第3章 电机调速控制线路【第1讲】
第三章 同步电动机的变频调速控制
30年代
铝镍钴、铁氧体
差
易去磁
1
2 3
90年代 60年代 后期
铁氧体 稀土永磁： SmC05
3.6~4.0 24 33 38~40
价格低 （稀土的1/10） 热稳定性好 不怕去磁 钴含量高、价格高
70年代 初期
第三代
稀土永磁： SmC017 稀土永磁： 钕铁硼 Nd-Fe-B
我国储量世界第一， 温度可达200℃？
图示位置是转子磁极轴线 从某相绕组轴线转过30°的位 置，在此瞬间触发该相晶闸管， 从产生转矩的角度看是最有利 的。在此位置下，在绕组通电 的1/3周期里，载流导体正好 处于比较强的磁场中，所产生 的转矩平均值最大，脉动最小。 从时间相位上看，晶闸管触发 瞬间正好是该感应电势交变过 零之后的30°相位处，习惯上 将此点选作晶闸管触发相位的 基准点，称为空载换流超前 角 。
结 论
0 0 、 三相式，对转矩最为有利。
矛盾：
晶闸管靠反电势自然换流，要求 0 超前，目前常取 0 60 ，或按负载的 动态调节。转矩脉动大：凸极式无换向电 机中，还存在磁阻转矩，当 超前时为 0 负值，将使输出转矩减小。
二、逆变器晶闸管的换流问题
问题的提出： 直流无换向器电机的晶闸管直接接在直流电 源上,导通后无法自行关断，换流困难。必须采取 特殊的换流措施。 解决： 在过激状态下向逆变器提供超前的无功电流， 可利用电机的反电势来实现自然换流。
优点: (1) 只要精确地控制变频电源的频率就能准确控 制转速，无需速度反馈控制。 (2) 转矩干扰只影响同步电动机的功角，不影响 电机的转速可以在极低的转速下运行，调速范围 较宽。 (3)可以调节转子励磁来调节电机的功率因数,甚 至可在 下运行。 (4) 运行在超前功率因数下，有可能利用电动机 的反电势实现负载换流，克服强迫换流的弊病 （晶闸管)。 缺点：同步电机本身结构稍微复杂
三相异步电动机调速控制线路
a）结构示意图
（b）涡流与转矩方向
（c）爪极式磁极
图2.32 爪极式电磁滑差离合器的结构示意图
2、电磁调速异步电动机控制线路
2.自动换极的电磁滑差离合器调速控制线路
2、电磁调速异步电动机控制线路
• 电磁滑差离合器的机械特性： 励磁电流愈大、转速愈高； 励磁ห้องสมุดไป่ตู้流愈小、转速愈低。
1.变频调速原理： 将电网电压提供的恒压恒频交流电转换为变压变频的交流电，通过
平滑改变异步电动机的供电频率f来调节n0，从而实现无级调速。
实现的装置：变频器 采用模块化结构，集数字技术、计算机技术和现代自动控制技术于一
体的智能型交流电动机调速装置。
分类：通用变频器、高性能专用、高频变频器、单相变频器和三相变频 器等。
4、变频调速控制线路
2. 变频器的基本构成与基本功能
图2.36 变频器的基本构成
4、变频调速控制线路
3. 通用变频器的规格
• 容量：
额定输出电流是关键量
• 输出电压：
220v 380v
• 输出频率：
50Hz 60Hz 120Hz 240Hz
• 瞬时过载能力：
常常设计为每分钟150%额定电流或每分钟120%额 定电流。
在上图中：调节电阻Rp可以改变励磁电流的大小，从而改变生产机械的 转速。
注意：当需要负载停止运行时，首先将励磁电流减为零，然户按下停止 按钮SB1。
3、绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路
按时间原则启动 、能耗制动
延时闭合的动断触点
KV 图2.35 按时间原则起动、能耗制动的控制线路
4、变频调速控制线路
4. 变频器的接线
