電機及拖動系統(tǒng) 課件 第4章 三相異步電動機的電力拖動

4.1三相異步電動機的起動

4.2三相異步電動機的制動

4.3三相異步電動機的調(diào)速

4.4交流異步電動機的應(yīng)用第四章

三相異步電動機的電力拖動對籠型異步電動機，可采用：直接起動、降壓起動、

加大定子端電阻或電抗、改進(jìn)結(jié)構(gòu)、軟起動；對繞線型異步電動機，還可以增加轉(zhuǎn)子端電阻或電抗。4.1三相異步電動機的起動4.1.1直接起動的問題起動要求：起動電流不能太大，以減小對電網(wǎng)沖擊；有足夠起動轉(zhuǎn)矩，縮短起動時間；設(shè)備簡單，價格低廉，便于操作及維護(hù)。起動電流很大；起動轉(zhuǎn)矩不大。直接起動問題：解決方法：

對籠型異步電動機，若負(fù)載對起動過程要求不高，且供電電網(wǎng)允許，可采用直接起動方法。一般7.5kW以下的小容量異步電動機可以直接起動。若供電變壓器容量較小，符合下式要求，也允許直接起動。

式中，起動電流倍數(shù)。4.1三相異步電動機的起動4.1.2三相籠型異步電動機的直接起動（4-1）4.1三相異步電動機的起動4.1.3三相籠型異步電動機的降壓起動

1.定子串三相對稱電阻或電抗降壓起動全壓起動時：；串或后：。圖4-1定子回路串三相對稱電阻或電抗降壓起動接線原理圖（1）接線原理圖4.1三相異步電動機的起動

以串電抗為例，令：說明：此方法適用于輕載或空載。（4-2）（2）起動電流和起動轉(zhuǎn)矩圖4-2直接起動與定子串三相對稱電抗降壓起動的一相簡化等效電路圖（4-5）（4-4）4.1三相異步電動機的起動

（4-3）（2）起動電流和起動轉(zhuǎn)矩直接起動：串入電抗后：電抗：（4-6）若串起動電阻：說明：定子串電阻起動時，上消耗較多電能，很不經(jīng)濟(jì)，

適用于低壓小功率電動機。4.1三相異步電動機的起動2.Y-D降壓起動圖4-3Y-D起動接線原理圖（1）接線原理圖起動時Y接：KM1與KM3閉合正常運行時D接:KM1與KM2閉合圖4-4Y-D起動定子繞組接線原理圖4.1三相異步電動機的起動起動時接為Y形：（4-7）若D形接法直接起動：（4-8）有（4-9）由于，Y接法的相電壓是D接法的，因此：（4-10）（2）起動轉(zhuǎn)矩和起動電流說明：此起動方法也只適用于輕載或空載起動。4.1三相異步電動機的起動3.自耦變壓器降壓起動圖4-5自耦變壓器降壓起動接線原理圖（1）接線原理圖起動KM1斷開，KM2、KM3閉合，接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，KM2、KM3斷開，KM1閉合，切除自耦變壓器。降壓起動時電動機定子起動電流：4.1三相異步電動機的起動圖4-6自耦變壓器降壓起動的一相電路圖（2）起動轉(zhuǎn)矩和起動電流自耦變壓器：（4-12）（4-13）電動機從電網(wǎng)吸收的電流:（4-14）自耦變壓器降壓起動時的起動轉(zhuǎn)矩與直接起動的關(guān)系：（4-11）4.1三相異步電動機的起動4.三種降壓起動方法的比較表4-1降壓起動與直接起動對比表根據(jù)電網(wǎng)允許的最大起動電流、負(fù)載對起動轉(zhuǎn)矩的要求及起動設(shè)備的復(fù)雜程度、價格與維護(hù)成本等條件綜合考慮起動方法。4.1三相異步電動機的起動4.1三相異步電動機的起動4.1三相異步電動機的起動4.1三相異步電動機的起動4.1.4高起動轉(zhuǎn)矩的籠型三相異步電動機

