（1-1）
电动机转子的旋转速度（即电动机的转速）略低于旋转磁场的旋转速
度n0（又称同步转速），两者的转速差称为转差s，电动机的转速为：
n (1 s)60 f p
（1-2）
由上式可知，若要改变电动机转速n，有如下三种方法。
（1）变极调速：改变电子绕组的磁极对数p。
（2）改变转差率调速：改变电动机的转差率s。
优点：在每一个转速等级下具有较硬的 机械特性，稳定性好，控制线路简单，容 易维护。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
定义：用改变定子电压实现调速的方法来 改变电动机的转速，调速过程中它的转差 功率以发热形式损耗在转子绕组中，属于 低效调速方式。晶闸管是交流调压调速的 主要形式，它利用改变定子侧三相反并联 晶闸管的移相角来调节转速，可以做到无 机调速，如图1-1所示。
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。缺点 是机械特性软，调速范围窄，调速效率比 较低。
适用于调速要求不宽，较长时间在高速区 运行的中小容量的异步电动机。
U~
1 2
6
5
3
R
4
1-可控硅装置；2-异步电动机；3-测速发电机 4-电压给定器；5-放大器；6-触发器
图1-1 晶闸管调压调速系统的原理框图
第一章 概述
01 1.1 异步电动机的调速方式 02 1.2 变频器的发展与现状 03 1.3 步电动机的调速方式及其特性。 2、熟悉变频调速的基本原理及其优点； 3、掌握变频器的分类及其性能比较。 4、了解变频器的发展过程，认识变频器在现代化建设中的
图1-4 交-直-交变频器的结构。
1.3 变频器的分类
2、交-交变频器
交-交变频器是将工频交流电直接转换成频率和电压均可调的交流电 ，提供给负载进行变速控制。
交-交变频器又称直接式变频器，其主要优点是没有中间环节，故变 换效率高，过载能力强，但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频 率的1/2以下，故它主要用于低速大容量的拖动系统中。图1-5为交-交 变频器的结构。
1.1 异步电动机的调速方式
3、转子串电阻调速 定义：通过在电动机的转子回路中串入不同阻值的电阻，人为改变转子电流从而改变电
动机的转速，如图1-2所示。 优点：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。 它适合于调速范围不太大和调速特性要求不高的场合。
（3）变频调速：改变供电电源的频率f。
目前常见的调速方式主要有：降电压调速；转子串电阻调速；串级调 速；变极调速；变频调速。其中前三项均属于变转差率调速方式。
1.1 异步电动机的调速方式
1、异步电动机的变极调速 定义：通过改变定子绕组的极对数来改
变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附 加转差损耗的高效调速方式。
较大 （D=10）
好 (无级调速)
恒转矩 恒功率
多 较小
鼠笼型
1.2 变频器的发展与现状
1、变频器控制方式发展和现状 第一代，采用正弦脉宽调制(SPWM)的恒压频比控制。 第二代，电压空间矢量（磁通轨迹法）控制方式，又称SVPWM控
制方式。 第三代，矢量控制（磁场定向法）又称VC控制方式。 第四代，直接转矩控制，又称DTC控制。
的综合功能的功率器件，如：智能化模块IPM等。 3、国产变频器发展与现状 4、国产变频器发展总趋势
1.3 变频器的分类
变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的电器装置。
1.3.1按照变换方式分类 1、交-直-交变频器
交-直-交变频器是先将工频交流电通过整流电路转换成脉动的直流电，再把直 流电逆变成频率任意可调的三相交流电，供给负载进行变速控制。图1-4为交-直 -交变频器的结构。
转子串电阻
不变 大
（差）
小 （D=2）
差(有级调速)
恒转矩
少 大
绕线型异步 机
变转差率
串级调速 调压调速
不变
不变
小
开环时大
（好）
闭环时小
较小 （D=2~4）
闭环时较大 （D=10）
好(无级调速) 好(无级调速)
恒转矩
较多 较小
绕线型异步 机
通风机 恒转矩
较少 大
绕线型异步 机、笼型异步
机
变频
变 小 （好）
4、串级调速 定义：是转子回路串电阻方式的改进，基本工作方式也是通过改变转子回路的等效阻抗
从而改变电动机的工作特性，达到调速的目的。 优点：是可以通过某种控制方式使转子回路的能量回馈的电网，从而提高效率；还可以
实现无级调速。 缺点：是对电网干扰大，调速范围窄。
图1-2 转子串电阻电路
1.1 异步电动机的调速方式
作用。 5、了解变频器的应用领域。
能力目标： 1、能够分析比较不同厂家变频器的优缺点。 2、会查阅有关变频器的相关文献。
1.1 异步电动机的调速方式
当三相电动机定子绕组通入三相交流电后，电子绕组会产生旋转磁 场，旋转磁场的转速n0与交流电源的频率f和电动机的磁极对数p有如下 关系：
n0 60 f p
图1-3 变频调速原理
1.1 异步电动机的调速方式
6、比较几种调速方式
调速方法 比较项目
是否改变同步转速
静差率
在一般静差
调 速
率要求下的 调试范围 D
指 调速平滑性
标
适应负载类
型
设备投资
电能损耗
变极
变 小 （好）
较小 (D=2~4)
差(有级调 速)
恒转矩 恒功率
少 小
运用电机类型
多速电机 （鼠笼型）
2、电力电子器件发展与现状 第一代产品，主要标志是器件本身没有关断能力，代表性元器件如
普通晶闸管； 第二代产品，主要标志是器件本身有关断能力，代表性元器件如大
功率晶体管（GTR) 、可关断晶闸管（GTO）等； 第三代产品，主要标志是一些性能优异的复合型器件和功率集成电
路，如绝缘栅极双极型晶体管等； 第四代产品，主要标志是集性能优异的复合型、集成电路及智能型
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 是一个简洁的方法。从特速特性上 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，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，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。 其变频调速原理如图1-3所示。