磁極轉速n2的高低由磁極磁場的強弱而定，亦即由勵磁電流的大小而定。當勵磁電流大時，n2就高，磁極與電樞之間只要有較小的轉差率，就能產生足夠大的渦流轉矩來帶動負載；當勵磁電流小時，n2就低，必須有大的轉差率才能產生帶動負載的渦流轉矩。所以，改變勵磁電流的大小就可達到泵或風機調速的目的。

根據電磁轉差離合器的上述工作原理，所以它又被稱作渦流聯軸器、渦流式電磁轉差離合器等。

電磁轉差離合器也是一種有轉差損耗的低效調速裝置，調速效率等于調速比，即：η=n2/n1=i，in=0.83～0.87，當與泵或風機聯接調速時，最大調速損耗為：

ΔPmax=0.148P2max/in3=0.148P1max/in2≈(0.23～0.26)P2max

調速的經濟性比液力耦合器及液力調速離合器更差。

其優(yōu)點是：

——可靠性高，只要把絕緣處理好，就能實現長期無檢修工作；

——占地面積小，控制功率小，一般僅為電動機額定功率的1％～2％；

——結構簡單，加工容易，價格低廉。

其缺點是：

——存在轉差損耗，尤其是當in較低時，運行經濟性較差；

——容量較大時，需采用空冷或水冷，結構較復雜；

——調速響應時間長；

——噪聲較大。

適用于轉速不很高、調速范圍不很寬的中小容量泵與風機的調速傳動。

表4 液力耦合器、液力調速離合器、電磁調速離合器的工作特性比較

用改變鼠籠式電動機定子電壓值實現調速的方法 稱 為 定 子 調 壓 調 速 簡 稱 為 調 壓 調 速 。

鼠 籠 式 電 動 機 在 不 同 的 定 子 電 壓 時 ， 可 以 得 到 一 組 人 為 機 械 特 性 ， 如 圖6所 示 。 由 電 機 學 基 本 原 理 可 知 ， 改 變 電 動 機 的 定 子 電 壓 時 ， 具 有 以 下 特 性 ：

(a)普通鼠籠型

(b)高轉子電阻值鼠籠型

圖6 鼠籠型電動機變定子電壓時的機械特性

——異步電動機的同步轉速n1不變；

——轉矩M與定子電源電壓U1的平方成正比，即M∝U12；

——最大轉矩Mmax與定子電源電壓U1的平方成正比，即Mmax∝U12；

——當定子電源電壓變化時，最大轉矩處的轉差率scr（臨界轉差率）不變。

在圖6上作出負載轉矩特性曲線，則電動機轉矩轉速特性曲線與負載轉矩轉速特性曲線的交點，即為電動機的運行點。圖上作出了兩種負載轉矩特性曲線：恒轉矩特性曲線和轉矩與轉速平方成比例（M∝n2）的轉矩特性曲線。葉片式泵與風機裝置在裝置靜揚程Hst或裝置靜壓Pst等于零時屬于M∝n2型的轉矩特性曲線。

從圖6可以看出：調壓調速應用于普通鼠籠型電動機時，如果負載是恒轉矩型，則可調速的范圍極小，只能從同步轉速n1至n1sk轉速范圍內調速。當定子電壓由U10降至U20時，運行點由a′變至b′，其轉速變化是很小的，所以恒轉矩負載不適用普通鼠籠型電動機，而應采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機。但葉片式泵與風機屬于M∝n2型特性負載，采用普通鼠籠型電動機調壓調速時，可以得到較大的調速范圍，如圖6(a)所示，當定子電壓由U10降至U20、U30時，運行點由a變至b、c。c點雖交于電動機特性曲線的曲線段，但仍能穩(wěn)定運行。當然，葉片式泵與風機采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機調壓調速時，其調速特性會更好一些，見圖6(b)所示。

但以上討論的只是理想的情況，工程實際中，水泵的靜揚程Hst都不可能為零，工業(yè)風機除靜壓Pst不可能為零外，其葉輪的靜轉矩Mst就更大了，所以其負載轉矩特性曲線與M軸（水平軸）的交點就會右移，這樣與電動機特性曲線的曲線段基本上成平行的走向，因而沒有穩(wěn)定的工作點。在風機、水泵運行中，當試圖降低電動機定子電壓時，開始時轉速變化不明顯，繼續(xù)降低電壓則電流持續(xù)上升，轉速則迅速下降，直至停車，不能穩(wěn)定運行。

要進行風機、水泵調壓調速，首先必須改變電動機的外特性，新的外特性必須使電動機有一個寬闊的穩(wěn)定的調速范圍，一般要采用高轉差率電機，交流力矩電機或在繞線式電動機的轉子繞組中串接電阻的方法，并且要加上轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，才能進行穩(wěn)定的調速。其次是要將調速過程中由于轉差功率引起的轉子的溫升很好地導出機外，才能實現長期穩(wěn)定的工作。這里可以采取旋轉熱管結構，也可采取特殊風道冷卻結構，都是行之有效的方法。

為了對鼠籠型電動機進行定子電壓調節(jié)，必須加上調壓裝置。過去常用的方法是用飽和電抗器式調壓裝置、自耦變壓器式調壓器、感應式調壓器等。晶閘管出現以后，由于它不消耗銅鐵材料，體積小，價格低，控制方便，很快成為交流調壓裝置的主要部件。用晶閘管調壓調速的方法是由三只雙向晶閘管或三組反并聯的晶閘管，串接在電動機的定子端。通過控制晶閘管的移相控制角α，就能對交流電壓作阻斷控制，從而改變電動機的端電壓，實現對電動機的調速。

高轉子電阻值的鼠籠型電動機在高轉速范圍工作時，由于其額定轉差率SN大，所以它比普通鼠籠型電動機的效率低，而其在低轉速范圍工作時，由于其機械特性很軟，即負載或電壓稍有波動，就會引起轉速的很大變化，工作不易穩(wěn)定，實際上無法使用。為了提高調壓調速特性的硬度，常采取具有轉速負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖7所示。這種系統(tǒng)可得到圖7(b)那樣硬的調速特性。

(a)原 理 圖 (b)閉 環(huán) 系 統(tǒng) 靜 特 性

圖7 具 有 轉 速 負 反 饋 的 調 壓 調 速 系 統(tǒng)

1—晶 閘 管 調 壓 器 2—轉 速 調 節(jié) 器 3—觸 發(fā) 器 4—轉 速 給 定 電 位 器 5—測 速 發(fā) 電 機

定子調壓調速的主要優(yōu)點是線路簡單、可靠，調壓裝置體積小、價格低，使用維修比較方便。此外調壓裝置還可兼作鼠籠型電動機的降壓起動設備，簡化了系統(tǒng)。

調壓裝置的主要缺點是轉差功率損耗大、效率低，屬于低效調速方式，調速特性軟。此外，晶閘管調壓裝置產生的高次諧波會影響電網及電機，如使電動機的損耗、振動和噪聲增大。

調壓調速實際上是一種變轉差率s的調速方式，存在轉差損失，在忽略定子損失時，電動機的效率近似等于轉速比，即

ηd≈i=n2/n1=1－s (12)

實際上電動機及調壓調速系統(tǒng)的損失，還應包括晶閘管調壓裝置的損失。通常，為了提高調壓調速的特性和擴大調速范圍，常需采用高轉子電阻值的鼠籠型電動機。這種電動機的額定轉差率較大，約為10％～12％，因此，它的最高轉速（額定轉速）僅為同步轉速的88％～90％