變頻調速系統的控制方式有變壓變頻(U/f)控制、向量控制、直接轉矩控制等。根據非同步電動機的轉速公式，非同步電動機的轉速有下列三種調節方式。

    ①調頻調速。改變三相交流電的頻率廠，可調節非同步電動機的同步轉速，從而調節非同步電動機的轉子轉速。平滑改變三相交流電的頻率，可實現非同步電動機的無級調速。

    ②改變磁極對數p。增加磁極對數，使同步轉速降低。與調頻調速不同，這種調速方式會成倍改變轉速。

    ③改變轉差率s。減小轉差率s，使同步轉速增加。

    非同步電動機的變頻調速系統中，恆壓頻比調速系統的應用最廣。這類調速系統的特點是調節電動機轉速的同時需調節電動機定子供電電源的電壓和頻率，因此，該調速系統的機械特性可平滑地上下移動，轉差功率不變，調速時不增加轉差功率消耗，有很高執行效率。

    ①變壓調速控制方式。根據非同步電動機工作原理，只需要平滑調節三相交流電的頻率，就可實現非同步電動機的無級調速，使三相交流非同步電動機的調速效能優於直流電動機。由於電動機在轉速改變過程中，轉差率的變化保持在最小數值，因此，採用變頻調速控制方式，非同步電動機的功率因數很高。

    定子繞組輸入三相交流電壓時，流過定子繞組中的三相電流產生旋轉磁場，其磁感應線經定子和轉子鐵芯而閉合，它在轉子的每相繞組感應出電動勢E2，也在定子的每相繞組感應出電動勢E1，其值為

    E1 =4.44KN1f1N1Φm    (1-5)

    式中，N1是定子每相繞組的匝數；KN1是定子基波繞組係數；f1是交流電的頻率；Φm是通過每相繞組的磁通最大值，在數值上等於旋轉磁場的每極磁通。

    對特定電動機，N1和KN1固定，因此，E1、f1和Φm可變。非同步電動機調速時，應保持每相繞組的磁通不變。即E1/f1不變。

    為使電動機鐵芯得到充分利用，通常額定磁通密度設計在磁化曲線的臨界飽和點。即

       (1-6)

    非同步電動機調速時，如果只改變定子頻率f1，例如，調高頻率f1而感應電動勢E1不變，則根據上式，磁通Φm將減小，使電動機的拖動能力降低，帶動恆轉矩負載時，會因電動機的電磁轉矩小於負載轉矩而發生堵轉，即出現欠勵磁現象。同樣，調低頻率f1而感應電動勢E1不變，磁通Φm將增大，進入磁飽和，增大勵磁電流，增大定子銅耗，造成繞組過熱，功率因數下降，直到電動機燒燬，出現過勵磁現象。因此，實現非同步電動機的變頻調速，應在改變頻率的同時相應改變感應電動勢，使其比值保持不變，才能使每相繞組的磁通不變。

    非同步電動機的調速分為基頻下調和基頻上調兩種。基頻下調通常採用恆轉矩調速方式，基頻上調通常採用恆功率調速方式。表1-21是基頻下調和基頻上調時電動機的機械特性。

    表1-21    調頻時電動機的機械特性

    綜合基頻下調和基頻上調的情況，可得到圖1-15所示的變頻調速控制特性。在基頻以下為恆轉矩調速區，在該區，磁通和轉矩保持不變，功率與頻率（轉速）成正比。基頻以上為恆功率調速區。在該區，功率保持不變，磁通和轉矩與頻率（轉速）成反比。

    圖1-15 (a)中，定子電壓升高到US用於補償定子的壓降，提高感應電動勢，使E1/f1不變。

    ②轉差率調速控制方式。該控制方式是對壓頻比控制方式的改進，它有利於改善非同步電動機變頻調速的靜態和動態效能。

    忽略非同步電動機的轉子功率因數角等因素，電動機電磁轉矩可表示為

    圖1-15    非同步電動機調速時的控制特性

        (1-7)

    上式表明，當磁通Φm固定時，電磁轉矩Te與轉差角頻率△ω成正比，如圖1-16所示。因此，在轉差角頻率△ω小於最大轉差角頻率△ωmax時，可通過調節轉差率實現改變電動機的電磁轉矩。

    從式(1-7)可得，最大電磁轉矩Temax和最大轉差角頻率分別為

    (1-8)

    圖1-16    電磁轉矩與轉差角頻率的關係

    圖1-17    定子電流與轉差角頻率的關係

    這表明電動機確定後，其最大電磁轉矩僅由磁通Φm決定，而最大轉差角頻率與磁通無關。因此，保持磁通不變，可通過改變轉差角頻率來獨立控制電磁轉矩。

    要磁通不變，必須恆定勵磁電流，而勵磁電流Im是定子電流Is的一部分，它由定子電流和轉子折算到定子的電流Ir兩部分確定。定子電流與轉差角頻率的關係如圖1-17所示。

    從圖中可知，理想空載時，轉差角頻率為0，定子電流等於勵磁電流。當轉差角頻率增加時，應相應地增加定子電流。如果能夠按照圖示曲線控制定子電流，就能使磁通保持不變。