1.轉(zhuǎn)子電阻值較大的籠型異步電動機圖4-7轉(zhuǎn)子電阻較大的籠型異步電動機的機械特性改變鼠籠金屬材料，減小截面積等方法增大轉(zhuǎn)子電阻。對于籠型異步電動機，改進(jìn)電機結(jié)構(gòu)可以增大起動時的轉(zhuǎn)子回路電阻，從而增大起動轉(zhuǎn)矩。1—普通籠型2—高轉(zhuǎn)差率3—起重冶金4—力矩式4.1三相異步電動機的起動

2.深槽式籠型異步電動機圖4-8深槽式籠型異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子槽形深而窄，通過集膚效應(yīng)增大起動時的轉(zhuǎn)子電阻。圖4-9深槽式籠型異步電動機轉(zhuǎn)子電流分布圖圖4-10深槽式籠型異步電動機的機械特性1-普通籠型；2-深槽式籠型4.1三相異步電動機的起動

3.雙籠型異步電動機圖4-11雙籠型異步電動機轉(zhuǎn)子安裝有兩套鼠籠，外籠為起動籠，內(nèi)籠為運行籠，改變外籠與內(nèi)籠參數(shù)，可以得到不同形狀的機械特性。圖4-12雙籠型異步電動機的機械特性1-外籠2-內(nèi)籠3-雙籠4.1三相異步電動機的起動附加：籠型三相異步電動機的軟起動通過改變定子電壓滿足起動要求，實質(zhì)上是一臺交流調(diào)壓器。起動時，控制晶閘管的導(dǎo)通角調(diào)節(jié)定子電壓。利用閉環(huán)控制限制起動電流，確保定子電流、電壓或轉(zhuǎn)矩按照設(shè)定的函數(shù)關(guān)系變化。起動過程結(jié)束，將軟起動器切除。異步電動機軟起動器的組成框圖4.1三相異步電動機的起動附加：籠型三相異步電動機的軟起動主要實現(xiàn)方法：

電流斜坡起動電壓斜坡起動轉(zhuǎn)矩控制起動階躍起動4.1三相異步電動機的起動4.1.5

三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動1.串頻敏變阻器起動圖4-13繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子敏變阻器起動接線原理采用轉(zhuǎn)子回路串接三相對稱電阻，既能限制起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。（1）接線原理圖圖4-14頻敏變阻器結(jié)構(gòu)示意圖起動開始，KM2斷開，KM1閉合，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器起動。轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定值后，KM2閉合，切除頻敏變阻器。4.1三相異步電動機的起動圖4-15串頻敏變阻器起動工作原理圖起動時，轉(zhuǎn)子回路頻率較高，頻敏變阻器鐵損耗較大，轉(zhuǎn)子回路等效電阻較大，隨著轉(zhuǎn)子頻率的降低，頻敏變阻器作用逐漸減弱，起動結(jié)束后，頻敏變阻器幾乎不起作用。（2）頻敏變阻器的工作原理1-固有機械特性2-串頻敏變阻器機械特性4.1三相異步電動機的起動2.轉(zhuǎn)子串電阻分級起動增加轉(zhuǎn)子回路電阻，可以限制起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩。一般采用串電阻分級起動，逐級切除起動電阻，起動完成后，起動電阻全部切除。為簡化計算，在范圍內(nèi)，可用近似表達(dá)式計算各級起動電阻。由于耗能較高，一般不采用該方法。4.2三相異步電動機的制動①電磁轉(zhuǎn)矩T

與轉(zhuǎn)速n

同向，電機處于電動狀態(tài)，機械特性在Ⅰ、Ⅲ象限。②電磁轉(zhuǎn)矩T

與轉(zhuǎn)速n

反向，電機處于制動狀態(tài)，機械特性在Ⅱ、Ⅳ象限。1—固有機械特性；2—降低電源頻率的人為機械特性；3—電源相序為負(fù)序(如A-C-B)時的固有機械特性圖4-16三相異步電動機電動運行電機的四象限運行：三相異步電動機的三種制動：①能耗制動②反接制動③回饋制動4.2三相異步電動機的制動4.2.1