电动机调速控制ppt
串级调速
通过改变转子回路的电阻 或电抗来调节转速，适用 于大中型电动机。
滑差调速
通过改变转子与定子之间 的滑差来调节转速，适用 于中小型电动机。
步进电动机调速
脉冲频率控制
通过改变输入脉冲的频率来调节 转速，实现精确控制。
步进角控制
通过改变步进角的大小来调节转 速，适用于高精度定位控制。
电流控制
通过改变驱动电流的大小来调节 转速，适用于大负载和低转速场
详细描述
通过改变电动机输入电源的频率，可以改变电动机的同步转 速，从而实现调速。变频调速具有调速范围广、调速精度高 、动态响应快等优点，是现代电力传动中最重要的调速方式 之一。
串级调速
总结词
通过在电动机转子回路中串入可调节的附加电动势，改变转子回路的电阻，实现 调速。
详细描述
在电动机转子回路中串入可调节的附加电动势或电阻，可以改变转子电流和转矩 ，从而实现调速。串级调速能够实现有级或无级调速，但设备复杂，成本较高。
06
电动机调速的未来发展
数字化控制技术的发展
数字化控制技术
随着微处理器和数字信号处理器的广泛应用，电动机的调速控制越来越依赖于数字化技术。数字化控 制技术具有高精度、高可靠性、易于实现复杂控制算法等优点，为电动机调速控制带来了新的发展机 遇。
智能控制算法
数字化控制技术的发展为智能控制算法的应用提供了可能。例如，模糊控制、神经网络控制、预测控 制等算法在电动机调速控制中得到了广泛应用，这些算法能够提高电动机的动态响应性能和稳态精度 。
THANKS
感谢观看
合。
03
电动机调速方法
变压调速
总结词
通过改变电动机输入电压来调节其转速，实现调速。
三相交流异步电动机的调速控制电路
三相交流异步电动机的调速控制电路由三相沟通异步电动机的转速公式可知，要转变异步电动机的转速，可采纳转变电源频率f 1 、转变磁极对数p 以及转变转差率s 等3 种基本方法。
1、变极调速原理转变异步电动机定子绕组的连接方式，可以转变磁极对数，从而得到不同的转速。
常见的沟通变极调速电动机有双速电动机和多速电动机。
双速电动机定子绕组常见的接法有Y/YY 和△ /YY 两种。
下图所示为4/2 极△ /YY 的双速电动机定子绕组接线图。
在制造时每相绕组就分为两个相同的绕组，中间抽头依次为U2 、V2 、W2 ，这两个绕组可以串联或并联。
依据变极调速原理“定子一半绕组中电流方向变化，磁极对数成倍变化”，下图(a) 将绕组的U1 、V1 、W1 三个端子接三相电源，将U2 、V2 、W2 三个端子悬空，三相定子绕组接成三角形（△）。
这时每相的两个绕组串联，电动机以4 极运行，为低速。
下图(b) 将U2 、V2 、W2 三个端子接三相电源，U1 、V1 、W1 连成星点，三相定子绕组连接成双星（YY ）形。
这时每相两个绕组并联，电动机以 2 极运行，为高速。
依据变极调速理论，为保证变极前后电动机转动方向不变，要求变极的同时转变电源相序。
(a) 低速△形接法(b) 高速YY 形接法图4/2 极△ /YY 形的双速电动机定子绕组接线图2、变极调速掌握电路4/2 极的双速沟通异步电动机掌握电路如下图所示。
图4/2 极的双速沟通异步电动机掌握电路上图中，合上电源开关QS ，按下SB2 低速起动按钮，接触器KM1 线圈得电并自锁，KM1 的主触点闭合，电动机M 的绕组连接成△形并以低速运转。
由于SB2 的动断触点断开，时间继电器线圈KT 不得电。
