开环变压调速的研究
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统典型例子
课题：转速开环恒压频比控制的交速姓名：谢海波学号：P091812925专业班级：电气工程及其自动化（3）班西北民族大学电气工程学院转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统摘要：转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，并且使用方便，是通用变频器的基本模式。
采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率基本不变，所以电动机的机械特性较硬，电动机有较好的调速性能。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。
由于在调速时转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速时效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。
因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果.下文在详细分析交流异步电动机变频调速的原理基础上，应用MATLAB/SIMULINK仿真软件，实现了转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统的仿真，并且详细分析了仿真结果。
关键词：异步电动机；变频调速；MATLAB 仿真1．仿真系统说明本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。
在进行电动机调速时，常须考虑的一个重要因素，就是希望保持电动机中每极磁通量为额定值不变。
如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。
对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，保持不变是很容易做到的。
在交流异步电机中，磁通由定子和转子磁动势合成产生，要保持磁通恒定就要费一些周折。
2．变频调速控制方式和原理转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，在异步电动机调速时，总希望保持主磁通为额定值。
晶闸管开环直流调速系统的仿真
晶闸管开环直流调速系统的仿真一、工作原理晶闸管开环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。
在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路课直接由给定电压Ug座位触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。
实验系统的组成原理如图1所示。
图1 晶闸管开环直流调速实验控制原理图二．设计步骤1主电路的建模和参数设置开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机灯部分组成。
由于同步脉冲触发器与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体来讨论，所以讲触发器轨道主电路进行建模。
①三相对称交流电压源的建模与参数设置。
首先从电源模块中选取一个交流电压源模块，即，再用复制的方法得到三相电源的另外两个电压源模块，并用模块标题名修改方法将模块标签分别改为“A相”、“B相”，“C相”，然后从连接器模块中选取，按图1主电路图进行连接。
为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如下。
双击A相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，在A相交流电源参数设置中，幅值取220V，初相位设置成0°，频率为50Hz，其它为默认值，如图2所示，B、C相交流电源设置方法与A相基本相同，除了初相位设置成互差120°外，其它参数与A相相同。
由此可以得到三相对称交流电源。
②晶闸管整流桥的建模和参数设置。
首先从电力电子模块组中选取中的，并将模块标签改成“晶闸管整流桥”，然后双击模块图标，打开整流桥参数设置对话框，参数设置如图3所示。
当采用三相整流桥时，桥臂数为3，A、B、C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子选择晶闸管。
参数设置原则如下，如果是针对某个具体的交流装置进行参数设置，对话框中的Rs、Cs、R ON、Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值，若果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值进行仿真。
实验四 异步电动机转速开环变压变频调速系统
实验四基于SVPWM及SPWM的交流变频调速系统一、实验目的1.加深理解异步电动机变压变频调速的基本工作原理。
2.熟悉PWM变频器主回路结构和异步电动机转速开环变压变频调速系统的基本结构。
3.异步电动机转速开环变压变频调速系统机械特性。
二、实验系统组成及工作原理异步电动机变压变频调速实验系统如图4-1所示，主回路由不可控整流桥、直流滤波环节、全控型电力电子器件IGBT或POWER-MOSFET构成的逆变桥组成，M为三相异步电动机，G为负载直流发电机。
控制器包括驱动电路、微机数字控制器、控制键盘和运行显示等几部分。
~实验图4-1 异步电动机转速开环变压变频调速系统三、实验设备及仪器1. NMCL-32主控制2.三相异步电动机-负载直流发电机组3. NMCL-13A挂箱4.双踪示波器5.万用表，电压表，电流表四、实验内容1.用SPWM变频器给三相异步电动机供电，实现变频调速运行。
2.观测在不同频率和不同负载下的输出电流波形，测试开环机械特性。
3.改变V/f曲线，观察变频器在不同低频补偿条件下的低速运行情况。
4.改变加速时间，观察加速过程。
五、实验步骤及方法1. 实验系统的连接按实验图4-1连接系统，合上控制电源开关，电源指示灯亮，表示微机系统处于等待接受指令状态，按“运行”或“停止”按钮可启动或停止调速系统的运行。
2. 变频调速将负载直流发电机输出电路断开，按“运行”按钮使调速系统进入运行状态，通过给定电位器或键盘改给定频率，记录不同频率下三相异步电动机的空载转速和空载定子电流，并3.测试开环机械特性 (1) 基频开环机械特性测试接通负载直流发电机输出电路，并将负载电阻调到最大，按“运行”按钮使变频器进入运行，将频率给定设定为50Hz ，逐步减小负载电阻，记录异步电动机的转速、定子电流和负载直流发电机的输出电压和电流。
实验过程中应使定子电流小于1.2倍的额定电流，如调速系统不能带载启动，可先断开负载直流发电机励磁，待启动后再接通励磁。
内容提要转速开环变压变频调速SV...
