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异步电动机调速常用来改善机床的调速性能和简化机械变速装置。根据三相异步电动机的转速公式 n ＝60 f 1 （1－ s ） /p 可知，三相异步电动机的调速方法有变极（ p ）调速、变转差率（ s ）调速和变频（ f 1 ）调速三种。而变极对数调速一般仅适用于笼型异步电动机变转差率调速，可分通过调节定子电压、心变转子电路中的电阻以及采用串级调速来实现。变频调速是现代电力传动的一个主要发展方向，已广泛应用于工业自动控制中。本节主要介绍三相笼型异步电动机变极调速电路。
三相笼型电动机采用改变磁极对数调速，改变定子极数时，转子极数也同时改变，笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极数而定。
改变定子绕组极对数的方法有：
①装一套定子绕组，改变它的连接方式就得到不同的极对数；
②定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组；
③定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组，而每套绕组本身又可以改变其连接方式，得到不同的极对数。
多速电动机一般有双速、三速、四速之分。双速电动机定子装有一套绕组，三速和四速电动机则装有两套绕组。双速电动机三相绕组连接图如图2.25 所示。图（a）为三角形与双星形连接法；图（b）为星形与双星形连接法。应当注意，当三角形或星形连接时， p ＝2（低速），各相绕组互为 240 ° 电角度；当双星形连接时， p ＝1（高速），各相绕组互为 120°电角度。为保持变速前后转向不变，改变磁极对数时必须改变电源时序。
图2.25 双速电动机三相绕组连接图
双速电动机调速控制线路如图2.26 所示。图中KM1 为△连接接触器，KM2、KM3 为双Y连接接触器，SB2 为低速启动按钮，SB3 为高速启动按钮，HL1、HL2 分别为低、高速指示灯。
图2.26 双速电动机调速控制线路
电路工作时，合上开关QS接通电源，当按下SB2，接触器KM1 线圈通电并自锁，电动机作△连接，实现低速运行，HL1 亮。需高速运行时，按下SB3，KM2、KM3 线圈通电并自锁，电动机接成双星形连接实现高速运行，HL2 亮。
由于电路采用了SB2、SB3 的机械互锁和接触器的电气互锁，能够实现低速运行直接转换为高速，或由高速直接转换为低速。
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20 世纪 60 年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20 世纪 70 年代开始，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20 世纪 80 年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20 世纪 80 年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。
变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。我们现在使用的变频器主要采用交－直－交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率，电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制四个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波，直流储能和缓冲无功功率。
变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理可以分为V/F控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。目前市场上低压通用变频器品牌很多，包括欧、美、日及国产的共约 50 多种。选用变频器时不要认为档次越高越好，而要按负载的特性，以满足使用要求为准，以便做到量才使用、经济实惠。表2.1 中所列参数供选用时参考。
表2.1 变频器控制方式参数
首先要根据机械对转速（最高、最低）和转矩（启动、连续及过载）的要求，确定机械要求的最大输入功率（即电机的额定功率最小值）。有经验公式 P ＝ nT /9 950 kW
式中 P ——机械要求的输入功率，kW；
n ——机械转速，r/min；
T ——机械的最大转矩，N·m。
然后选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围，使连续负载容量高一些。为了充分利用设备潜能，避免浪费，可允许电机短时超出同步转速，但必须小于电机允许的最大转速。转矩取设备在启动、连续运行、过载或最高转速等状态下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流的原则来确定变频器的参数与型号。
MICROMASTER 420 是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，从单相电源电压、额定功率 120 W到三相电源电压、额定功率 11 kW供用户选择。
本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出部件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可以选择的，因而降低了电动机的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护，MICROMASTER 420 具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER 420 具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。
MICROMASTER 420 既可用于单机驱动系统，也可集成到“自动化系统”中。其主要特点有：
1）主要特性
①易于安装；
②易于调试；
③牢固的EMC设计；
④可由IT（中性点不接地）电源供电；
⑤对控制信号的响应是快速和可重复的；
⑥参数设置的范围广，确保它可对广泛的应用对象进行配置；
⑦电缆连线简单；
⑧采用模块化设计，配置非常灵活；
⑨脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪声低；
⑩详细的变频器状态信息和信息集成功能；
⑪有多种可选件供用户选用，如用于PC通信的通信模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通信的PROFIBUS通信模块。
2）性能特征
①磁通电流控制（FCC），改善了动态响应和电动机的控制特性；
②快速电流控制（FCL）功能，实现正常状态下的无跳闸运行；
③内置的直流注入制动；
④复合制动功能改善了制动特性；
⑤加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能；
⑥具有比例积分（PI）控制功能的闭环控制；
⑦多点 V/f 特性。
3）保护特性
①过电压/欠电压保护；
②变频器过热保护；
③接地故障保护；
④短路保护；
⑤ I 2 t 电动机过热保护；
⑥PTC电动机保护。
电源和电动机的接线必须按照图2.27 所示的方法进行。打开变频器的盖子后，就可以连接电源和电动机的接线端子。
图2.27 电源和电动机的连接方法
变频器的设计允许它在具有很强电磁干扰的工业环境下运行。通常，良好的安装质量，可确保安全和无故障的运行。防电磁干扰的措施如下：
a.机柜内所有设备需用短而粗的接地电缆连接到公共接地点或公共的接地母线；
b.变频器连接的任何设备都需要用短而粗的接地电缆连接到同一个接地网；
c.由电动机返回的接地线直接连接到控制该电动机变频器的接地端子（PE）上；
d.接触器的触点最好是扁平的，因为它们在高频时阻抗较低；
e.截断电缆的端头时应尽可能整齐，保证未经屏蔽的线段尽可能短；
f.控制电缆的布线应尽可能远离供电电源线，使用单独的走线槽；必须与电源线交叉时，采取 90°直角交叉；
g.无论何时，与控制回路的连接线都应采用屏蔽电缆。
4）操作
MICROMASTER 420 变频器在标准供货方式时装有状态显示板（SDP），对一般用户利用SDP和厂家的缺省设置值就可以使变频器正常投入运行。如果厂家的缺省设置值不适合用户的设备情况，可使用基本操作版（BOP）或高级操作板（AOP）修改参数，使之匹配。也可用PC IBN工具“Drive Monitor”或“STARTER”来调整厂家的设置值。相关的软件在随变频器供货的CD ROM中可以找到。
①用状态显示板（SDP）调试和操作的条件。
SDP的面板上有两个LED，用于显示变频器当前的运行状态。采用SDP时，变频器的预设定值必须与电动机的额定功率、电压、额定电流、额定频率数据兼容。此外，还必须满足以下条件：
a.线性 V/f 电动机速度控制，模拟电位计输入；
b.50 Hz供电电源时，最大速度为 3 000 r∕min；可以通过变频器的模拟输入电位计进行控制；
c.斜坡上加速时间/斜坡下加速时间＝10 s。
②缺省设置值。
用SDP操作时的缺省设置值见表2.2。
表2.2 用SDP操作时的缺省设置值
③用SDP进行的基本操作。
使用变频器上装设的SDP可进行以下操作：
a.启动和停止电动机；
b.电动机反向；
c.故障复位。
使用基本操作版（BOP）或高级操作板（AOP）进行修改参数、调试和操作参看MICROMASTER 420 变频器使用大全。