按下高速起动按钮SB3 ，接触器KM1 线圈得电并自锁，电动机M 连接成△形低速起动；由于SB3 是复合按钮，时间继电器KT 线圈同时得电吸合，KT 瞬时动合触点闭合自锁，经过肯定时间后，KT 延时动断触点分断，接触器KM1 线圈失电释放，KM1 主触点断开，KT 延时动合触点闭合，接触器KM2 、KM3 线圈得电并自锁，KM2 、KM3 主触点同时闭合，电动机M 的绕组连接成YY 形并以高速运行。
第三章直流电动机速度控制系统
机械特性与静差率
n n01
额定转速降
ΔnN
R nN I N Ce
U d1
n02
是一个恒值。 调速系统在不 同电压下的机 械特性是互相 平行的，两者 的硬度相同。
1-25
ΔnN
Ud2
0
TeN
Te
图3-4 不同转速下的机械特性
机械特性与静差率
• 调速系统在不同电压下的理想空载转速 不一样。 • 理想空载转速越低时，静差率越大。 • 同样硬度的机械特性，随着其理想空载 转速的降低，其静差率会随之增大， • 调速系统的静差率指标应以最低速时能 达到的数值为准。
1-12
n n0
Ra Ra+R1 Ra+R2 Ra+R3
0
Id
图3－1 直流电动机调阻调速时的机械特性
1-13
减弱磁通调速法
U R n T n n 0 2 e K K K （3-3） e e m
• 理想空载转速 n 0 将随 增大。 的减少而
1-14
减弱磁通调速法
1-4
第一节
直流电动机控制基础
• 直流伺服电机的分类 直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他 励、并励、串励、复励)、混合式(励磁和永磁 合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷 绕组、空心杯形等；按输出量分为位置、速度、 转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增 量式和连续式；按性能特点及用途不同又有不 同品种。
（3-5）
1-23
2. 静差率
• 当系统在某一转速下运行时，负载由理 想空载增加到额定值时电动机转速的变 化率，称为静差率s。
• 用百分数表示 s
nN s n0
三相异步电动机调速控制电路
U1 V1 U2 V2
W1 W2
U2 V2
L1
L2
L3
1、接触器手动控制的双速电动机调速电路
三只交流接触器双速控制 1、工作原理
低速启动：按下低速启动按钮SB2，其一组常闭触点断开，切断高速控制交 流接触器KM2，KM3线圈回路电源，起到停止高速及按钮互锁作用；其另一组常 开触点闭合，低速交流接触器KM1线圈得电吸和，KM1并联在低速启动按钮SB2 两端的辅助常开触点闭合，自锁，KM1三相主触点闭合，电动机得电为三角形低 速运行，同时指示灯HL1灭，HL2亮，说明电动机已经低速运转了。
按下中速启动按钮SB3的两组常闭触点断开，其中SB3 的一组常闭触点切断交 流接触器KM1线圈电源，KM1线圈断电释放，KM1三相主触点 断开，电动机绕 组U1、V1、W1失电而停止低速运转，KM1辅助常开触点断开，低速运转指示 灯HL2灭。其中串联在交流接触器KM2、KM4线圈回路中的另一组SB3常闭触点 断开，对KM2、KM4起互锁作用，在SB3启动按钮按下的同时，SB3常闭触点 闭合，接通中速交流接触器KM3线圈回路电源，KM3线圈得电闭合，KM3辅助 常开触点闭合自锁，KM3三相主触点闭合。电动机绕组U2、V2、W2通以三相 380V交流电源，结成Y型中速启动，与此同时KM3 的两组辅助常闭触点断开起 互锁作用。KM3辅助常开触点闭合，指示灯HL3亮，说明电动机以中速启动运 转了。
3、外加电阻调速控制电路
THE
END
Thank you!