转速闭环转差频率控制的交流变压变频调速 系统的性能还不能完全达到直流双闭环系统 的水平，其原因如下： （1）转差频率控制系统是基于异步电动机稳 态模型的，所谓的“保持磁通恒定”的结论 也只在稳态情况下才能成立。在动态中难以 保持磁通恒定，这将影响到系统的动态性能。
43
（2）压频函数中只抓住了定子电流的幅值， 没有控制到电流的相位，而在动态中电流的 相位也是影响转矩变化的因素。 （3）频率与转速同步升降，这本是转差频 率控制的优点。然而，如果转速检测信号不 准确或存在干扰，也就会直接给频率造成误 差，因为所有这些偏差和干扰都以正反馈的 形式毫无衰减地传递到频率控制信号上来了。
Rr'
3npCg2
s max
Rr'
32
随着电流的建立和转速的上升，定子电压 和频率上升，转差频率不变
s smax
起动电流和起动转矩也不变，电动机在允 许的最大输出转矩下加速运行。 转差频率控制变压变频调速系统通过最大 转差频率间接限制了最大的允许电流。
33
当t=t2时，转速达到给定值，ASR开始退 饱和，转速略有超调后，到达稳态
电力拖动自动控制系统 —运动控制系统
第5章
基于稳态模型的异 步电动机调速系统
1
内容提要
转速开环变压变频调速 1. SPWM实现 2. SVPWM实现 转速闭环转差频率控制的变压变频调速
2
5.5 转速开环变压变频调速系统
控制系统原理
3
5.5.1 转速开环变压变频调速系 统结构
由于系统本身没有自动限制起制动电流的 作用，频率设定必须通过给定积分算法产 生平缓的升速或降速信号，
3n p
1
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变频变压调速原理
变频变压调速原理
变频变压调速原理是通过变频器改变电源的频率，从而改变电动机的转速，实现调速的一种技术。
其基本原理如下：
1. 变频器工作原理：变频器是一种能够改变电源频率的电子设备，它接收固定频率的输入电源，通过内部的电子元件将输入电源的频率进行调整，输出变频的电源给电动机驱动。
2. 变压器工作原理：电机直接接在变压器的二次侧，变频器通过改变变压器的高压侧电压来实现对电机的调速。
变频器控制电压的大小，同时电流也会相应改变，可以实现电机的加速、减速以及定速的调节。
3. 调速实现原理：通过调整电源的输出频率和电压来改变电动机的速度。
当输入频率增加时，电动机的转速也会随之增加；相反，频率降低时，电机的转速也会减慢。
同时，调整输出电压的大小也能改变电机的转速。
4. 控制方式：变频器可以通过开环控制和闭环控制两种方式实现调速。
开环控制是指变频器直接根据设定的频率输出电源，不对电机的实际转速进行监控和反馈；闭环控制则需要通过传感器获取电机实际的转速，并反馈给变频器，使其能够实时调整输出频率和电压，实现精确的调速。
总结起来，变频变压调速原理通过改变电源的频率和电压来改变电动机的转速，从而实现对电机的调速控制。
这种调速方式
具有调节范围广、转矩大、效率高等优点，广泛应用于各种需要变速调节的场合。
实验3开环直流脉宽调速系统汇总
实验 3 开环直流脉宽调速系统一．实验目的1．掌握开环直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。
2．熟悉直流 PWM 专用集成电路 SG3525 的组成、功能与工作原理。
3．熟悉 H 型 PWM 变换器的各种控制方式的原理与特点。
二．实验内容1． PWM 控制器 SG3525 性能测试。
2．控制单元调试。
3．系统开环调试。
4．系统稳态、动态特性测试。
5． H 型 PWM 变换器不同控制方式时的性能测试。
三．实验系统的组成和工作原理在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。
PWM 变换器主电路系采用 MOSFET 所构成的 H 型结构形式， UPW 为脉宽调制器， DLD 为逻辑延时环节， GD 为 MOS 管的栅极驱动电路， FA 为瞬时动作的过流保护。
脉宽调制器 UPW采用美国硅通用公司(Silicon Ge neral)的第二代产品 SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成 PWM 控制器。
由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。
四．实验设备及仪器1． MCL 系列教学实验台主控制屏。
2.MCL — 31组件(适合 MCL —川)。
3．MCL —10 组件或 MCL —10A 组件。
4.电机导轨及测速发电机、直流发电机 M01 。
5.直流电动机 M03。
6.双踪示波器。
五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。
2．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A ）。
3•系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机（RP3, RP4调到零）。
4．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
5•双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
实验项目一：直流电动机的起动及开环调速实验
实验项目一：直流电动机的起动及开环调速实验实验日期：2020年5月25日一、实验目的(1)了解开环环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
二、实验原理直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率小）、无极（电机额定功率较大）之分。
是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速：改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
三、实验内容(1)开环环直流调速系统的基本单元的仿真建模与参数设置。
(2)直流电动机开环特性的仿真。
四、实验所需仪器安装Matlab仿真软件的PC机五、实验步骤系统仿真图如下：图1.1六、实验结果图1.2七、实验小结通过本次试验不仅对直流电机有了一-定的了解和认识。
从仿真结果上看，转速迅速上升，当2s负载由50上升到100时，由于开环无法起到调节作用，转速下降。
在整个过程中，思考的问题较少。
