1.2.1 调压调速控制和变压变频调速控制技术

调压调速控制和变压变频调速控制是交流电机控制系统中常见的两种调速方法，也是交流电机早期调速控制较为成熟的控制方法。根据交流电机类型，交流电机变频调速分为异步电机变频调速和同步电机变频调速。

1.异步电机调压调速控制和变压变频调速控制

异步电机可通过调节供电电压或改变定子电枢电流频率f或转差率s来实现电机的转速控制。异步电机从定子电枢绕组传递到转子的功率包括拖动负载的机械功率和转差功率两部分。按照对异步电机转差功率的处理方式，异步电机调压调速控制和变压变频调速控制包括转差功率消耗型、转差功率回馈型和转差功率不变型三类调速控制方法。

转差功率消耗型调速控制系统的结构较为简单，设备成本较低，在小容量异步电机调速控制系统中有一定的应用。常见的转差功率消耗型调速控制方法有降压调速、转差离合器调速和绕线转子串电阻调速。由于转差功率消耗型变频调速控制的全部转差功率均以热能的形式耗散掉，该类调速控制效率较低，而且转速越小效率越低，是一种低效、耗能的调速控制方法。

在转差功率回馈型调速控制系统中，转差功率主要通过功率变换装置回馈给电网，电机的转速越低，回馈给电网的转差功率越多。绕线转子异步电机串级调速和双馈异步电机调速属于转差功率回馈型调速控制。该类调速控制的转差功率仅有一部分被转子电阻消耗，其余回馈到电网，整个调速系统的效率较高，但需要增加一些额外的设备。

在转差功率不变型调速控制系统中，除了转子电阻消耗，无论转速高低，转差功率基本保持不变。变压变频调速是一种应用最为广泛的转差功率不变型调速控制方法，可实现异步电机高动态性能调速控制。该类调速控制的转差功率仅有一部分被转子电阻消耗，其余均回馈到电网，整个调速系统的效率较高，但也需要增加一些额外的设备。相较于转差功率消耗型调速控制和转差功率回馈型调速控制，转差功率不变型调速控制的效率最高，但需要配备与异步电机容量相当的功率变换装置，造成了该类调速系统的成本较高。

2.同步电机变压变频调速控制方法

同步电机没有转差率，转差功率为零，故同步电机调速控制是属于转差功率不变型调速控制方法。因此，同步电机只能通过变压变频调速控制方法来调节电机转速。同步电机的变压变频调速控制分为两大类：他控式变压变频调速控制和自控式变压变频调速控制。他控式变压变频调速控制是指同步电机由独立的变频电源供电，电机转速严格跟随变频电源频率变化。由于电机转速由外部给定信号决定，同步电机可能存在失步、振荡等问题，其应用领域受到限制。同步电机变压变频调速控制一般采用自控式变压变频调速控制，即通过电机轴上安装的位置传感器检测转子位置信号，然后控制回路根据接收的转子位置信号通断功率变换装置中的功率开关器件，使各定子电枢绕组获得与转子转速对应的三相交流电，达到电机转速调节的目的。由于自控式变压变频调速控制方法采用频率闭环控制，同步电机不存在失步、振荡等问题。