1、定子調(diào)壓調(diào)速由異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性方程可知，異步電動機的轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。因此，改變異步電動機的定子電壓也就是改變電動機的轉(zhuǎn)矩和機械特性，從而實現(xiàn)調(diào)速，這是一種比較簡單的方法。尤其是晶閘管技術(shù)的發(fā)展，以及晶閘管“交流開關(guān)”元件的廣泛運用。
（1）交流調(diào)壓電路
圖1（a）所示為單相交流反并聯(lián)電路，圖1（b）所示為采用雙向晶閘管的交流調(diào)壓電路，圖1（c）所示為其帶電阻性負載時的電壓電流波形圖。由圖可知，當(dāng)電源電壓為正半周時，在控制角為α的時刻觸發(fā)vs1使之導(dǎo)通，電壓過零時，vs1自行關(guān)斷。負半周時，在同一控制角α下觸發(fā)vs2，如此不斷重復(fù)，負載上便得到正負對稱的交流電壓。改變晶閘管控制角α的大小就可以改變交流電壓的大小。對于電阻性負載其電流波形與電壓波形同相的。
晶閘管交流調(diào)壓的觸發(fā)電路在原理上與晶閘管整流所用的觸發(fā)電路是相同的，只是要使每周期輸出的兩個脈沖彼此沒有公共點且要有良好的絕緣。
若晶閘管調(diào)壓電路帶電感性負載，其電流波形由于電感上的電流不能突變而有滯后現(xiàn)象，其波形如圖1（d）所示。
圖1 晶閘管交流調(diào)壓電路
由于電感性負載中的電流的波形滯后于電壓的波形，因此，當(dāng)電壓過零變?yōu)樨摰臅r候電流經(jīng)過一個延遲角才能降到零，從而晶閘管也要經(jīng)過一個延遲角才能關(guān)斷。延遲角的大小與控制角α、負載功率因數(shù)角φ都有關(guān)系，這一點與單相整流電路帶電感性負載十分相似。
將三對反并聯(lián)的晶閘管分別接至三相負載即構(gòu)成了一個典型的三相交流調(diào)壓電路。負載可以是y形連接，也可以是三角形連接，y形連接的三相異步電機負載交流調(diào)壓調(diào)速電路1（e）所示。
（2）異步電動機的調(diào)壓特性
一般而言，異步電動機在輕載時，即使外加電壓變化很大，轉(zhuǎn)速變化也很小。而在重載時，若降低供電電壓，則轉(zhuǎn)速下降，同時最大轉(zhuǎn)矩也迅速下降，可能會出現(xiàn)過載甚至停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而引起電動機過熱甚至燒壞。因此，了解異步電動機調(diào)壓時的機械特性，對于了解如何改變供電電壓來實現(xiàn)均勻調(diào)速是十分有益的。
如圖2所示，對于普通異步電動機，當(dāng)改變定子電壓時，得到一組不同的機械特性。在圖9.5中，同時畫出了恒轉(zhuǎn)矩負載（直線1）和風(fēng)機水泵類負載（曲線2）的特性。對于恒轉(zhuǎn)矩負載，電動機只能在機械特性的直線段（到段）穩(wěn)定運行，在不同電壓下，穩(wěn)定運行點為，改變電壓時速度變化不大，而最大轉(zhuǎn)矩卻迅速減小，所以調(diào)速范圍非常有限。對于籠型異步電動機，可以將電動機轉(zhuǎn)子的鼠籠由鑄鋁材料改為電阻率較大的黃銅條，使之具有較傾斜的機械特性。即使這樣，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍仍然不大，而且低速運行穩(wěn)定不好，不能滿足生產(chǎn)機械的要求。而對于風(fēng)機水泵類負載，電動機可以穩(wěn)定運行在機械特性的任何一點，調(diào)壓調(diào)速范圍寬。
圖2異步電機調(diào)壓調(diào)速時的機械特性
根據(jù)異步電動機的運行原理，當(dāng)電動機定子接入三相電源后，定子繞組中建立的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流，兩者相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩t。這個轉(zhuǎn)矩將使轉(zhuǎn)子加速直到最后穩(wěn)定運行于低于同步轉(zhuǎn)速的某一速度為止。由于旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子具有不同的速度，因此，傳到轉(zhuǎn)子上的電磁功率與轉(zhuǎn)子軸上產(chǎn)生的機械功率之間存在功率差，這個功率差稱為轉(zhuǎn)差功率，它將通過轉(zhuǎn)子發(fā)熱而消耗掉。在較低速時，轉(zhuǎn)差功率將很大，所以，這種調(diào)壓調(diào)速方法不太適合于長期工作在低速的工作機械，如要用于這種機械，電動機容量就要適當(dāng)選擇大一些。