对三相对称电压源建模和参数设置、三相对称电压源参数设置、晶闸管整流桥的建模和主要参数设置、平波电抗器的建模和参数设置、直流电动机的建模和参数设置等等，还有控制电路的建模与仿真知识的迁移以及应用方面有所欠缺。
八、思考题1.如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？答：确定随机一路为基准，观察其中两路脉冲的位置，以选择基准为参考，固定不动，另一探头分别观察其他两路波形，即可确定三相脉冲相序。
不能任意改变。
2.触发角与整流桥输出电压、直流电动机转速的关系是什么？答：电压一定时，负载扭矩越大，转速越低，近似反比关系；而负载一定时，电压越高，转速越高（在额定范围内），而且近似为平方关系，触发角增大，输出电压和转速都减小。
第5章 5.5转速开环、电压频率协调控制的变频调速系统讲解
实例
二、 电压频率协调控制系统
1. 系统组成
KK
UUR R
RRR00 0
RRR1 1 1
RRRb
UUI I
~~
bb
MM
33~~Biblioteka RRR2 2 2VVTT
bb
显显示示
单单
设设定定
片片
机机
接接口口
电电压压 泵泵升升 电电流流 温温度度 电电流流 检检测测 限限制制 检检测测 检检测测 检检测测
PPWWMM 发发生生器器
进线电抗器 ——二极管整流器虽然是全波整流装置，但由于其输出端有滤波 电容存在，因此输入电流呈脉冲波形，如下图所示。
三相二极管整流电路的输入电流波形
控制电路——现代PWM变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的数字 电路，其功能主要是接受各种设定信息和指令，再根据它们的要求形成驱动 逆变器工作的PWM信号。微机芯片主要采用8位或16位的单片机，或用32位 的DSP，现在已有应用RISC的产品出现。
综上所述，PWM变压变频器的基本控制作用如图6-39所示。近年来，许多企 业不断推出具有更多自动控制功能的变频器，使产品性能更加完善，质量不 断提高。
工作频 率设定
升降速 时间设定
电压补偿设定
PWM产生
斜坡函数 f*
t
U / f 曲线 u
f
脉冲发生器 f
u
驱动 电路
PWM电压/频率协调控制变频器的基本控制原理
南阳志联软件
5.5 转速开环、电压 频率协调控制的变频调速系统
一、 电压频率协调控制方式
▼基频以上调速
在基频以上调速时，频率从额定频率f1N向上升高，但定子电压Us 不可能超 过额定电压UsN，最多只能保持Us = UsN (额定电压)。
变压变频开环调速系统设计-交流调速系统
变压变频开环调速系统设计-交流调速系统变压变频开环调速系统设计-交流调速系统1、输入侧的额定数据额定电压380V，允许波动+10%，额定频率f=50HZ，相数为三相。
2、输出侧的额定数据额定电压380V（指输出最大线电压）额定电流40A（指长时间输出的最大线电流）额定容量SN=32kV A过载能力电流120%，时间1.5分钟（指输出电流允许超过额定电流的倍数和时间）3、输出频率指标设定频率范围2HZ-120HZ1，给出电流源型变压变频开环控制的变频调速控制系统设计的原理图。
2，主电路设计。
包括整流，逆变电路及开关管额定电压/电流计算。
控制方案设计及原理介绍。
包括：3，速度调节器，电流调节器的PI算法及程序框图，4，其它有关部分的设计。
5，系统的数学模型6，对系统原理做总体说明介绍。
7，按照学院课程设计要求，撰写课程设计说明书。
第1章概述 11.1 设计方案论证11.2概述11.3设计系统的原理图1第2章系统的各单元电路及参数的设计 42.1主电路设计42.2电压调节器、电流调节器的PI算法及程序框图设计82.3其他有关部分的设计102.4系统的数学模型13第3章系统原理总体说明153.1 系统原理的总体说明介绍15参考文献17第一章概述1.1 设计方案论证电流源型逆变器频率开环调速系统的显著特点是容易实现回馈制动，从而便于四象限运行。
适用于需要制动和经常正、反转的机械。
此系统对负载电流变化的反应迟缓，因而适用于单台电机传动，但可以满足快速起、制动和可逆运行的要求。
因为这种系统有着很高的性能价格比，因此在以节能为目的的各种用途中和对转速精度要求不高的各种场合下得到了广泛的应用。
1.2 概述电流源型逆变器频率开环调速系统的变频器有两个功率变换环节，即整流桥与逆变桥，它们分别有相应的控制回路，为了操作方便采用一个给定来控制，并通过函数发生器，使两个回路协调地工作。
在电流源型逆变器频率开环调速系统中，除了设置电流调节环外，仍需要设置电压闭环，以保证调压调频过程中对逆变器输出电压的稳定性要求，实现恒压频比的控制方式。
开环调速系统实验报告
开环调速系统实验报告1. 实验目的本实验的目的是研究开环调速系统的原理和特点，通过实验验证开环调速系统的性能，并掌握调速系统的参数调整方法。
2. 实验原理开环调速系统是指通过控制输入信号的大小和频率，以实现对输出转速的控制。
系统的输入信号经过电机和传动装置，最终驱动负载转动。
开环调速系统的特点是简单、稳定，但对外部负载变化敏感，无法自动调节。
实验所采用的开环调速系统由电机、传动装置、转速传感器和控制器组成。
电机驱动传动装置转动，通过转速传感器获取转速信号，然后通过控制器调节输入信号的大小和频率，最终控制电机的转速。
3. 实验设备和材料- 直流电机- 传动装置- 转速传感器- 控制器- 示波器- 电源- 电阻、电容等元器件4. 实验步骤1. 搭建开环调速系统实验装置，将直流电机与传动装置连接起来。
2. 根据实验所采用的控制器，进行参数设置。
3. 将示波器接入系统，观察电机转速信号和输入信号的变化。
4. 调整输入信号的大小和频率，观察电机转速的变化。
5. 记录实验数据并进行分析。
5. 实验结果经过实验观察和数据记录，得出如下结果：- 输入信号的大小和频率对电机转速有直接影响。
- 在特定的输入信号条件下，电机转速可以稳定在一定范围内。
- 外部负载的变化会影响电机转速的稳定性。
6. 实验讨论根据实验结果，我们可以得出一些结论：- 开环调速系统对外部负载变化敏感，无法自动调节。
- 调整输入信号的大小和频率，可以实现对电机转速的控制，但需要根据具体情况进行参数调整。
7. 总结与展望通过本次实验，我们深入了解了开环调速系统的原理和特点，并通过实验验证了其性能。
在今后的学习和研究中，我们可以进一步探索调速系统的优化和改进方法，提升系统的稳定性和可靠性。
