3.3 电动机的调速电路
3.3.1 单相电动机可控硅调速控制
（1）电路原理图 单向可控硅单控制单相异步电动机调速控制电路如图3-36所示。单向可控硅单控制单相异步电动机调速控制电路主要由整流电路采用桥式整流。将220V/50Hz交流电压变为脉动直流电。抗干扰电路为普通电源抗干扰电路。可控硅控制电路采用可控硅和降压电阻组成，张弛振荡器由单结晶体管和电阻组成。充放电电路由电阻和可变电阻及电容组成。
图3-36 单向可控硅控制的异步电机调速电路
（2）工作原理 图3-36中TVP抗干扰普通电源电路。采用双向TVP管子。它对于电网的尖脉冲电压和雷电叠加电压等干扰超过额定数值的量，都能有效地吸收。整流电路采用桥式整流，由4只二极管VD1～VD4组成。双基极二极管组成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻Rc，二极管VD1～VD4整流，在可控硅SCR的A、K两极形成一个脉动的直流电压。该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流的正半周时，整流电路通过电阻R1、可变电阻W1对电容充电。当充电电压到达VT1管的峰值电压Up时，管子由截止变为导通。于是电容C通过VT1管的e1、b1极和R2迅速地放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自行关断；当交流电在负半周时，C又重新充电……如此周而复始。改变可变电阻的阻值即可改变电容的充放电时间，从而改变可控硅的导通时刻，最终改变负载电机上的输出电压。
3.3.2 单相电动机双向可控硅调速控制
（1）电路原理图 双向可控硅单控制单相异步电动机调速控制电路如图3-37所示。
图3-37 双向可控硅单控制单相异步电动机调速控制电路
电子调速实质上是通过电子线路控制加在电动机定子绕组电压的大小，达到调速的目的。
在图3-37中，由电容C、RW可变电阻、R限流电阻、SCR双向可控硅以及双向触发器等组成电子线路。此线路能够控制加在电动机定子绕组的电压，从而达到电动机调速的目的。
（2）工作原理 当电源与电路接通后，在电压正半波时，电容C通过RW可变电阻和限流电阻R充电，电容C两端电压按指数规律上升。电压上升速度取决于RW与R的阻值之和与C电容值的乘积大小，其值越大，则电容两端电压上升得越慢，反之，电容电压上升得越快。当电容电压上升到双向二极管正向导通电压（峰值电压Up）时，双向触发器中的一支二极管导通，发出一个脉冲。该脉冲去触发双向可控硅中的一支可控硅管，使电动机通电。
当电源电压由正半波转为负半波的瞬间，由于导通的可控硅管两端电压为零，该支可控硅会自然关断，电动机瞬间断电，但是电动机转子有转动惯量，电动机仍然运转。
当电源电压变为负半波之后，RW和R以及C组成的回路又给电容反方向充电。当电容电压上升到电压Up时，双向触发器的另一支二极管导通，也发出一个脉冲，该脉冲触发双向触发器的另外一支可控硅管，该可控硅管保证电动机绕组在电源电压负半波时有一段时间有电流，电动机再次得电运行。
当电源电压由负半波转为正半波瞬间，导通的可控硅也会自然关断。电动机电压在0～220V之间变化，电动机可以无级调速。
3.3.3 单相电动机电抗器调速控制
（1）电路原理图 电抗器调速如图3-38（a）所示。电路由电抗器、互锁琴键开关、时间继电器、电容电器、电动机等组成。电抗器与普通变压器相似，也是由铁芯和绕组组成，如图3-38（b）所示。
图3-38 电抗器调速电路
（2）工作原理 按下A键时，电抗器只有一小段串入电动机副绕组，主绕组加的是全电源电压。这时副绕组的电压几乎与电源电压相等，电动机转速最高。当按下B键时，电抗器有一段线圈串入主绕组；与副绕组串接的电抗线圈也比按下A键时增多了一段。这种情况下电动机的主绕组和副绕组电压都有所下降，电动机转速稍有下降。
