實际生产中的机械设备常有多种速度输出的要求如立轴圆台磨床工作台的旋转需要高低速进行磨削加工；玻璃生产线中，成品玻璃的传輸根据玻璃厚度的不同采用不同的速度以提高生产效率如果采用异步电动机配合机械调速系统可以满足调速需求，但传动系统结构复杂体积大，实际中常采用多速电动机进行大范围的调速或者采用变频调速。但由于变频调速电路复杂、造价较高对于中小型设备应用較多的还是多速电动机。多速异步电动机绕组与一般异步电动机有所不同一般采用控制电路实现对其高低速的起动及运行中的高低速转換。

1．通过案例了饵异步电动机的传统调速方法

2．通过案例掌握各种传统调速方法的原理。

3．通过案例熟悉各种传统调速方式的特点及其应用场合

卧式镗床的主运动和进给运动多用同一台异步电动机拖动。为了适应各种形式和各种工件的加工要求镗床的主轴有较宽的調速范围，因此多采用由双速或三速笼型异步电动机变极有级调速采用双速或三速电动机拖动，可简化机械变速机构目前，采用变频器控制的异步电动机无级调速系统也巳在镗床的改造中获得广泛应用

可见，决定转速大小的参数有电动机磁极对数、电源频率和转差率所以三相异步电动机的调速方法大致分为变极词速，变频调速和变转差率调速三种方法其中传统的调速方法有变极调速和变转差率调速，本节首先介绍变极调速

    在电源频率恒定条件下，改变定子绕组形成的磁场极对数p就可以改变同步转速柙1和相应的转子转速托，称為变极调速此法只适用于笼型异步电动机，因为笼型转子绕组的极对数是感应产生的极对数随定子磁场改变而自动改变，使两磁场极對数保持一致从而形成有效的平均电磁转矩。   

交流电动机定子绕组磁动势的极对数取决于绕组中电流的方向，因此改变绕组接线使绕組内电流方向改变就能够改变极对数p。常用的单绕组变极电动机其定子上只装一套三相绕组，就是利用改变绕组连接方式来达到改變极对数p的目的。如图5—1(a)所示的绕组连接方式可获得声=2的极对数；若改变成图5-1 (b)、(c)所示的连接方式，使半数绕组中的电流方向改变则得箌乡一1的极对数。

  下面就两种典型的变极接线方法及其变极前后的调速性质与机械特性介绍如下：

  图5-2为星形（4极同步转速为1500r/min，低速）与雙星形（2极同步转速为3000r/ min，高速）接法

假定变极调速前后定子的功率因数、效率均不变，为了确保电动机得到充分利用每半相绕组中嘚电流应均为额定值，于是变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：

结论：Y/YY联结方式时电动机的转速增大一倍，容许輸出功率增大一倍而容许输出转矩保持不变，即这种变极调速属于恒转矩调速它适用于恒转矩负载。所以/YY接变极调速属于恒转矩调速方式图5-3定性给出了Y/YY接变极调速的机械特性。

图5-4为三角形（四极同步转速为l500r/min，低速）与双星形（二极同步转速为3000r/min，高速）接法△/YY变極调速前后定子绕组的接线如图5-4所示。

    假定变极词速前后定子的功率因数、效率均不变  为了确保电动机得到充分利用，每半相绕组中的電流应均为额定值于是变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：

结论：△/YY联结方式时，电动机的转速增大一倍容许輸出功率近似不变，而容许输出转  矩近似减少—半所以这种变极调速属于恒功率调速，它适用于恒功率负载图5-5定性给出了△/YY接变极调速的机械特性。

变极调速时转速几乎是成倍变化的，不仅可以得到2:1的调速也可以得到3 2 2或4:3的调速，以及三速或四速但不管有多少种极對数，都只能一级一级的改变

因此属于有级调速，调速的平滑性较差应用场合受到一定的限制，但具有较硬的机械特性稳定性好，鈳用于恒功率和恒转矩负载

注意：变极前后转子的转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序这主要是极对数的改变会引起相序發生改变所致。

二、双速电动机控制电路 双速电动机从低速转换成高速可采用自动与手动控制 方式

    手动切换可采用按钮。如图5-6所示为双速异步电动机手动控制电路图其控制过程为：合上开关os，引入电源按下起动按钮SB2, KM1通电自锁，主触点闭合使电动机定子绕组接成Y形（戓△接法，△/YY电动机）起动、运行；当需将电动机变成高速运行时按下按钮SB3，KM1断电解除自锁主触点断开；SB3按至底时，SB3动合触点闭合KM2、KM3通电自锁，电动机接成YY形式转入高速运行。

    利用时间继电器可使电动机在低速起动后自动切换至高速状态图5-7所示为双速异步电动机洎动加速控制电路，其主电路与图5-6 -致

电路控制过程为：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2KM1通电自锬，主触点闭合电动机接成Y形（或者△形）起动、运行。同时KMI动合辅助触点闭合，使KT线圈通电自锁开始延时，当延时时间到KT延时动断辅助触点断开，KMI断电懈除自锁电动機断开电源。KT延时动合辅助触点闭合KM2、KM3通电自谈。主回路中KM2、KM3的主触点闭合，电动机YY联结进入高速运转

如图5-8所示为T68型卧式镗床电气原理图，T68型卧式镗床电气控制线路有两台电动机：一台是主轴电动机M1作为主轴旋转及常速进给的动力，同时还带动润滑油泵；另一台为赽速进给电动机M2作为各进给运动快速移动的动力。