8. 参考文献[1] 张三, 李四. 开环调速系统原理与应用. 电子科技大学出版社, 2000.附录：实验数据记录输入信号大小输入信号频率电机转速10 V 100 Hz 1500 r/min12 V 120 Hz 1800 r/min8 V 80 Hz 1200 r/min备注：实验数据仅供参考，具体数值会因实验条件和设备差异而有所不同。
VVVF开环 总结
异步电机变压变频开环调速总结一、基本原理异步电机的电压频率协调控制，可以采用转速开环恒压频比的控制方案。
当进行电机调速时，常考虑的一个重要因素就是希望保持电动机中每级的磁通量m φ为额定值不变。
在异步电机中，按照电动势和磁通的关系有：m Ns S g k N f E φ144.4=。
由此式可知，只要控制好g E 和1f 便可以达到控制磁通m φ的目的。
当在基频以下调速时，要保持m φ不变，应使常值=1f E g。
当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的磁漏阻抗压降，而认定g s E U ≈。
则此时有：常值=1f U s 。
这就是恒压频比的控制方式。
频率太低时，g s E U 和都比较小，定子漏磁阻抗压降所占的分量就比较显著，不能忽略。
这时，可以认为的把电压s U 抬高一些，以便近似的补偿定子压降。
这就是转速开环恒压频比控制调速的基本原理。
转速开环恒压频比控制调速系统结构原理图如图1所示。
图1 转速开环恒压频比控制调速系统结构原理图二、Matlab 仿真在MA TLAB/SIMULINK 仿真软件下进行仿真，系统搭建如图2所示：图2 转速开环恒压频比调速系统MA TLAB仿真图SVPWM仿真模块搭建如下：1、仿真参数设定电机的仿真参数：2、仿真结果（1）系统空载，给定频率30Hz，仿真时间2s，在1s时给定频率由30Hz突变至50Hz。
转速波形图：电动机三相电流abc曲线：电动机输出的转矩曲线：（2）系统带载1N·m，给定频率50Hz，仿真时间2s，在1s时系统负载由1N·m 突变到5N·m转速波形图：电动机三相电流abc曲线：电动机输出的转矩曲线：仿真总结：由上述仿真波形图可以看出，在负载不变的情况下，给定频率30Hz，系统在0.4秒左右达到稳定，当给定频率突变至50Hz，系统转速随之上升，经过约0.4秒左右再次达到稳态，但系统的实际速度约在1500.1r/min左右，与理论转速1500r/min相差不大，静差在允许范围内。
开环直流调速控制系统
一、绪论直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。
在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。
晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。
尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。
但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。
现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。
长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。
以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。
因此产生了各种仿真算法和仿真软件。
MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。
它有效的解决了以上仿真技术中的问题。
在Simulink中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。
另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。
Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型， Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。
传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。
随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，这就要求大量使用调速系统。
由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，从20世纪30年代起，就开始使用直流调速系统。
它的发展过程是这样的：由最早的旋转变流机组控制发展为放大机、磁放大器控制；再进一步，用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现直流调速；再后来，用可控整流和大功率晶体管组成的PWM控制电路实现数字化的直流调速，使系统快速性、可控性、经济性不断提高。
三相异步电机转速开环变压变频调速实验总结
三相异步电机转速开环变压变频调速实验总结下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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开环直流调速系统工作原理
开环直流调速系统工作原理嗨，朋友们！今天咱们来唠唠开环直流调速系统的工作原理。
这东西啊，就像是一场精心编排的舞蹈，每个部件都有它独特的角色。
先来说说直流电机吧。
直流电机就像一个勤劳的小工匠，它的任务就是把电能转化成机械能。
想象一下，电能就像是小工匠手中的魔法力量，这个魔法力量进入电机后，电机就能欢快地转动起来，带动各种机械装置工作。
那这个电机的转速怎么来控制呢？这就轮到开环直流调速系统上场了。
这个开环直流调速系统里啊，有一个非常关键的角色——晶闸管整流装置。
这玩意儿可神奇了，它就像是一个电力的魔术师。
它能把交流电变成直流电，而且还能改变这个直流电的电压。
你可能会问，为啥要改变电压呢？这就好比给小工匠不同强度的魔法力量啊。
电压高的时候，电机就像被注入了超强的魔法，转得飞快；电压低呢，电机就像魔法变弱了，转得就慢些。
那这个晶闸管整流装置是怎么知道要给电机多少电压的呢？这就和我们设定的给定电压有关系了。
给定电压就像是指挥棒，我们想让电机转多快，就设定一个对应的给定电压值。
这时候啊，系统里就像是有个看不见的指挥官，拿着这个指挥棒指挥着晶闸管整流装置。
比如说，我们想要电机以中等速度转动，我们就设定一个中等大小的给定电压。
在这个过程中，还有个东西叫触发器。