高速启动：直接按下高速启动按钮SB3，其一组常闭触点断开，切断低速控制 交流接触器K行停止；其中SB3另一组常开触点闭合，高速交流接触器KM2，KM3 线圈得电吸和，KM2，KM3并联在高速启动按钮SB3 两端的辅助常开触点闭合， 自锁， KM2,三相主触点闭合，接通高速绕组电源， KM3,三相主触点闭合，电动 机得电为双星型连接高速运行；同时指示灯HL2灭，HL3亮，说明电动机已经高 速运转了。
自动控制技术第三章 直流调速系统
第三章 直流调速系统
与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比， 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有 很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的 优越性。由图可见，晶闸管可控整流器的功率 放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用晶 体三极管来控制，不再像直流电动机那样需要 较大功率放大装置。在控制作用的快速性方面， 变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级， 这将会大大提高系统的动态性能。
直流斩波器的控制方式 b）脉冲频率调制
第三章 直流调速系统
用全控式器件实行开关控制时，多用脉冲宽度调制的控制方式，形成近年来 应用日益广泛的PWM装置—电动机系统，简称PWM调速系统或脉宽调速系统。
直流斩波器的控制方式 c）两点式控制
第三章 直流调速系统
与V-M系统相比，PWM调速系统有下列优点： （1）由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就足以 获得脉动很小的直流电流，电枢电流容量连续，系统的低速运行平稳，调速范围 较宽，可达1∶10 000左右。又由于电流波形比V-M系统好，在相同的平均电流即 相同的输出转矩下，电动机的损耗和发热都较小。 （2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电动机相配合，系统可以获得很 宽的频带，因此快速响应性能好。动态抗干扰能力强。 （3）由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。 因受到器件容量的限制，直流PWM调速系统目前只用于中、小功率的系统。
在静止可控整流方面，离子拖动系统是最早应用的静止变流装置供电的直流 调速系统。它虽然克服了旋转变流机组的许多缺点，而且还缩短了响应时间，但 汞弧整流器造价较高，维护麻烦，特别是水银如果泄漏，将会污染环境，危害人 体健康。
速电动机与控制线路
KH KM1线圈失电
KT1延时闭合触头
SB4
闭合,
KT1 KM2线圈得电
SB1
SB2
KM2 SB3
KM3
KM2 KM3
KM1 KT2
KM1
KH KM4
U1
3
3
3
V1
U3 W1
U4 V4 W4U2 V2 W2
M 3～
KM2 KM3 KM4
KT1
KT1 KM1
KT2 KM3
KM1
A
A
C
B
(a) P对极
B
C
(b) 2P对极
变极接线方法
(1)三相异步电动机Y/YY 接变极调速的接线
A U N B
C
I N
A I N B C
2 IN I N
A I N
B
C
2 IN
I N
2p
p
p
(2)三相异步电动机△ /YY 接变极调速的接线
A U N
I N
BC 3 IN
A 2 IN I N
I N
BC
M 3～
KM2 KM3 KM4
KT1
KT1 KM1
KT2 KM3
KM1
KM3 KM4
KT2 KM2
KM2
KM1
低速
KT1 KM2 KT2
KM3 KM4
Y 中速 YY 高速
QS
FU2
L1 L2 L3
FU1
KM1触头动作 △形低速启动 松开SB3 KH
SB4
KT1
SB1
SB2
KM2 SB3
KM3
KM2 KM3
三相异步电动机的调速控制线路
三相异步电动机的调速控制线路
调速
一、多速机的调速控制线路
转速：
多速电动机：双速、三速、四速
双速电机定子：一套绕组
三速、四速电机定子：二套绕组。
三角形(四极、低速)与双星形(二极、高速)接法：恒功率调速，适用于金属切削机
床。
星形(四极、低速)与双星形(二极、高速)接法：恒转矩调速，适用于起重机、电梯、
皮带运输机。
鼠笼式：采用多速机 绕线机：转子绕组中分级串电阻 )1(60)1(0s p f s n n -=-=
注意：为变速前后转向不变，三相电源应换相。
二、调速电路的选择
（1）接电次数在500次小时以下，对调速要求不高，可采用笼型电动机拖动。
