.高校教职工开展体育活动状况调查与分析.新西部下半.2012年4月，第4期，243-247.
[3]高洁.异步电动机变频调速控制策略的研究.内蒙古工业大学.2013年10月，第9期，110-115.