触发器就像是一个信号的传递者，它接收到给定电压这个信号后，就像接到了秘密指令一样，赶紧去告诉晶闸管整流装置。
“嘿，兄弟，我们要这么多电压，你赶紧变出来！”触发器和晶闸管整流装置就像两个配合默契的小伙伴，一个传递信号，一个执行命令。
我有个朋友，之前对这个开环直流调速系统一窍不通。
有一天，他看到一个简单的直流电机调速装置，就跑来问我。
他说：“这电机咋就乖乖听我们的话，想快就快，想慢就慢呢？”我就跟他讲了这个开环直流调速系统的原理。
我跟他说：“你看啊，就像我们指挥一个乐团一样，给定电压就是我们的指挥棒，不同的指挥动作，乐团就演奏出不同的音乐，这里不同的给定电压，电机就有不同的转速。
变压调速原理
变压调速原理
变压调速原理是通过改变电机输入的电压来调节电机的转速。
电机的转速与电压呈线性关系，即当输入电压增加时，电机的转速也会增加。
变压调速原理是基于这个定律设计的。
在变压调速原理中，使用变压器来改变输入电压。
变压器具有两个线圈，一个是输入线圈，另一个是输出线圈。
通过改变输入线圈和输出线圈之间的绕组比例，可以改变输出电压。
当输入电压增加时，输出电压也会随之增加。
在电机控制电路中，将变压器与电机连接。
当需要加速电机时，通过调节变压器的绕组比例，增加输入电压。
这样，电机的转速也会增加。
相反，当需要减速电机时，减小输入电压即可。
变压调速原理具有简单、可靠的特点。
它可以通过改变输入电压实现精确的转速控制。
在很多应用中，变压调速原理被广泛应用于调速装置的设计中，例如风扇、泵、风力发电机等。
总之，变压调速原理通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。
它是一种简单可靠的调速方法，适用于多种应用场景。
电流源型变压变频开环调速系统设计
目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1电流源型频率开环的电动机变压变频调速系统应用意义 (1)1.2课程设计要求 (1)1.3频率开环的电动机变压变频调速系统方框图及各环节电器线路图. 2第2章课程设计内容 (4)2.1 电流源型逆变器的频率开环调速系统 (4)2.2 交-直-交电流源型逆变器变压变频调速系统数学模型 (7)2.3 频率开环的电动机变压变频调速系统动态结构图 (9)2.4交-直-交电流源型逆变器变压变频调速系统参数设计 (10)第3章课程设计总结 (13)参考文献 (14)第1章课程设计目的与要求1.1电流源型频率开环的电动机变压变频调速系统应用意义电动机变频调速具有调速范围广、平滑性高、机械特性较硬的特点，可以方便地实现恒转矩或恒功率调速，整个调速特性与直流电动机调压调速和弱磁调速十分相似，可与直流调速相比较，目前变频调速已成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都获得了广泛的应用，随着一些新技术新理论在异步电动机变频调速中的应用，它将向更高性能、更大容量以及智能化的方向发展。
对于异步电动机来说，目前工业生产中所使用的交-直-交可分为交-直-交电压源型变频器和交-直-交电流源型变频器两种。
交-直-交变压变频装置的中间环节采用大电感滤波直流电流波形比较平直，因而电源内阻抗很大，对负载来说基本上是一个恒流源。
这类变频装置叫做电流源型变频器。
有的交-交变频装置的主电路中串入电抗器，使其具有电流源的性质，也属于电流源型变频器。
采用电流源型变频器给异步电动机供电的调速系统其显著特点是容易实现回馈制动，从而便于四象限运行。
适用与需要制动和经常正、反转的机械。
由于交-直-交电流源型变频器的直流电压可以迅速改变，所以调速系统的动态响应比较快。
电流源型变频器属于恒流源，系统对负载电流变化的反映迟缓，因而适用于单台电机转动，但可以满足快速起、制动和可逆运行的要求。
1.2课程设计要求1、按已知条件设计交-直-交电流源型频率开环的异步电动机变压变频调速系统.求出电流调节器及转速调节器的参数,要求电流环按I型系统,转速环按II型系统.2、画出频率开环的异步电动机变压变频调速系统方框图及各环节的电器线路图.3、画出频率开环的异步电动机变压变频调速系统动态结构图.4、画出电流源型逆变器异步电动机等值电路,并推导出交-直-交电流源型频率开环的异步电动机变压变频调速系统数学模型.5、附设计说明书一份。
开环变压调速的研究
摘要交流异步电动机因为结构简单，体积小，重量较轻，价格便宜，维护方便等特点，在生产和生活中得到广泛的应用，与其他电机相比，交流异步电机的市场占有率始终居第一位。
然而，长期以来，交流异步电动机的调速始终是一个不好解决的问题。
直到二十世纪七十年代，由于计算机的产生，以及近二十年来新型快速的电力电子元件的产生，才使得交流异步电动机的调速技术近年来发展迅猛，并得到迅速得普及。
目前，交流异步电动机得调速系统已经广泛应用于数控机床，风机，泵类，传送带，给料系统，空调器等设备得电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量和质量的良好效果。
现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变压调速应用较为简单，它的调速方法可分为三种：定子侧加自耦变压器、定子侧串饱和电抗器和用晶闸管调压器，后者的控制方法相对简单，且调速相对稳定。
因此应用的比较多。
在国外，交流调速技术已进入实用化阶段，在国内，虽然在实用化方面差距较大，但近年来发展很快，近期会出现一个推广近代交流调速的新热潮。
关键词：变压调速；异步电动机；晶闸管；AbstractAC induction motor as a simple structure, small size, light weight, cheap, easy maintenance, production and life in the wide range of applications, compared with other motors, AC induction motor has a market share of first place . However, a long time, AC induction motor speed control is always a bad problem.The twentieth century until the seventies, as the computer generation, and the last two decades the new, faster generation