a)、限制起动电流：降压起动
b)、快速制动：能耗制动、反接制动。
（2）接电次数在700次小时左右，对调速无特殊要求，可采用交流绕线型异步电动机拖动。
a)、提高可靠性：直流操作并以时间为变化参量分级起动。
b)、可逆运转并要求迅速反向：反接制动，静阻转矩变化不大时，采用以时间为变化参量控制反接制动，否则采用以转速(电势)为变化参量控制反接制动。
c)、单向运转并要求淮确停车的，一般采用能耗制动。
（3）工作比较紧张，接电次数在1000次小时上下，采用由车间直流电网供电的直流复励或并励电动机拖动，以时间为变化参量分级起动。
a)、准确停车，采用一级或二级能耗制动，
b)、迅速反转，采用反接制动。
根据需要在制动时可采用电气、机械联合制动。
（4）工作特别紧张，接电次数在1200次小时以上，要求满速范围宽，调速性能好，具有挖土机特性。
采用晶闸管供电电动机拖动。
第三章 机电系统的速度控制
串电阻调速
异步电机调速
n 60 f (1 s) p
• 因此异步电动机的调速方法大致可分为改变转差率、极对 数和电源频率三种。
• 改变极对数调速的方法在第一章双速电机控制一节中已经 介绍。
• 改变转差率的方法又可以通过调定子电压、转子电阻、转 子电压以及定转子供电频率差等方法来实现，从而得出很 多种调速方法。会使电机特性变软。
3．直流调速系统的控制方式 主电路构成不同，控制方法不同 ：移相控制、PWM控制等
电机调速系 统中通常为：
闭环控制方式 开环控制
闭环控制
单闭环 双闭环 多环控制
速度环 速度环和电流环
加位置环等
4．工作象限
n
n
n
n
a）单象限运行
0
T
0
T
0
T
0
T b)电压可反向的二象限运行
c) 电流可反向的二象限运行
Ud
M
优点：静止装置、经济、可靠 缺点：功率因数低、对电网谐波污染
直流脉宽调制（PWM）系统
原理电路图
控制思路
Ud
控制原理
制动时的能量传递关系 工作象限
i0 Ea
u0
VD u0
Ud
驱动 VT
0 Ton
T
U0
t
a) a）原理电路图
n
n
b)
b）斩波器输出电压波形
U0
u0
Ton T
Ud
tU d
越高（S值越小），则允许的调速范围就越小。
例如，某一开环V-M调速系统，额定 转速nN =1000r/min ，额定负载下的稳态速 降 △nN ＝50r/min，当要求静差率S=0.33 时，允许的调速范围为：
电路识图58-电动机调速控制电路详解
电路识图58-电动机调速控制电路详解一、电动机调速控制电路的结构组成首先要了解电路组成，明确电路中各主要部件与电路符号的对应关系。
三相交流感应电动机调速控制电路结构组成见下图。
该电路主要由供电电路、保护电路、控制电路和三相交流感应电动机（双速电动机）等构成，其中供电电路包括电源总开关QS；保护电路包括熔断器FU1~FU5，过热保护继电器FR1，FR2；控制电路包括停止按钮SB3，高速运转按钮SB2，低速运转按钮SB1，交流接触器KM1，KM2，KM3。
该电路中的高速运转按钮和低速运转按钮采用复合开关，内部设有一对常开触点和一对常闭触点，可起到联锁保护作用。
二、电动机调速控制电路工作过程从控制元件入手，通过对电路信号流程的分析，掌握电动机调速控制电路的工作过程。
1、电动机的低速运转过程第一步：合上电源总开关QS，接通三相电源；第二步：按下低速运转按钮SB1，常开触点SB1-1接通，常闭触点SB1-2断开；第三步：常开触点SB1-1接通，交流接触器KM1线圈得电，常开触点KM1-1接通，电动机定子绕组呈三角形，电动机开始低速运转，常开触点KM1-2接通，可实现自锁功能，常闭触点KM1-3断开，防止接触器KM2，KM3线圈得电，起联锁保护作用。
2、电动机的高速运转过程第一步：当电动机需要高速运转时，按下高速运转按钮SB2，常闭触点SB2-1断开，常开触点SB2-2接通；第二步：常闭触点SB2-1断开，接触器KM1线圈得电，常开常闭触点均复位，电动机断电低速惯性运转；第三步：常开触点SB2-2接通，交流接触器KM2,KM3线圈得电，常开触点KM2-2，KM3-2接通，实现自锁功能，常闭触点KM2-3，KM3-3断开，防止接触器KM1线圈得电；常开触点KM2-1，KM3-1接通；第三步：KM2-1，KM3-1接通后，电动机定子绕组成YY形连接，电动机开始高速运转。
3、电动机停机过程当电动机需要停机时，按下停止按钮SB3，无论电动机处于何种运行状态，交流接触器线圈均断电，常开、常闭触点全部复位，电动机停止运转。
调速电机调速器接线图【附图】
1、不隔离型（仅指BL产品）a、外部电位器连接方式：使用一个2W/10K 电位器控制驱动器调速，按照下图进行接线。