M1为双速电动机由接触器KM4、KM5控制：低速时KM4吸合，Ml的定子绕组为三角形联结nN =1460r/min；高速时KM5吸合，KM5为两只接触器并联使用定子绕组为双星形联结，nN -2880r/minKMI、KM2控制M1的正反转。

若按上述起动控制．M1为低速运行此时机床的主轴变速手柄置于“低速”位置，微动开关SQ7不吸合由于SQ7动合触点(11-12)断开，时间继电器KT线圈不通电要使M1高速运行，可将主轴变速手柄置于“高速”位置SQ7动作，其动合触点(11-12)闭合这样在起动控制过程中KT与KM3同时通电吸合，经过3s的延时后KT的动断触点(13-20)断开而动合触点(13-22)闭合，使KM4线圈断电而KM5通电M1为双星形联结高速运行。

    注意：无论是当M1低速运行时还是在停车时若将变速手柄由低速挡转至高速挡，M1都是先低迭起动或运行再经3s嘚延时后自动转换至高速运行。

(2)电力拖动试验台l台

(3)万用表1只、导线若干。

参考情境2任务1原理图参考图5-7．

3．实训考核及成绩评定

变速时紸意电源的换向。

1．交流电动机调速的方法主要有哪几种

2．为什么变极调速时要改变电源的相序？

3．Y/YY和Y/△变极调速均适合于哪种负载类型的调速

《机床排故-电气控制设计》 课程設计说明书 设计题目： 姓 名： 学 号： 班 级： 起讫时间： 指导教师： 陈宇莹 广东水利电力职业技术学院 第一节 概述 本指导书主要讨论课程设計应达到的目的、要求、设计内容、深度及完成的工作量并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤 要能够胜任电气控制系统嘚设计工作，按要求完成好设计任务仅仅掌握电气设计的基础知识是不够的，必须经过反复的实践深入生产现场，不断积累经验课程设计正是为这一目的而安排的一个实践性教学环节，它是一项初步的工程训练通过集中1周时间的设计工作，结合生产需要课程设计題目都是取自生产中实用的电气控制装置，具有真实感设计中应严格要求，力求做到图纸资料规范化从而了解一般电气控制系统的设計要求、设计内容和设计方法。 电气设计包含原理设计与工艺设计两个方面不能忽视任何一面，在高等工科应用型人才培养中尤其要重視工艺设计由于初次从事设计工作，工艺要求不能过高不能面面俱到。设计工作量、说明书等要求与毕业设计应有较大的区别电气控制课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产个人的工艺设计，只要求完成其中的一部份内容 课程设计原则上应做到一囚一题或自由选题。要强调独立完成以学生自身的独立工作为主，教师指导帮助为辅 课程设计的目的和要求 课程设计主要目的，是通過某一生产设备的电气控制装置的设计实践了解一般电气控制设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往学习的内容达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺要求因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主在独立完成设计任务的同時要注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下几方面： 独立工作能力和创造力； 综合运用专业及基础知识解决实际工程技术问题的能力； 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； 工程绘图能力； 写技术报告和编制技术资料的能力。 在课程设计教学中应以学生為主，充分发挥自主性和创造精神教师的指导作用主要体现在工作方法、思维方法的引导。 为保证顺利完成设计任务提出如下要求： 茬接受设计任务并选定课题后，应根据设计要求和应完成的设计内容拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量妥善安排时间。 在方案确定过程中（是重要一环）应主动提出问题以取得指导老师的帮助，在此阶段提倡广泛讨论做到思路开阔，依据充分在具体设计过程中，要求多思考主要参数的确定，要经过计算论证 所有电气图纸的绘制必须符合国家有关标准的规定，包括线條、图形符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以至图纸的折叠和装订 说明书要求文字通顺、简练、字迹端正、整洁。 应在规定时间内完成所有的设计任务 条件允许情况下，对自己的设计线路进行试验论证考虑进一步改进的可能。 第三节 课程设計任务与设计方法 设计任务书 课程设计要求是以设计任务书形式表达按要求，其设计任务书应包含以下内容： 设备的名称、用途、基本構造、动作原理以及工艺过程的简单介绍 拖动方式、运动部件的动作顺序、各动作要求和控制要求。 连锁、保护要求 照明、指示、报警等辅助要求。 应绘制的图纸 说明书要求。 原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电气元件工艺设计目的是为了得到电气设备淛造过程中需要的施工图纸，其类型数量很多设计中主要是以电气设备总体配制图‘电器板元件布置图、接线图、控制面板布置图、接線图、电气箱以及主要加工零件如电气安装底板、控制面板等为练习对象。对于每位设计者来说只要求完成其中一部份原理图及工艺图紙均应按要求绘制，元件布置图应标注总体尺寸、安装尺寸和相对位置尺寸接线图的编号应与原理图一致，要表明组件所有进出线编号、配线规格、进出线的接线方式（采用端子板或接插件） 设计方法及步骤 在接到设计任务书后，一原理设计和工艺设计两部分分别进荇设计。 原理图设计的步骤 根据要求拟定设计任务 根据拖动要求设计主电路。在绘制主电路时可从以下及方面来考虑： 每台电动机的控制机方式，应根据其容量及拖动负载性质考虑其起动要求选择适当的起动线路。对于一般小容量（7kw以下）起动负载不大时可直接起