当按下C键时，电动机的主绕组和副绕组与电抗器线圈串接得最多，两绕组的电压最低，电动机转速也最低。
当电流通过电抗器时，指示灯线圈中也有感应电压，从而点燃指示灯。由于在各挡速度时通过电抗器的电流不同，因而各挡时指示灯的亮度也不同。
3.3.4 单相电动机调速绕组调速抽头调速控制
（1）电路原理图 调速绕组调速抽头调速电路如图3-39所示。这种方法是在电动机的定子铁芯槽内适当嵌入调速绕组。这些调速绕组可以与主绕组同槽，也可和副绕组同槽。无论是与主绕组同槽，还是与副绕组同槽，调速绕组总是在槽的上层。
图3-39 绕组调速型接法
1—电动机；2—运行电容；3—键开关；4—指示灯；5—定时器；6—限压电阻
利用调速绕组调速，实质上是改变定子磁场的强弱以及定子磁场椭圆度，达到改变电动机转速的目的。
（2）工作原理 采用绕组调速型接法调速时，调速绕组与主绕组同槽，嵌在主绕组的上层。调速绕组与主绕组串接于电源。当按下A键时，串入的调速绕组最多，这时主绕组和副绕组的合成磁场（即定子磁场）强度最大，电动机转速最大。当按B键时，这时，调速绕组有一部分与主绕组串联，而另外一部分则与副绕组串联。这时主绕组和副绕组的合成磁场强度下降，电动机转速也下降了。依此类推，当我们按下C键时，电动机转速最低。
3.3.5 三相绕线转子电动机调速控制电路
（1）电路原理图 该电路原理如图3-40所示。
图3-40 绕线转子电动机调速控制电路
（2）工作原理 当手轮处在左边“1”位置或右边“1”位置时，使电动机转动时，其电阻全部串入转子电路，这时转速最低。当手轮继续向左或向右转到“2”、“3”、“4”、“5”位置时，触头Z1-Z6、Z2-Z6、Z3-Z6、Z4-Z6、Z5-Z6依次闭合，随着触头的闭合，逐步切除电路中的电阻，每切除一部分电阻电动机的转速就相应升高一点，故只要控制手轮的位置，就可控制电动机的转速。
3.3.6 三相双速电动机高、低速控制电路
（1）电路原理图 小功率双速电动机高、低速控制电路如图3-41所示。双速电动机在机床中（如车床、铣床、镗床等）有较多应用。双速电动机是通过改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。如图3-41所示将出线端D1、D2、D3接电源，D4、D5、D6端悬空，则绕组为△接法，每相绕组中两个线圈串联，成四个极，电动机为低速；当出线端D1、D2、D3短接，而D4、D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。
图3-41 双速电动机高、低速控制电路
（2）工作原理 图3-41（b）～（d）所示是三种双速电动机高、低速控制线路，图中所示接触器KML动作为低速，KMH动作为高速。图3-41（b）所示为用开关S实现高、低速控制；图3-41（c）所示为用复合按钮SB2和SB3来实现高、低速控制。采用复合按钮连锁，可使高、低速直接转换，而不必经过停止按钮。
图3-41（d）所示为用开关S转换高低速。接触器KML动作，电动机为低速运行状态；接触器KMH和KM动作时，电动机为高速运行状态。当开关S打到高速时，由时间继电器的两个触点首先接通低速，经延时后自动切换到高速，以便限制启动电流。
对功率较小的电动机可采用如图3-41（b）、（c）所示的控制方式，对较大容量的电动机可采用图3-41（d）所示的控制方式。
3.3.7 改变极对数的多速三相电动机的控制电路
（1）电路原理图 改变极对数的多速电动机的控制电路如图3-42所示。
图3-42 改变极对数的多速电动机的控制电路