安装方法：电位器的连接说明（BL产品）：注意1、驱动器所提供的5V输出电压，因电流较小（5mA），所以不能外接其它负载（如：数显表、指示灯等），否则造成驱动器的损坏。
2、为了减少不必要的电子信号干扰，应尽量缩短速度调节电位器的连线长度，当连线超过0.5m时，必须使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
b、外置VID连接方式：0-5V，0-10V，4-20mA 控制信号经过专用隔离器转换后连接到VID接口，每种控制应用只能使用一种控制信号进行控制。
订货时需要说明控制方式。
外置VID隔离器（另配）的连接使用请参考下图所示：注意外置VID接口线若过长，请务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
2、隔离型：（仅指AL产品）对于AL隔离型产品，使用0-5V，0-10V或4-20mA的外部标准信号控制连接方式见下图所示。
每种控制应用只能使用一种控制信号进行控制。
订货时需要说明控制方式。
注意1、标准信号输入务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
2、以上控制方式的连接，只能选用一种方式连接，不能同时连接几种方式。
3、所有控制信号的连线务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
使能控制：INHIBIT使能控制连接：该控制方式可通过一个“使能线路”来进行控制器输出的停止和开启控制如下图所示：也可以使用一个集电极开路（NPN）来代替开关进行控制。
当“使能控制端”两端闭合时，控制器内部电路会迅速（取ACCEL设定值）提升马达转速，直到MAX SPD设定值上。
当“使能控制端”两端断开时，控制器内部电路会快速降低马达转速，直到马达停止运转。
【注】当控制距离较长时，请采用转换传输（就近连接）方式，使能控制的连线务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
如下图所示：注意当频繁控制电机的启动、停止时请务必使用此端子控制。
否则，可能造成设备的损坏。
交流输入电源说明：1、驱动器的电源输入端与电源之间，必须加装一只快速熔断保险和电源应急总开关，以防必要时紧急断电。
第3章 电机调速控制线路【第1讲】汇总
机电系统与测控技术研究所
9
该控制电路适用于大容
3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路 量电动机的控制
1）双速电机控制线路
——基于接触器、时间继电器自动控制的双速电动机控制线路延时断开
合上低速 按钮SA
KM1通电
合上高速 按钮SA
KT通电
L1
L2
L3
QS FU1
瞬时闭合
FU 2 SA
低速 高速
3 电机调速控制线路
3.2 三相异步电动机的基本结构
◆ 定子部分
(a)定子
1、定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。
2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。
◆ 转子部分
1、转子铁心：由硅钢片叠成。
2、转子绕组：
1) 鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插
笼型感应电动机
入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。
KM2 KM3 KT
(b) 控制线路
10
时间继电器
知识点回顾
延时方式：
① 通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生 变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。 ② 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输 入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。
符号:
(a) (b) (c)
通电延时 线圈
KM1主 触点闭合
三角形联结
KM1通电
三角形联结 低速运行
KM1
KM3
U1 W2
U3
W3
KTKT1
KM2
KM2
KMK2T2
KM3
KM1 KM3
低速运行
KT1延时断开
KM1断电 2021/6/24
双速和三速电动机的起动和自动调速控制线路
双速和三速电动机的起动及其自动调速控制线路双速和三速电动机的起动及其自动调速控制线路简单介绍如下：一、双速异步电动机的控制一〕双星形／三角形接法的双速电动机的控制线路。
