张厚升，朱胜杰，孟宪鹏，杜钦君

（1.山东理工大学电气与电子工程学院，山东 淄博 255049；2.山东鲁能软件技术有限公司，山东 济南 250001）

0 引言

目前，世界范围内的能源已经变得相对匮乏，尤其是电力资源，在智能制造2025、工业4.0、节能减排等时代背景下，积极提高能源利用率、提高安全生产率对我国经济的发展具有重要战略意义［1-2］。绕线式异步电机作为非常重要的动力机械装置在工业、农业、航海、航天等领域应用都十分广泛。一些大型的矿用电机、风机、水泵的电力拖动均采用大容量的三相绕线式异步电动机［3］。这一类的异步电机也是耗电量最多的电气设备，异步电动机通常处于定速运行状态，当电机所带负载突变时，一般通过改变阀门的流量来实现，但是这种方式耗能较多。到2020年底，全国的总发电装机容量为21 亿kW 左右，仅大容量的泵类、风机类负荷消耗的电能大约为5 亿kW，如果采用电机调速系统进行流量的调节，那么能节约的电力预计有1.5 亿kW，与6 个长江三峡水电站的装机容量相当。因此对于异步电机的节能技术进行研究具有非常重要的现实意义。

对于绕线转子异步电动机来说，传统的调速方法是在其转子回路中串入电阻进行调速，这种调速方式属于转差功率消耗型调速［4-6］，虽然装置简单、成本较低，但是耗能多，效率较低。随着控制理论与控制技术、电力电子技术的飞速发展，现代绕线转子异步电机的调速方式通常采用串级调速或者双馈调速［7-9］，本文针对绕线转子异步电机，分析串级调速系统的工作原理，设计转速电流的双闭环控制系统，并对所设计的串级调速系统进行仿真验证。……