由異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩和機械特性方程可知，異步電動機的輸出轉(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)矩及機械特性，從而實現(xiàn)調(diào)速，這是一種比較簡單而方便的方法。
一、采用晶閘管的交流調(diào)壓電路
1．單相交流調(diào)壓電路
單相晶閘管交流調(diào)壓電路的種類很多，但應(yīng)用最廣的是反并聯(lián)電路?，F(xiàn)以此電路為代表分析它帶電阻性負載及電感性負載的工作情況。
圖1所示為單相交流反并聯(lián)電路及其帶電阻性負載時的電壓電流波形。
圖1 單相交流反并聯(lián)電路及波形圖
(a)反并聯(lián)晶閘管電路圖 (b)雙向晶閘管示意圖
(c) 較小時的電壓電流波形圖 (d) 較大時的電壓電流波形圖
由圖1可見：不斷重復(fù)觸發(fā)vs1、vs2，負載上便得到正負對稱的交流電壓。改變晶閘管控制角的大小，就可以改變負載上交流電壓的大小。對于電阻性負載其電流波形與電壓波形同相。如果晶閘管調(diào)壓電路帶電感性負載（如異步電動機），其電流波形由于電感上電流不能突變而有滯后現(xiàn)象，其電路和波形如圖2所示。
由圖可見：不斷重復(fù)觸發(fā)vs1、vs2，負載上便得到正負對稱的交流電壓。改變晶閘管控制角的大小，就可以改變負載上交流電壓的大小。對于電阻性負載其電流波形與電壓波形同相。如果晶閘管調(diào)壓電路帶電感性負載（如異步電動機），其電流波形由于電感上電流不能突變而有滯后現(xiàn)象，其電路和波形如圖2所示。
圖2 帶電感性負載的電路及波形圖
由于電感性負載中電流的波形滯后于電壓的波形，因此，當(dāng)電壓過零變?yōu)樨撝岛箅娏鹘?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、負載功率因數(shù)角都有關(guān)系，這一點和單相整流電路帶電感性負載相似。
2.三相交流調(diào)壓電路
工業(yè)中常用的異步電動機都是三相的，因此晶閘管交流調(diào)壓電路大都采用三相交流調(diào)壓電路。將三對反并聯(lián)的晶閘管（或三個雙向晶閘管）分別接至三相負載就構(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，也可以是形連接，y形接法的電阻性負載如圖3所示。
圖3 y形接法電阻性負載圖
三相交流調(diào)壓電路的分析與單相電路的分析大同小異,但必須注意它的特殊性。1）為保證輸出電壓對稱并有相應(yīng)的控制范圍，首先要求觸發(fā)信號必須與交流電源有一致的相序和相位差。2） 其次是在感性負載或小導(dǎo)通角情況下，為了確保晶閘管可靠觸發(fā)，如同三相全控橋式整流電路一樣，要求采用控制角大于60度雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)電路。
二、異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
1．異步電動機調(diào)壓調(diào)速特性
如圖.4所示為異步電動機改變定子電壓時的一組機械特性曲線。
(a)普通異步電動機的特性(b)籠型異步電動機的特性
圖4 異步電動機改變定子電壓時的一組機械特性曲線
在某一負載的情況下，將穩(wěn)定工作于不同的轉(zhuǎn)速[如圖(a)中a,b,c三點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
由圖可見，異步電動機調(diào)壓調(diào)速的特點如下： 1）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。即電動機的轉(zhuǎn)速變化范圍不大； 2）異步電動機在重載時，如果降低供電電壓，則轉(zhuǎn)速下降很快，甚至停轉(zhuǎn)，從而引起電動機過熱甚至燒壞； 3）如果要使電動機能在低速段運行（如點d），一方面?zhèn)鲃酉到y(tǒng)運行不穩(wěn)定，另外，隨著電動機轉(zhuǎn)速的降低會引起轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大，可能引起過熱而損壞電動機。所以，為了使電動機能在低速下穩(wěn)定運行又不致過熱，要求電動機轉(zhuǎn)子繞組有較高的電阻。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，使之具有如圖(b)所示的機械特性。即使這樣，調(diào)速范圍仍不大，且低速時運行穩(wěn)定性不好，不能滿足生產(chǎn)機械的要求。
1．異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
為了既能保證低速時的機械特性硬度，又能保證一定的負載能力，一般在調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)里采用轉(zhuǎn)速負反饋構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖5
1）晶閘管交流調(diào)壓系統(tǒng):
2）速度調(diào)節(jié)過程如下：
3）特點：(1) 只要能平滑地改變定子電壓，就能平滑調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速；
(2)加轉(zhuǎn)速負反饋后，低速的特性較硬，調(diào)速范圍亦較寬。
異步電動機調(diào)壓調(diào)速時的損耗及容量限制
傳到轉(zhuǎn)子上的電磁功率與轉(zhuǎn)子軸上產(chǎn)生的機械功率之差叫損耗功率，也叫轉(zhuǎn)差功率。
由于旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子具有不同的速度，因此，轉(zhuǎn)差功率為：
由上可見： 1)轉(zhuǎn)差功率的大小由轉(zhuǎn)差率s決定； 2)這個轉(zhuǎn)差功率,它將通過轉(zhuǎn)子導(dǎo)體發(fā)熱而消耗掉； 3)在調(diào)壓調(diào)速中，如果工作在低速狀態(tài)，s將較大，即轉(zhuǎn)差功率很大，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。另外，若負載具有轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的特性（如通風(fēng)機類型的工作機械），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，定子調(diào)壓調(diào)速的方法特別適合于通風(fēng)機及泵類等機械。