1、双速电动机的定子绕组联接双星形／三角形接法的电动机共有六个出线端，改变这六个出线端与电源的连接方式，就可以得到两种不同的转速。
双速电动机六个引出端的新符号为：U1、V1、W1、U2、V2、W2；对应的旧符号为：D1、D2、D3、D4、D5、D6。
双星形/三角形双速电动机的定子绕组接线图如图2 1301所示由图21301可知，当电动机需要低速工作时，三相电源L1、L2、L3分别接U1、V1、W1，其余三个出线端空着不接。
此时电动机接成三角形，磁极为四极，电动机的实际转速大约每分钟1450转左右；当电动机需要高速运转时，三相电源分别接在U2、V2、W2三个出线端上，其余三个出线端短接。
磁极为二极，电动机转速为每分钟2900转左右。
2、双星形／三角形接法的双速电动机的控制线路双星形／三角形接法的双速电动机的控制线路如图21302所示。
双星形／三角形接法的双速电动机的控制线路与前面介绍的可逆控制线路根本一样。
所以图21302略去了接线图，对其原理也不作详细分析，只对其中比拟特殊的地方，作几点说明如下。
1〕在SB2常开按钮两端并联两个串联的常开触头KM2、KM3的目的是：使接触器KM2、KM3同时完好地工作，这两个接触器，其中如有一个接触器没有闭合，那么另一个接触器将因为不能自锁而断开。
2〕前面介绍的几种可逆控制线路，略加改动后均可用于：双星形／三角形接法的双速电动机，以及后面将要介绍的双三角形／星形，双星形／双星形接法的双速电动机。
有兴趣的读者，可自行试验。
3〕接线完毕并检查无误后，两种速度应分别试车，如果两种速度的旋转方向不一致，可将KM1或KM2中的任意两根电源线，进展对调既可。
这个过程一般称为“调相〞。
4〕图21302以及后面其余多速电动机的控制线路中，热继电器只画出一个。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
U1 W2
U3
W3
KTKT1 KM2
KM2
KMK2T2
KM3
KM1 KM3
低低速速运运行行
KKTT11延延时时断断开开
KKMM11断断电电 2012年5月16日星期三
U2 V1
KKTT22闭闭合合
KKMM22//33通通电电
W1
V3
V2
(a) 主电路
KM1
双双星星型型联联结结
高高速速运运行行
机电与汽车工程学院
已知三相异步电动机的转速公式为：
n = (1− s)60 f p
式中： s——转差率； f——电源频率； p——磁极对数。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
3
3 电机调速控制线路
调速方法：
n = (1- s)60 f p
由三相异步电机的转速可以看出，改变电动机的转速有3种方法，即 改变转差率s、电源频率f、磁极对数p。
如(a)图所示，定子绕组连接方式有两种，即三角形连接((b)图)和
星形连接((cU)1图)。
L2
L1
L3
L2
L1
L3
U1
U3
U2 (a) 单相绕组结构
U1 W2
U3
W3
U2
W1
V1
V3
V2
(b) 三角形接法
U3
V3 V2 U2
W3
W2
V1
W1
(c) 星形接法
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
6
1
3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路
1）变极调速的原理 要实现双速电机的变速，则需将三角形连接或星形连接变成如(d)图所示的 双星形连接。两种接线方法变换都能使磁极对数减少一半，转速增加一倍。
L2
L1
L3
U1 W2
U3
W3
U2
W1
V1
V3
V2
(b) 三角形接法
L2
L1
L3
U1
U3
V3 V2 U2
2) 绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组， 嵌放在转子铁心槽内。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
(b)定子铁心 绕线型感应电动机
1
3 电机调速控制线路
3.3 三相异步电动机的转动原理 ◆ 电生磁 ◆ 磁生电 ◆ 电磁力 3.4 三相异步电动机的两个基本概念
n
V2 ×
W1•
•F
•
•
×
•
U1
KM2 KM3 KT
(b) 控制线路
10
时间继电器
知识点回顾
延时方式：
① 通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生 变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。 ② 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输 入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。
