解读频敏变阻器的工作原理及作用

品慧电子讯频敏变阻器 是一种由铸铁片或钢板叠成铁心,外面再套上绕组的三相电抗器,接在转子绕组的电路中,其绕组电抗和铁心损耗的决定的等效阻抗随着转子电流的频率而变化。

概述

频敏变阻器 是一种由铸铁片或钢板叠成铁心,外面再套上绕组的三相电抗器,接在转子绕组的电路中,其绕组电抗和铁心损耗的决定的等效阻抗随着转子电流的频率而变化。

从60年代开始，广泛采用频敏变阻器来代替起动电阻以控制绕线转子异步电动机的起动。频敏变阻器是一种静止的无触点电磁元件，利用它对频率的敏感而自动变阻。频敏变阻器实质上是一个铁损很大的三相电抗器，其结构类似于没有二次绕组的三相变压器。

频敏变阻器是一种有独特结构的新型无触点元件。其外部结构与三相电抗器相似，即有三个铁芯柱和三个绕组组成，三个绕组接成星形，并通过滑环和电刷与绕线式电动机三相转子绕组相接。

当绕线式电动机刚开始启动时，电动机转速很低，故转子频率f2很大（接近f1），铁心中的损耗很大，即等值电阻Rm很大，故限制了启动电流，增大了启动转矩。随着n的增加，转子电流频率下降（ f2=s f1), Rm减小，使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率f2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动结束后，转子绕组短接，把频敏变阻器从电路中切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗Xm随转子电流频率而变，反应灵敏，故叫频敏变阻器。

工作原理

频敏变阻器实际上是一个特殊的三相铁芯电抗器，它有一个三柱铁芯，每个柱上有一个绕组，三相绕组一般接成星形。频敏变阻器的阻抗随着电流频率的变化而有明显的变化电流频率高时，阻抗值也高，电流频率低时，阻抗值也低。频敏变阻器的这一频率特性非常适合于控制异步电动机的启动过程。启动时，转子电流频率fz 最大。Rf 与Xd 最大,电动机可以获得较大起动转矩。启动后，随着转速的提高转子电流频率逐渐降低，Rf 和Xf 都自动减小，所以电动机可以近似地得到恒转矩特性，实现了电动机的无级启动。启动完毕后，频敏变阻器应短路切除。

作用

频敏变阻器是一种无触点电磁元件，相当于一个等值阻抗。在电动机起动过程中，由于等值阻抗随转子起动电流中高频成分的减小而自动下降以达到自动变阻，从而只需用一级变阻器，就可以把电动机平稳起动起来。

变阻器实质上是一个铁芯损耗非常大的三相电抗器。它由用数片E型钢板叠合成的铁芯及线圈两个主要部分组成。钢板间夹以垫圈，保持片间距离，以利散热。

当绕线式电动机刚开始启动时，电动机转速很低，故转子频率f2很大（接近f1），铁心中的损耗很大，即等值电阻Rm很大，故限制了启动电流，增大了启动转矩。随着n的增加，转子电流频率下降（ f2=s f1), Rm减小，使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率f2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动结束后，转子绕组短接，把频敏变阻器从电路中切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗Xm随转子电流频率而变，反应灵敏，故叫频敏变阻器。

存在问题

频敏变阻器出厂时接线接在线圈的90%抽头上，如果电动机接上变阻器启动后，有下列情况之一，可依下述方法进行调整：

1. 启动电流过大（大于2.5倍），启动太快，可设法增加圈数，将抽头接到100%圈数，其效果使启动电流减小，启动力矩同时减小。

2. 启动电流过小（小于2倍）启动力矩不够，启动太慢，可设法减少圈数，将抽头接到80%圈数，其效果使启动电流增大，启动力矩同时增大。

3. 如果机械在停机一段时间后重新启动，因机械负载特重，再次启动有困难时，可将电动机点动数次，使机械转动几下后，就能正常使用。

优缺点

优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平滑启动。

缺点：电感存在，cosΦ较低，启动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。