（2）工作原理 如图3-42所示，合上电源开关QS，按下低速启动按钮SB1，接触器KM1线圈获电，联锁触头断开，自锁触头闭合，KM1主触头闭合，电动机定子绕组作△连接，电动机低速运转。如需换为高速运转，则可按下高速启动按钮SB2，接触器KM1线圈断电释放，主触头断开，联锁触头闭合，同时接触器KM2和KM3线圈获电动作，主触头闭合，使电动机定子绕组接成双Y并联，电动机高速运转。因为电动机高速运转时，KM2、KM3两个接触器来控制的，所以把它们的常开触头串联起来作为自锁，只有两个触头都闭合，才允许工作。
3.3.8 时间继电器自动控制双速电动机的控制电路
（1）电路原理图 时间继电器自动控制双速电动机的控制电路如图3-43所示。
图3-43 时间继电器自动控制双速电动机的控制电路
（2）工作原理 当开关SA扳到中间位置时，电动机处于停止状态，如把开关扳到有“低速”的位置时，接触器KM1线圈获电动作，电动机定子绕组的3个出线端U1、V1、W1与电源连接，电动机定子绕组接成△形，以低速运转。把开关扳到“高速”的位置时，时间继电器KT线圈首先获电动作，使电动机定子绕组接成△形，首先以低速启动。经过一定的时间，时间继电器KT的常闭触头延时断开，接触器KM1线圈获电动作，紧接着KM3接触器线圈也获电动作，使电动机定子绕组被接触器KM2、KM3的主触头换接成双Y形，以高速运转。
3.3.9 三相异步电动机的控制电路
（1）电路原理图 三速异步电动机的控制电路如图3-44所示。
图3-44 三速异步电动机的控制电路
（2）工作原理
①先合上电源开关，按下低速启动按钮SB1，接触器KM1线圈获电动作，电动机第一套定子绕组出线端U1、V1、W1连同V3与电源接通，电动机进入低速运转。
②换接中速运转，先按下停止按钮SB4，使接触器KM1线圈断电，释放电动机定子绕组断电，然后按下中速按钮SB2，使接触器KM2线圈获电动作，电动机第二套绕组U4、V4、W4与电源接通，电动机中速运转。
③再换接高速SB4，使接触器KM2线圈断电释放，电动机定子绕组断电，再按高速启动按钮SB3，使接触器KM3线圈获电动作，电动机第一套定子绕组连接成为双Y接线方式，其出线端U2、V2、W2与电源相通，同时接触器KM3的另外三副常开触头将这套绕组的出线端U1、V1、W1和U3接通，电动机高速运转。
3.3.10 三相异步电动机用时间继电器自动控制三速的控制电路
（1）电路原理图 用时间继电器自动控制三速异步电动机的控制电路如图3-45所示。
图3-45 用时间继电器自动控制三速异步电动机的控制电路
（2）工作原理
①先合上电源开关，按下启动按钮SB1，中间继电器KA线圈获电动作，其常开触头闭合自锁，一路为时间继电器KT2获电准备，另一路使KM1获电动作，电动机第一套定子绕组出线端U1、V1、W1、U3与电源接通，经过一定整定时间后，时间继电器常闭触头KT1线圈延时断开，接触器KM1线圈断电释放，电动机定子绕组断电。
②KT1常开触头闭合，接触器KM2线圈获电动作，电动机的另一套定子绕组断电，KT1常开触头延时闭合，接触器KM2线圈获电动作，电动机另一套定子绕组出线端U4、V4、W4与电源接通，电动机中速运转。
③此时时间继电器KT2线圈获电动作，KT2的常开触头闭合，经过一定整定时间后，其常闭触头延时断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机定子绕组断电，而KT2延时闭合，接触器KM3线圈获电动作，其主触头闭合。电动机第一套定子绕组以双Y方式连接，其出线端U2、V2、W2与电源接通，同时接触器KM3的另外3副常开触头将这套绕组的出线端U1、V1、W1与U3连接沟通，电动机高速运转。