如果負載具有轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的特性，如圖所示曲線2，則當(dāng)向低速方向調(diào)速時轉(zhuǎn)矩減小，電磁功率及輸入功率也減小，從而使轉(zhuǎn)差功率較恒轉(zhuǎn)矩負載時小得多。因此，調(diào)壓調(diào)速方法更適合于風(fēng)機水泵類的負載，調(diào)速范圍較寬。這類產(chǎn)品很多，例如：美國a-b公司的智能馬達控制器smc（smart motor controller），就是在交流電源與電動機之間接入六個晶閘管元件進行交流調(diào)壓，每相串接兩個反并聯(lián)的晶閘管，使電流可以正、反向流動。智能馬達控制器具有斜波起動、限流起動、全壓起動、雙斜波起動、泵控制、預(yù)制低速運行、智能制動、帶制動的低速運行、軟停止、準(zhǔn)確停車、相平衡等控制和故障診斷功能，它還能與rs-232、rs-485、柔性i/o、device net通信，這樣就可以方便地集成到現(xiàn)有的自動控制系統(tǒng)中去，特別是它的價格比變頻器低得多，因此在調(diào)速精度要求不太高的場合使用較多，如通風(fēng)機、切碎機、攪拌機、離心泵等。
2、繞線式異步電機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速
繞組式異步機轉(zhuǎn)子串電阻時的機械特性如圖3所示，其中為轉(zhuǎn)子固有電阻，為串接電阻，且。
圖3 繞組式異步電機轉(zhuǎn)子串電阻時的機械特性
3、繞線式異步電機串級調(diào)速
前面介紹的改變轉(zhuǎn)差率的調(diào)速方法（調(diào)壓調(diào)速、串電阻調(diào)速等），都是以轉(zhuǎn)差功率損耗為代價的，效率較低，浪費大。如何將消耗于轉(zhuǎn)子電阻的功率利用起來，同時又能提高調(diào)速性能，這就是串級調(diào)速方法的指導(dǎo)思想。
對于繞線式異步電機，在其轉(zhuǎn)子上不是串入電阻，而是串入與轉(zhuǎn)子電勢同頻率的附加電勢，這時轉(zhuǎn)子電流i2變?yōu)?br>（9.2）
可見，在轉(zhuǎn)子回路中，串入與e2同相頻率的交流附加電勢后，如果與e2同相位則轉(zhuǎn)子電流增大，從而使＞，電機轉(zhuǎn)速升高。同理，若與e2反相，則轉(zhuǎn)子電流減小，使電機的轉(zhuǎn)速下降。通過改變的幅值和相位來實現(xiàn)調(diào)速，同時通過產(chǎn)生的電路將轉(zhuǎn)差功率返回到電源去。因此，即使電動機運行在低速，也只有少量功率消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，仍具有較高的效率。
串極調(diào)速要求有一個與轉(zhuǎn)子電勢同頻率的附加電勢，真正實現(xiàn)起來非常困難。因為，轉(zhuǎn)子電勢的頻率是隨轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)差率的變化而變化的。但是，串級的目的是利用附加電勢和轉(zhuǎn)子電流的相互作用來吸收或提供轉(zhuǎn)差功率，為此，我們可以通過變換的方法，將轉(zhuǎn)子的交流電壓變成直流電壓，再串入直流的附加電勢，直流附加電勢由晶閘管逆變裝置提供，這樣就避免了需要隨時改變附加電勢頻率的復(fù)雜問題。串級調(diào)速的原理如圖4所示。
圖4 繞組式異步電機轉(zhuǎn)子串電阻時的機械特性
串級調(diào)速的特點是效率較高（85%~93%），可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，閉環(huán)控制較簡單（與變頻調(diào)速相比）。但也存在功率因數(shù)較低的缺點，滿載運行時也只有0.6左右。