能耗制動1.能耗制動原理實現(xiàn)方法：將定子繞組切換到直流電源上，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割恒定磁場，產(chǎn)生具有制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。制動目的：實現(xiàn)拖動系統(tǒng)快速停車或使位能性負(fù)載勻速下放。圖4-17異步電動機能耗制動接線原理圖圖4-18異步電動機能耗制動原理圖4.2三相異步電動機的制動等效變換：將直流電建立的固定不變的磁場看成是以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)速變換為。等效變換原則：使通入直流電后建立的磁動勢大小與通入三相交流電產(chǎn)生的合成基波磁動勢大小相等。2.能耗制動的等效電路圖4-19磁動勢等效變換前后的相對轉(zhuǎn)速4.2三相異步電動機的制動假設(shè)定子繞組Y接，產(chǎn)生的固定磁動勢幅值為：電機通入三相對稱交流電，單相電流有效值為，則旋轉(zhuǎn)磁動勢幅值為：令，有。圖4-20定子繞組通入直流電時的磁動勢若定子繞組D接：4.2三相異步電動機的制動圖4-21三相異步電動機能耗制動時的一相等效電路能耗制動轉(zhuǎn)差率：（4-15）能耗制動等效電路：4.2三相異步電動機的制動圖4-22能耗制動的相量圖電磁轉(zhuǎn)矩：（4-16）3.能耗制動的機械特性（4-17）（4-18）（4-19）（4-20）4.2三相異步電動機的制動圖4-23異步電動機能耗制動機械特性能耗制動機械特性實用表達(dá)式為：（4-21）最大制動轉(zhuǎn)矩及對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為（4-22）（4-23）注意：能耗制動時磁場靜止不動，磁通量正比于直流電流。能耗制動時，既要制動轉(zhuǎn)矩大，又不能使定、轉(zhuǎn)子電流過大，必須適當(dāng)選擇與外接電阻值。4.2三相異步電動機的制動圖4-24三相異步電機帶不同負(fù)載時的能耗制動過程1—固有機械特性；2—能耗制動機械特性4.能耗制動分析反抗性負(fù)載——實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確停車。能耗制動切換瞬間，轉(zhuǎn)速不會突變，工作點A

B

O，電動機轉(zhuǎn)速降為零，電磁轉(zhuǎn)矩也為零，實現(xiàn)可靠停車。

位能性負(fù)載——實現(xiàn)穩(wěn)速下放。原點O

工作點C，穩(wěn)速下放重物。電動機軸上輸入的機械功率靠重物下降減少的位能提供，轉(zhuǎn)換為電功率后消耗在轉(zhuǎn)子回路中。4.2三相異步電動機的制動4.能耗制動分析

位能性負(fù)載——實現(xiàn)穩(wěn)速下放。A

B

O

C，穩(wěn)速下放重物。跳到工作點B后開始減速工作點C勻速下放工作點A勻速上升4.2三相異步電動機的制動4.能耗制動分析功率關(guān)系：電動機軸上輸入機械功率來自拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分減少的動能或位能性負(fù)載減少的位能，轉(zhuǎn)換為電功率后消耗在轉(zhuǎn)子回路中。說明：能耗制動過程中，外加直流電壓/電流越大，制動轉(zhuǎn)矩越大，制動時間越短，但可能會造成電機繞組過熱。4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2.2

