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Pmech mTL (1 s ) Ps sPm s

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转差功率随着转差率的增大而增大，转速越 低，转差功率越大。
带恒转矩负载的降压调速就是靠增大转差功率、减小输出 功率来换取转速的降低。所增加的转差功率全部消耗在转 子电阻上，这就是转差功率消耗型的由来。
• 变压调速系统的特点 异步电机闭环变压调速系统不同于直流 电机闭环变压调速系统的地方是：静特性 左右两边都有极限，不能无限延长，它们 是额定电压 UsN 下的机械特性和最小输出 电压Usmin下的机械特性。 当负载变化时，如果电压调节到极限值， 闭环系统便失去控制能力，系统的工作点 只能沿着极限开环特性变化。
0.7UsN
O
TL
Te
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图5-6 高转子电阻电动机（交流力矩电动机） 在不同电压下的机械特性
5.2.3 闭环控制的变压调速系统
采用普通异步电机的变电压调速时，调速 范围很窄，采用高转子电阻的力矩电机可 以增大调速范围，但机械特性又变软，因 而当负载变化时静差率很大（见图5-6）， 开环控制很难解决这个矛盾。 为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速 范围大于 D=2 时，往往采用带转速反馈的 闭环控制系统（见图5-7）。
按照反馈控制规律，将A’’、A、A’ 连接 起来便是闭环系统的静特性。尽管异步电 机的开环机械特性和直流电机的开环特性 差别很大，但是在不同电压的开环机械特 性上各取一个相应的工作点，连接起来便 得到闭环系统静特性，这样的分析方法对 两种电机是完全一致的。
尽管异步力矩电机的机械特性很软， 但由系统放大系数决定的闭环系统静特 性却可以很硬。 如果采用PI调节器，照样可以做到无 静差。改变给定信号，则静特性平行地 上下移动，达到调速的目的。
1. 系统组成
~
+
U* n +
Un
GT ASR Uc
n
TG
M 3~
--
a)原理图
图5-7 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
2. 系统静特性
n n0
恒转矩负载特性
U*n1
A A’’
A’
U*n2 U*n3
Us min
UsN
O
TL
图5-8 闭环控制变压调速系统的静特性
Te
图5-8所示的是闭环控制变压调速系统的 静特性。当系统带负载在 A 点运行时，如 果负载增大引起转速下降，反馈控制作用 能提高定子电压，从而在右边一条机械特 性上找到新的工作点 A’。同理，当负载降 低时，会在左边一条特性上得到定子电压 低一些的工作点 A’’。
UsN
O
TLΒιβλιοθήκη Temax Te图5-5 异步电动机不同电压下的机械特性
由图5-5可见，带恒转矩负载工作时， 普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点 为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超 过 0 ~ sm ，调速范围有限。如果带风机类 负载运行，则工作点为D、E、F，调速范 围可以大一些。

带恒转矩负载工作时，定子侧输入的电磁功 率为
5.2.1 异步电动机变压调速的主电 路
过去改变交流电压的方法多用自耦变压 器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从 电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的 电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。 目前，交流调压器一般用三对晶闸管反 并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电 路中，主电路接法有多种方案，用相位控 制改变输出电压。
• 交流变压调速系统可控电源
•利用晶闸管交流调 压器变压调速
~
•TVC——双向晶闸 管交流调压器
TVC
M 3~ 图5-4 利用晶闸管交流调压器变压调速
• 可逆和制动控制
电路结构：
采用晶闸管 反并联供电 方式，实现 异步电动机 可逆和制动。
图5-2 采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路
5.2.2 异步电动机调压调速的机 械特性
为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能在较低转 速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高的电阻值， 这样的电机在变电压时的机械特性绘于图5-6。 显然，带恒转矩负载时的变压调速范围增大了，堵转工作 也不致烧坏电机，这种电机又称作交流力矩电机。
• 交流力矩电机的机械特性
n n0
恒转矩负载特性 A B 0.5UsN C UsN
5.2 异步电动机的调压调速


保持电源频率为额定频率，只改变定子电压 的调速方法称为调压调速。由于受电动机绝 缘和磁路饱和的限制，定子电压只能降低， 不能升高，故又称做降压调速。 调压调速的基本特征是电动机同步转速保持 为额定值不变，即
m Us 4.44 f1 N s k Ns

气隙磁通随 U的降低而减小，属于弱磁调速。
式（5 - 5）为异步电机的机械特性方程 式。它表明，当转速或转差率一定时，电 磁转矩与定子电压的平方成正比。 这样，不同电压下的机械特性便如图5-5 所示，图中，UsN表示额定定子电压。
• 异步电动机机械特性
n n0 sm
恒转矩负载特性 A D C B E 0.5UsN 0.7UsN F
风机类负载特性