of power electronics components, which makes the AC induction motor speed control technology is developing rapidly in recent years, and have spread rapidly. Currently, the AC induction motor speed control system have been widely used in CNC machine tools, fans, pumps, conveyors, feed systems, air conditioners and other equipment have power sources and power sources, and played to save energy and improve the automation equipment, improve product quality and quality of good results.Now the popular method of induction motor speed control can be divided into two types: frequency conversion and transformer speed, swing speed asynchronous motor which is relatively simple applications, the speed control method which can be divided into three types: the stator side of Canada autotransformer, the stator side of the series saturable reactor and the thyristor voltage regulator, which is relatively simple control method, and the speed is relatively stable. Therefore, more applications. Overseas, the AC drive technology has entered the practical stage, in the country, although in practical terms a big gap between developed rapidly in recent years, there will be a recent promotion of a new wave of modern AC drive.Keywords: swing speed; asynchronous motor; thyristor;目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1交流电动机调速的历史背景及特点 (1)1.2交流电动机调速在国民经济中的重要作用 (2)1.3交流电动机调速系统的发展趋势与类型 (2)1.3.1交流电动机调速系统的目前水平 (2)1.3.2交流电动机调速系统的技术发展趋势 (3)1.3.3交流电动机调速系统分类 (3)1.4电动机的调速性能指标 (5)2异步电动机调压调速系统 (7)2.1异步电动机调压调速的原理 (7)2.2调压调速方法 (8)2.2.1自耦变压器降压起动 (8)2.2.2饱和电抗器调压 (9)2.2.3晶闸管交流调压器调压 (10)2.3异步电动机变压调速电路 (10)2.5晶闸管三相交流调压电路 (13)3异步电动机调压调速的性能分析 (19)4变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用 (28)4.1软起动器 (28)4.1.1起动电流问题 (28)4.1.2传统的降压起动方法 (29)4.2轻载降压节能运行 (29)参考文献 (32)结束语 (33)致谢 (34)1绪论1.1交流电动机调速的历史背景及特点自19世纪80年代起至19世纪末以前，工业上传动所用电动机一直以直流电动机为唯一方式。
开环直流调速系统实验
描绘特性曲线Ud=(Uct)和Uc=f(n)曲线可求取晶闸管整流装置
的放大倍数曲线
Ks=f(Uct),Ks=Ud/Uct
(1-22)
闭环直流调速系统实验
一、实验目的
1．熟悉单闭环直流调速系统的组成及各单元的调整要求； 2．掌握单闭环调速系统的调试方法； 3．掌握单闭环调速系统的性能测定方法。
三、实验系统组成和工作原理
晶闸管直流调速系统由整流变压器，晶闸管整流调速装置、 平波电抗器、电动机和发电机组等组成。本实验中，整流装置的 主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug引出作 为触发器的移相控制电压Uct改变Ug的大小即可改变控制角α， 从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
63.2％稳态值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常
数。测试时电枢回路中的附加电阻应全部切除，突然给电枢加
电压，用光线示波器拍摄过渡过程曲线，n=f(t)，即可由此确
定机电时问常数。
7. 晶闸管触发及输出特性Ud=f(Uct)以及测速发电机 特性Us=f(n)的测定
晶闸管电动机加额定励磁逐渐增加触发电路的控制电压
采用电流波形法测定电枢回来电磁时间常数Td，电枢回路突
加给定电压时，电流i指数规律上升。
id=Id(1-e-t/Td)
(1-16)
其电流变化曲线如图4-5所示。当t=Td时，有
id=Id(1-e-t)=0.632Id
(1-17)
实验线路如图4-6所示。电机不加励磁，调节Ug使电机电枢
电流为(50-90)％led。然后保持Ug不变，突然合上主电路开关
V
Uf
L
A
三相
全控
整流 +Ud0
125-实验 实训 实习-开环直流调速系统的分析与测试
实验 开环直流调速系统的分析与测试一、实验目的1．熟悉三相桥式全控整流电路的结构特点，以及整流变压器、同步变压器的联接。
2．掌握KC785集成触发电路的应用,掌握三相晶闸管集成触发电路的工作原理与调试（包括各点电压波形的测试与分析）。
3．研究三相全控桥式整流电路①（电阻负载时），在不同导通角下的电压与电流波形。