反接制動1.定子兩相反接的反接制動實現(xiàn)方法：定子兩相電源反接。制動目的：快速制動停車或快速正反轉(zhuǎn)。特點：改變電源相序，旋轉(zhuǎn)磁場反向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能突變，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流反向，電磁轉(zhuǎn)矩也反向，電動機處于制動運行狀態(tài)。機械特性：位于第Ⅱ象限。圖4-25繞線轉(zhuǎn)子異步電動機定子兩相反接的反接制動接線原理圖（1）反接制動原理4.2三相異步電動機的制動說明：電動機既從電網(wǎng)吸收電功率，又從軸上輸入機械功率(拖動系統(tǒng)減少的動能），全部轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)差功率，消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻中。注意：轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入比起動電阻還大的電阻，以負(fù)擔(dān)大部分轉(zhuǎn)子銅損耗?；\型異步機反接制動的次數(shù)以及兩次制動之間的時間間隔均要受限制。圖4-26異步電動機反接制動機械特性（2）機械特性第二象限：（4-24）（4-25）（4-26）（4-27）4.2三相異步電動機的制動（3）制動分析若拖動反抗性負(fù)載若，，電機停車；若，，。若拖動位能性負(fù)載，，電機回饋制動運行于工作點F

。反接制動瞬間，工作點，若反向串入電阻不大，沿曲線4，；若反向串入大電阻，沿特性曲線3，

。拖動系統(tǒng)減速至零。4.2三相異步電動機的制動2.轉(zhuǎn)速反向的反接制動實現(xiàn)方法：轉(zhuǎn)子串入大電阻。制動目的：位能性負(fù)載穩(wěn)速下放。特點：電動機被位能性負(fù)載拖動反轉(zhuǎn)。機械特性：位于第Ⅳ象限。（4-28）說明：電動機從電網(wǎng)吸收的電功率和從軸上輸入的機械功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)差功率消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻中。；；。4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2.3

回饋制動1.反向回饋制動運行定子兩相電源反接的反接制動時，電機在位能性負(fù)載拖動下進(jìn)入第Ⅳ象限運行，，。圖4-27異步電機反相回饋制動回饋制動狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。4.2三相異步電動機的制動反向回饋制動運行時且，。（4-29）功率關(guān)系為（4-30）（4-31）說明:重物減少的位能變?yōu)殡妱訖C軸上輸入的機械功率，扣除轉(zhuǎn)子回路銅損耗后轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶殴β仕徒o定子，扣除定子銅損耗和鐵損耗后，余下的是回饋給電網(wǎng)的功率。4.2三相異步電動機的制動2.正向回饋籠型異步電動機采用變極調(diào)速或變頻調(diào)速時，高速變換到低速的降速過程中，會發(fā)生回饋制動過程。電動車下坡時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，電機電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速方向相反，抑制電車下坡速度，同時將電能回饋電網(wǎng)。圖4-28異步電動機正向回饋制動的機械特性4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2三相異步電動機的制動4.2.4

三相異步電動機的四象限運行（1）電動運行狀態(tài)：第一、三象限（T與n同向）圖4-29三相異步電動機的各種運行狀態(tài)拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件也是在工作點滿足：，且。（2）制動運行狀態(tài)：第二、四象限（T與n反向）4.3三相異步電動機的調(diào)速直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)的比較直流電機的換向器由若干銅片組成，銅片之間用云母片隔離絕緣，制造工藝復(fù)雜，增加了直流電機成本。與同等重量的鼠籠型異步電動機相比，直流電機要貴幾倍，單位重量的功率少一倍。換向器的換向能力限制了直流電機的容量和速度，直流電機的極限容量和速度之積約為106kW?r/min，許多大型機械的傳動電機已接近或超過該值，設(shè)計制造困難。電刷火花和環(huán)火限制了直流電機的安裝環(huán)境，易燃、易爆、多塵等惡劣環(huán)境不能使用直流電機。4.3三相異步電動機的調(diào)速直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)的比較直流電機的大部分功率（除勵磁以外）都是通過換向器流入電樞的，轉(zhuǎn)子發(fā)熱多，電機效率低。由于轉(zhuǎn)子散熱條件差，中大功率電機需要強迫風(fēng)冷或水冷。換向器和電刷易于磨損，需要經(jīng)常更換，降低了系統(tǒng)可靠性，增加了維修和保養(yǎng)的工作量。與上述分析相對應(yīng)，交流電機雖然控制比較復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝環(huán)境要求低，適于易燃、易爆、多塵的條件，尤其在大容量、高轉(zhuǎn)速應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)展迅速。4.3三相異步電動機的調(diào)速直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)的比較直流電機優(yōu)于交流電機之處在于轉(zhuǎn)矩控制簡單，但是隨著交流電機調(diào)速理論及技術(shù)的進(jìn)步，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)能達(dá)到直流調(diào)速系統(tǒng)的水平，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。在對“功率/重量”比、“功率/體積”比要求高的領(lǐng)域，如電動自行車、電動汽車、飛機中的電機拖動等，永磁同步電機已成為主流。4.3三相異步電動機的調(diào)速交流同步電機與異步電機的變壓變頻調(diào)速方法異步電機同步電機基于穩(wěn)態(tài)模型恒壓頻比控制單位電流最大轉(zhuǎn)矩控制速度閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制基于動態(tài)模型按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制正弦波驅(qū)動同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制功率因數(shù)控制、單位電流最大轉(zhuǎn)矩控制等無刷直流電機恒壓頻比控制（梯形波電壓）按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制4.3三相異步電動機的調(diào)速4.3.1調(diào)速原理

