Psm＊ 1 0 .25 0 .148 根据以上的分析和计算，可归纳出下述结论：
——对于恒转矩负载，Ps和s成正比，转速越低，转差功率损耗越大，这时调压调速的异步电机不宜长期在低速下工作；
——对于转矩与转速成正比的负载（α=1），当s=0.5时，转差功率损耗系数最大，其值为Psm=0.25； ——对于风机泵类负载（α=2），当s=0.33时，最大的转差功率损耗系数只有0.148，在整个s=0～1区间，Ps值都较小，因此，调压调速对风机水泵类负载还是比较合适的。 3．5 绕线式电动机转子串电阻调速
由电机学可知，绕线式异步电动机的转子经集电环和电刷串接外加电阻后，可以改变电动机的转差率
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s，亦即改变转速。其串接电阻R值与转差率s的关系如下：
M∝n（平方转矩，如叶片式泵与风机负载时） R=[s(1－sN)/sN(1－s)]r2－r2（Ω） （22） M=const（恒转矩）负载时 R=（s/sN）r2－r2（Ω） （23） 上两式中：sN——额定转速时的转差率； r2——转子绕组每相的内电阻，Ω。
如图10所示，绕线式异步电动机三相电路转子内各串接外电阻R时，其机械特性曲线要发生变化，与负载的转矩－转速特性曲线的交点（即工作点）亦要发生变化。串接的外电阻越大（不论是M=常数的恒转矩负载或是M∝n的平方转矩负载），相应的转速降低越多。所以，绕线式异步电动机，通过改变其转子串接的外电阻可实现调速。
绕线式异步电动机起动时也常采用转子串接外电阻方式。如图10所示，转子内阻增加时，一方面可以减少起动电流，另一方面可以增加起动转矩Mq。
22
2
2
图10 绕线式异步电动机转子接外电阻调速时的机械特性R″>R′>R1
绕线式异步电动机转子串接的外加电阻，可以选择下述任一种：
——串金属电阻 这是一种有级调速，通过电磁接触器逐级切换。其缺点是不能连续调速，且电磁接触器易损坏，维修工作量大。
——串液体电阻 串液体电阻可实现平滑无级调速。电阻液用相对密度比为0．5％～5％的碳酸氢钠水溶液，其浓度可根据所需外串电阻值选择。串液体电阻的优点还有：起动时冲击电流小、体积小、触头不易过热。
——斩波器控制等效电阻调速 如图11所示。
图11 斩波器控制等效电阻原理图
从转子端向斩波器看过去，相当于在X－Y上接一个等效电阻R。当晶闸管导通时R=0，晶闸管断开时R＊
＊
＊
＊
=Rex。因此，调节晶闸管在导通和断开的一个斩波周期内的占空比，就可以得到从零到Rex变化的电阻R。故斩波器调速可以实现无触点、无级调速。
绕线式异步电动机转子串电阻调速属于有转差损失的低效调速方式。叶片式泵与风机采用这种调速方式时，其调速效率等于转速比，即η =n2/n1=i，式中n2为电动机串接电阻R时的转速，n1为电动机的外接电阻R=0时的转速；其转差损失的最大值发生在2／3额定转速处，即Δ Pmax=0.148Pn，式中Pn为电动机在额定转速时（即R=0时）的输出功率，即绕线式电动机转子串电阻调速时，调速效率η和转差损失的规律与液力调速离合器相同。
从图10转子串电阻调速时的机械特性可以看出：转子串接的电阻值R越大，其机械特性也越软，即转矩很小的变化将引起转速较大的波动；在负载小时（即转矩小时），其调速范围变窄。
转子串电阻调速方式的优点是：调速方法简单，不需要复杂的控制设备，一次投资低，容易实施；可靠性高，功率因数高，启动设备和调速设备合为一体。缺点是：只能用于绕线式异步电动机；因其有集电环和电刷，使用环境受到限制，只适于在环境温度40℃以下使用，在灰尘多的地方要采用全封闭式绕线式电动机；不宜用于振动大的场地；属于低效调速方式，其转差损失在外加电阻上以热能形式散发；在调速时机械特性较软，尤其在调速范围较大时，缺点更为突出。
通常，转子串电阻调速方式适用于调速范围不大，对电动机机械特性硬度要求不高的场合。如中、小容量泵与风机的调速。过去国内外火力发电厂的锅炉送、引风机和锅炉给水泵有用绕线式异步电动机转子串电阻调速的。至今我国锅炉送、引风机仍有采用这一调速方式的。 3．6 各种低效调速方式的节能效果比较
所谓低效调速方式，就是指在调速过程中有转差损失的调速方式，包括液力耦合器调速、液力调速离合器调速、电磁转差离合器调速、定子调压调速以及绕线式电动机转子串电阻调速。这些调速方式的共同点是调速效率等于转速比，即η=n2/n1=i。但这并不意味着节能效果都相同。
上述调速方式中，液力调速离合器调速和绕线式电动机转子串电阻调速是节能效果最好的。这是因为采用这两种调速方式时，泵与风机的最高转速仍可达到电动机未调速时的额定转速，它们在电动机额定转速的2／3时产生的转差损失为最大，这时的最大转差损失ΔPmax为0.148Pn，Pn是指泵或风机在实际工作中能达到的最高转速n2max时所需的轴功率值。
液力耦合器和电磁调速离合器用在泵或风机上时，风机和水泵的最高转速就达不到电动机的额定转速。这是因为液力耦合器和电磁转差离合器与电动机连接的主动部分与泵与风机连接的被动部分间必须维持一定的转速差才能维持正常工作。设风机和水泵最高转速n2max时的转速比in=n2max/n1，对于液力耦合器
in=0.97～0.98；对于电磁转差离合器，过去in=0.83～0.87，现在的新产品in=0.94～0.96。液力耦合器和
电磁转差离合器也是在2／3额定转速时产生的最大转差损失Δ Pmax=0.148Pn/in。可见液力耦合器和电磁转差离合器的转差损失实际比液力调速离合器和转子串电阻方式大。在非额定转速时，这几种低效调速方式的转差损失ΔP均可用式Δ P=Pn(i2－i3)/in表示。故在相同转速比i下，in越小，转差损失越大。应注意的是，因液力耦合器和电磁转差离合器的in<1，故泵或风机应用它们调速时的最大转速就达不到电动机的额定转速，因之它们的出力也小于额定转速时的出力，必要时就需要加大泵或风机的额定容量，即加大泵或风机的尺寸。
至于调压调速装置，除了调速效率等于转速比及转差损失与上述调速方式相同之外，其晶闸管调速电路将产生损耗，并产生高次谐波影响电动机的性能。此外，调压调速装置通常配置高转子电阻的鼠笼型电动机，它的效率比普通鼠笼型电动机要低。所以它是上述低效调速方式中节能效果最差的。（待续） 收稿日期：2001－09－10
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