4. 熟悉小功率晶闸管直流调速系统的工作原理，掌握直流晶闸管调速系统的整定与调试。
二、实验电路与工作原理图11．三相全控桥式整流电路如图1所示。
图中6只晶闸管按顺序导通，其特点是：晶闸管导通的起始点（即自然换相点）：对共阴极组的T1、T3、T5为Ua 、Ub、Uc三个正半波的交点，而对共阳极组的T4、T6、T2为三相电压负半波的交点。
在共阳极组和共阴极组的管子中，只有各有一个导通，才能构成通路。
为了保证电路能启动和电流断续后能再触发导通，必须给对应的两个管子同时加上触发脉冲。
图中TA为电流互感器（三相共3个）（HG1型，5A/2.5Ma,负载电阻<100欧），由于电流互感器二次侧不可开路（开路会产生很高的电压），所以二次侧均并有一个91欧的电阻。
2．整流变压器与同步变压器的接线如图2。
(a) 图2 (b)1）采用整流变压器主要是为了使整流输出电压与负载电压相匹配。
本系统的负载为电动机，其电压为100V，由三相全控桥的公式Ud=2.34U2（U2为变压器次级侧相电压），有U2=43V。
2）整流变压器接成Dy型（Δ/Y-11），可有效抑制整流时产生的三次谐波对电网的不良影响。
整流变压器还起电气隔离作用，有利人身安全。
3）同步变压器的接法为Y/Y-10。
4）同步变压器与整流变压器的联接如图2(b)所示。
3．触发电路如图3所示。
图3本电路的触发电路的核心是集成触发器KC785（TCA785），它是锯齿波触发器，封，它的引脚功能见下表装，形式是DIP-161）正弦同步电压uSa、uSb、uSc；（13V）；2）移相控制电压UC（直流0~8V）；3）直流偏置电源：+12V、+15V、+24V；4）脉冲输出控制CR：CR=0，脉冲正常输出，CR=1，无脉冲输出；触发脉冲输出端：G1、K1，G2、K2、三、实验内容与步骤1．触发电路的调节将同步变压器接成Y/Y-10；将同步电压u Sa、u Sb、u Sc送到触发单元将直流电源+12V、+15、+24V接到触发电路；将触发单元CR接地；控制电压Uc端直接接至转速调节器的给定电源上，接通电源，先使Uc为+4V左右，观测N1的脚（锯齿波）的幅值及波形；调节RP1使N1锯齿波的幅值的7.8-7.9V，再以N1的锯齿波为基准，调RP2和RP3，使N2和N3锯齿波斜率与N1相同；调节控制电压Uc，使Uc由0-8V，观察脉冲的移相，然后将Uc=6V测量6个触发脉冲是否互差60℃；若各触发脉冲正确无误，则在切断电源后，将脉冲变压器的输出接到对应晶闸管的G.K 极；关闭电源。
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摘要交流异步电动机因为结构简单，体积小，重量较轻，价格便宜，维护方便等特点，在生产和生活中得到广泛的应用，与其他电机相比，交流异步电机的市场占有率始终居第一位。
然而，长期以来，交流异步电动机的调速始终是一个不好解决的问题。
直到二十世纪七十年代，由于计算机的产生，以及近二十年来新型快速的电力电子元件的产生，才使得交流异步电动机的调速技术近年来发展迅猛，并得到迅速得普及。
目前，交流异步电动机得调速系统已经广泛应用于数控机床，风机，泵类，传送带，给料系统，空调器等设备得电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量和质量的良好效果。
现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变压调速应用较为简单，它的调速方法可分为三种：定子侧加自耦变压器、定子侧串饱和电抗器和用晶闸管调压器，后者的控制方法相对简单，且调速相对稳定。
因此应用的比较多。
在国外，交流调速技术已进入实用化阶段，在国内，虽然在实用化方面差距较大，但近年来发展很快，近期会出现一个推广近代交流调速的新热潮。
关键词：变压调速；异步电动机；晶闸管；AbstractAC induction motor as a simple structure, small size, light weight, cheap, easy maintenance, production and life in the wide range of applications, compared with other motors, AC induction motor has a market share of first place . However, a long time, AC induction motor speed control is always a bad problem.The twentieth century until the seventies, as the computer generation, and the last two decades the new, faster generation of power electronics components, which makes the AC induction motor speed control technology is developing rapidly in recent years, and have spread rapidly. Currently, the AC induction motor speed control system have been widely used in CNC machine tools, fans, pumps, conveyors, feed systems, air conditioners and other equipment have power sources and power sources, and played to save energy and improve the automation equipment, improve product quality and quality of good results.Now the popular method of induction motor speed control can be divided into two types: frequency conversion and transformer speed, swing speed asynchronous motor which is relatively simple applications, the speed control method which can be divided into three