改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速可分為：轉(zhuǎn)速表達(dá)式調(diào)速方法有：

改變定子極對數(shù)p;

改變電源頻率;

改變轉(zhuǎn)差率s

調(diào)速。 降低電源電壓調(diào)速；轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速（僅對繞線異步機）；串級調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。 4.3三相異步電動機的調(diào)速（1）損耗功率控制型調(diào)速系統(tǒng)從能量轉(zhuǎn)換的角度看，調(diào)速時轉(zhuǎn)差功率是否增大，是變成熱能消耗掉還是得到回收，是評價調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。把上述異步電動機調(diào)速方法分為兩類：降低電源電壓調(diào)速；轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速（僅對繞線異步機）；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。 （2）電磁功率控制型調(diào)速系統(tǒng)變壓變頻調(diào)速是應(yīng)用最為廣泛的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。4.3三相異步電動機的調(diào)速4.3.2改變極對數(shù)調(diào)速

適用范圍：籠型異步電動機

變極原理：通過改變定子繞組的接線方式，改變極對數(shù)，

由變?yōu)?，同步轉(zhuǎn)速會升高一倍。圖4-30三相四極異步電動機U相定子繞組4.3三相異步電動機的調(diào)速注意事項：為保證調(diào)速前后電動機轉(zhuǎn)向不變，應(yīng)同時改變定子繞組兩相電源相序。說明：變極調(diào)速屬于有級調(diào)速，一般與降壓調(diào)速相結(jié)合，以擴大調(diào)速范圍，提高調(diào)速的平滑性。圖4-31三相二極異步電動機U相定子繞組（1）保持為常數(shù)，降頻調(diào)速——恒磁通控制方式4.3三相異步電動機的調(diào)速4.3.3變頻調(diào)速為避免電動機鐵心磁路飽和，降低電源頻率的同時，必須減小電源電壓。1.由基頻向下變頻調(diào)速（4-32）4.3三相異步電動機的調(diào)速（1）保持為常數(shù)，降頻調(diào)速——恒磁通控制方式（4-33）（4-34）（4-35）

、與無關(guān)，各條機械特性曲線工作段相互平行，硬度相同。屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。圖4-32保持E1/f1為常數(shù)時變頻調(diào)速的機械特性4.3三相異步電動機的調(diào)速（2）保持為常數(shù)，降頻調(diào)速（4-36）（4-38）（4-37）在低頻運行時，下降較多，電動機機械性能變差，可能會帶不動負(fù)載。圖4-33保持U1/f1為常數(shù)時變頻調(diào)速的機械特性由于感應(yīng)電動勢難測量，而，保持為常數(shù)，磁通近似為常數(shù)，屬于近似恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。4.3三相異步電動機的調(diào)速保持U1為額定值，隨著f1的升高，氣隙磁通Ф1減小，相當(dāng)于他勵直流電動機的弱磁調(diào)速方式。2.由基頻向上變頻調(diào)速（4-39）（4-40）（4-41）4.3三相異步電動機的調(diào)速2.由基頻向上變頻調(diào)速圖4-34保持U1恒定，升頻調(diào)速時的機械特性（4-42）

