1.1 异步电动机的调速方式

当异步电动机定子绕组通入三相交流电源后，定子绕组会产生旋转磁场。旋转磁场的转速n₀、三相交流电源的频率f和异步电动机的磁极对数p有以下关系：

异步电动机转子的旋转速度n（即电动机的转速）略低于旋转磁场的转速n₀（又称同步转速），而两者的转速差称为转差率s。电动机的转速n与转差率s有以下关系：

由上式可知，若要改变异步电动机的转速n，有以下3种方式。

（1） 变极调速：改变异步电动机绕组的磁极对数p。

（2） 变转差率调速：改变异步电动机的转差率s。

（3） 变频调速：改变异步电动机供电电源的频率f。

目前，常见的异步电动机的调速方式主要有变极调速、降电压调速、转子串电阻调速、串级调速、变频调速。其中，降电压调速、转子串电阻调速、串级调速均属于变转差率调速。

1.变极调速

变极调速是通过改变定子绕组的磁极对数来改变旋转磁场的同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式。由于磁极对数p是整数，因此变极调速不能实现平滑调速，只能实现有级调速。在f=50Hz的电网中，如果p为1、2、3、4，则旋转磁场相应的同步转速n₀为3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。变极调速只适用于变极电动机。现在，我国生产的变极电动机有双、三、四速等几类。

变极调速的优点是在每个转速等级下都具有较硬的机械特性，且稳定性好、控制线路简单、容易维护。其缺点是有级调速，调速平滑性差，从而限制了它的使用范围。

2.降电压调速

降电压调速是用改变定子电压的方法来改变电动机的转速的。在降电压调速过程中，电动机的转差功率以发热形式损耗在转子绕组中，属于低效调速方式。由于电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此改变定子电压就可以改变电动机的机械特性。当电动机的机械特性与某个负载特性相匹配时，电动机就可以稳定在相应的转速上，从而实现调速功能。使用晶闸管是实现交流调压调速的主要手段，即通过改变电动机定子侧三相反并联晶闸管的移相角来调节电动机转速，并可以做到无级调速，如图1-1所示。

降电压调速的主要优点是控制设备比较简单、可无级调速、初始投资低、使用维护比较方便。其缺点是机械特性软、调速范围窄、调速效率比较低。降电压调速适用于调速要求不高、高速运行时间较长的中、小容量的异步电动机。

3.转子串电阻调速

转子串电阻调速适用于绕线式异步电动机，通过在电动机的转子电路中串入不同电阻值的电阻人为地改变转子电流，从而改变电动机的转速，如图1-2所示。

转子串电阻调速的优点是设备简单、维护方便，控制方法简单、易于实现。其缺点是只能有级调速，平滑性差；低速时机械特性软，故静差率大；低速时转差大，转子铜损高，运行效率低。这种调速方式适于调速范围不太大和调速特性要求不高的场合。

4.串级调速

串级调速是改进的转子串电阻调速。其基本工作方式是通过改变转子电路的等效阻抗来改变电动机的工作特性，从而达到调速的目的。其实现方式是在转子电路中串入一个可变的电动势，从而改变转子电路的电流，进而改变电动机转速。

串级调速的优点是可以通过某种控制方式使转子电路的能量回馈给电网，还可以实现无级调速。其缺点是对电网干扰大、调速范围窄。

5.变频调速

变频调速是通过改变异步电动机供电电源的频率f来实现无级调速的。从实现原理上考虑，变频调速是一个简捷的调速方法。从调速特性上看，变频调速的任何一个速度段的硬度均接近自然机械特性的，调速特性好。如果能有一个可变频率的交流电源，则可实现连续调速，且平滑性好。变频器就是一种可以实现变频、变压的变流电源的专业装置。变频调速电路如图1-3所示。

6.比较几种调速方式

根据实际应用效果，将异步电动机的各种调速方式的一般特性和特点汇总于表1-1之中。