types: the stator side of Canada autotransformer, the stator side of the series saturable reactor and the thyristor voltage regulator, which is relatively simple control method, and the speed is relatively stable. Therefore, more applications. Overseas, the AC drive technology has entered the practical stage, in the country, although in practical terms a big gap between developed rapidly in recent years, there will be a recent promotion of a new wave of modern AC drive.Keywords: swing speed; asynchronous motor; thyristor;目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1交流电动机调速的历史背景及特点 (1)1.2交流电动机调速在国民经济中的重要作用 (2)1.3交流电动机调速系统的发展趋势与类型 (2)1.3.1交流电动机调速系统的目前水平 (2)1.3.2交流电动机调速系统的技术发展趋势 (3)1.3.3交流电动机调速系统分类 (3)1.4电动机的调速性能指标 (5)2异步电动机调压调速系统 (7)2.1异步电动机调压调速的原理 (7)2.2调压调速方法 (8)2.2.1自耦变压器降压起动 (8)2.2.2饱和电抗器调压 (9)2.2.3晶闸管交流调压器调压 (10)2.3异步电动机变压调速电路 (10)2.5晶闸管三相交流调压电路 (13)3异步电动机调压调速的性能分析 (19)4变压控制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用 (28)4.1软起动器 (28)4.1.1起动电流问题 (28)4.1.2传统的降压起动方法 (29)4.2轻载降压节能运行 (29)参考文献 (32)结束语 (33)致谢 (34)1绪论1.1交流电动机调速的历史背景及特点自19世纪80年代起至19世纪末以前，工业上传动所用电动机一直以直流电动机为唯一方式。
到19世纪末，出现了三相电源和结构简单、坚固耐用的交流笼型电动机以后，交流电动机传动在不调速的场合才代替了直流电动机传动装置。
然而，随着生产的不断发展，调速对变速传动装置是一项基本的要求，现代应用的许多变速传动系统，在要求满足一定的调速范围和连续（无级）调速的同时，还必须具有持续的稳定性和良好的瞬态性能。
虽然直流电动机可以满足这些要求，但由于直流电动机在容量、体积、重量、成本、制造和运行维护方面都不及交流电动机，所以长期以来人们一直渴望开发出交流调速电动机代替直流电动机。
从60年代起，国外对交流电动机调速已开始重视。
随着电力电子学与电子技术的发展，特别是电力半导体器件的发展，使得采用半导体变流技术的交流调速系统得以实现。
尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应，为交流电力拖动系统的发展创造了有利条件，促使了各种类型交流调速系统：如串级调速系统、变频调速系统、无换向器电动机调速系统以及矢量控制调速系统等的飞速发展。
目前交流电力拖动系统已具备了较宽的调速范围、较高的稳速精度、较快的动态响应、较高的工作效率以及可以四象限运动和制动，其静特性已可以与直流电动机拖动系统相媲美。
用交流可调传动取代直流可调传动的趋势越来越明显，交流传动控制系统已成为电气传动控制的主要发展方向，据统计，在2004年的世界各调速电气传动产品中，交流传动已占2/3以上。
国际上许多国家交流电力拖动系统已进入工业实用化阶段，大有取代直流电力拖动系统的势头。
长期以来，虽然直流电力拖动系统获得了广泛应用，但由于直流电动机本身在结构上有机械整流器和电刷，这就不可避免地带来了一下三个主要特点：（1）存在机械磨损、噪声大、寿命低、维护困难；（2）换向产生火花，在易燃易爆以及环境恶劣的地方不能适用；（3）结构复杂，难以制造大容量、高转速及高电压的直流电动机；（4）造价高。
交流电动机结构简单、不产生火花、运行可靠，便于制造大容量电动机。
因此，由交流电动机组成的调速系统克服了直流电动机调速系统的缺点，充分发挥了交流电动机本身固有的优点。
和直流拖动系统相比，交流拖动系统具有如下特点：（1）交流电动机坚固耐用，用交流电动机组成的拖动系统经济可靠、运行噪声小、维护方便；（2）能够适应易燃、易爆、高空、井下等恶劣环境，适应范围广；（3）结构简单，便于制造大容量、高转速、高电压电动机，这就为交流拖动系统开辟了更广泛的领域；（4）由于高性能、高精度新型调速系统的不断出现和发展，交流拖动系统已达到与直流拖动系统同样的性能指标。
因此，越来越广地应用于国民各个生产领域。
1.2交流电动机调速在国民经济中的重要作用在电气传动领域，由于历史的原因，目前工矿企业中存在着大量的直流调速系统，如果把直流调速系统逐步地改造成交流调速系统，不仅可以大大地延长设备使用寿命，而且可以大大降低维修费用，特别是在某些特殊场合：如油田、化工企业、井下、水下等地方采用交流调速系统更是方便、可靠、安全、易行，可以大大提高生产效率、降低生产成本、保证安全生产，从而获得很大的经济效益。
特别指出的是交流调速在节能方面的重大作用。
在当前的拖动系统中，交流拖动多数是不调速的。
如果能利用电子技术根据某些机械的工艺要求和负载的变化情况对电动机的转速进行控制，不仅可以提高产品质量还可达到节能目的。
特别是对风机、水泵类机械设备应用交流调速，更是当前节能工作中一个待解决的问题。
根据1990年的不完全统计，全国风机拥有量约为400万台，总装备容量约1000万千瓦，耗电量占全国发电量的10％。
全国水泵拥有量约为1300万台，总装备容量约2100万千瓦，耗电量占全国发电量的21％，而整个工业用电占全国耗电量的67％，由此可知，风机、水泵耗电量就占工业用电的一半左右。
目前很多地方采用挡板或阀门来调节风量或流量，能源浪费相当严重。
如果对风机、水泵采用调速控制，则可大大降低电能的浪费，以平均节电20％计算，则全年可节电85亿千瓦时，经济效益及其客观。
所以交流电动机调速有着广阔的发展前景，越来越为世界各国所重视。