越高，與越小，不變，各機械特性運行段近似平行。基頻向上變頻調(diào)速屬恒功率調(diào)速。4.3三相異步電動機的調(diào)速3.變頻調(diào)速的特點變頻器具有機械特性較硬，靜差率小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍廣，平滑性高等特點，可實現(xiàn)無級調(diào)速；變頻調(diào)速時，轉(zhuǎn)差率較小，轉(zhuǎn)差功率損耗較小，效率較高；變頻調(diào)速時，基頻以下的調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，基頻以上調(diào)速時，近似為恒功率調(diào)速方式；隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器向著性能優(yōu)異，價格便宜，操作方便等趨勢發(fā)展，獲得了廣泛應(yīng)用。4.3三相異步電動機的調(diào)速4.3.4改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速1.降低定子電壓調(diào)速特點：與不變，，調(diào)速窄，無實用價值。改進(jìn)：降壓同時轉(zhuǎn)子串電阻或用高轉(zhuǎn)差率籠型異步機，

調(diào)速范圍變寬，但機械特性變軟。再改進(jìn)：采用速度閉環(huán)控制，提高機械特性硬度。圖4-35三相異步電動機降壓調(diào)速時的機械特性1—恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；2—風(fēng)機、泵類負(fù)載圖4-36具有速度反饋的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)4.3三相異步電動機的調(diào)速2.轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速圖4-37繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時的機械特性外串電阻計算：若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，有缺點：(1)只能實現(xiàn)分級調(diào)速；(2)轉(zhuǎn)子外串電阻越大，消耗的轉(zhuǎn)差

功率越大，效率越低。(3)低速下運行時機械特性軟，穩(wěn)定性不好。改進(jìn)：串級調(diào)速特點：與不變，。4.3三相異步電動機的調(diào)速3.串級調(diào)速在轉(zhuǎn)子回路中串入與轉(zhuǎn)子同頻率（）的可控外加電動勢，通過改變的大小和相位，將轉(zhuǎn)差功率回饋到電網(wǎng)，既可節(jié)能，又可調(diào)速。（1）

串級調(diào)速原理圖4-38轉(zhuǎn)子回路串入附加電動勢時的一相等效電路

1）

與同相或反相（4-43）同相時為超同步串級調(diào)速：反相時次同步串級調(diào)速：（4-44）4.3三相異步電動機的調(diào)速

2）

超前90°由于提供了部分無功電流，減小了定子從電源吸收的無功電流，因此提高了功率因數(shù)。圖4-39轉(zhuǎn)子串入超前90°的前后的異步電動機相量圖4.3三相異步電動機的調(diào)速

3）

超前任一角度θ圖4-40超前任一角度θ

時轉(zhuǎn)子回路相量圖將分解為兩個分量，與同相的分量能使電動機升速；超前90°的分量可以提高定子的功率因數(shù)。4.3三相異步電動機的調(diào)速（2）

串級調(diào)速的機械特性超前的一般情況下：（4-46）（4-45）（4-47）（4-49）（4-50）（4-48）4.3三相異步電動機的調(diào)速（4-50）（4-51）

1）θ=90°時超前90°時，臨界轉(zhuǎn)差率不變，對轉(zhuǎn)速影響不大，最大轉(zhuǎn)矩比時，增大了倍。

2）θ=0°或θ=180°時其中，為旋轉(zhuǎn)磁場與引起的那部分電流相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量。4.3三相異步電動機的調(diào)速（4-53）圖4-41串級調(diào)速時異步電動機的機械特性時，串級調(diào)速機械特性上移，可向上調(diào)速。

時，串級調(diào)速機械特性下移，可向下調(diào)速。（4-54）4.3三相異步電動機的調(diào)速（3）

串級