符号:
(a) (b) (c)
3.8 三相异步电动机的变频调速控制线路
根据:
n
=
(1 −
s ) n1
=
(1 −
s)
60 f p
可知: 频率 f 下调时，转速 n 降低。
而频率 f 上调时，转速 n 升高。
变频调速就是改变电源电压的频率，从而改变电动机的转速。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
17
3 电机调速控制线路
3.8 三相异步电动机的变频调速控制线路
机电与汽车工程学院
2
3 电机调速控制线路
在实际生产中，为满足机械设备生产过程中的需要，常要求输出 多种速度。例如：在金属切削机床上加工零件时，为保证零件的 加工质量，主轴的转速应随着工件和刀具的材料、工件的直径、 加工工艺的要求及走刀量的大小等的不同而不同。 调速通常有机械调速和电气调速两种，常用电气调速方式，简单 易行，且可大大简化机械变速机构。
KM1
M 3~
KM3 R2
KM2 R1
+ QF2
KM1 KM2 KA S0 KC1 KC2 KC3
KT1 KT2 KA
III II I
S1
S2
0 S3 I
II
III
KT2
KT1 KM1 KM2 KM3
起动(主令控制器SA直接推向“Ⅲ”挡位)：
SA推向“Ⅲ”挡位后，触 头S1、S2、S3闭合
KM1得电， 主触头闭合
×
F ×
×
× •
U2
W2 V1
概念一：极数
三相异步电机旋转磁场含有的磁极个数就是极数，称为极数。
概念二：转差率
同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率：s = n1 − n
3.5 三相异步电动机的接线方法
n1
3.6 三相异步电动机的转速
转子转速为：
n = (1- s)60 f p
2012年5月16日星期三
变极调速有两种方法： 第一种，改变定子绕组的连接方法； 第二种，在定子上设置具有不同极对数的两套互相独立的绕组。
变极调速一般可得到两级、三级速度，最多可获得四级速度，但 常见是两级速度变极调速，即双速电动机的变数。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
5
3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路
电机在每相串两 电阻情况下启动
KM1常闭触点断开
KT1断电 断电延时闭合常闭触点 电机得到加速
KM2得电
R1切除 KM2常闭触点断开
KT2断电 断电延时闭合常闭触点 KM3得电
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
R2切除,电机全速启动15 NhomakorabeaL1 L2 L3
QF1 KC1 KC2 KC3
KM1
M 3~
缺点:有极调速，且极数有限，因而只适用于不 需平滑调速的场合。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
12
2
3 电机调速控制线路
3.7 三相异步电动机的基本调速控制线路 3.7.2 绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路 ◆ 绕线式异步电动机可采用转子回路串电阻的方法来实现变差 (指转差率s的改变)调速。 ◆ 电动机的转差率 s 随着转子回路所串电阻的变化而变化，使 电动机工作在不同的人为特性上，以获得不同转速，从而实现 调速的目的。 ◆ 通常采用凸轮控制器来实现绕线式异步电动机的调速控制。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
7
3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路 1）双速电机控制线路
——基于按钮、接触器控制的双速电动机控制线路
L1 L2 L3 QS FU1
KM3
KM1
KM2
FU2
SB1
SB2
KM1
SB3
KM2 KM3
KM2 KM1
U1 V1 W1 M 3~
V3 U3 W3
(a) 主电路
FU2 KM1 KM2 KM3
(b) 按钮、接触器控制线路
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
8
3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路
1）双速电机控制线路
——基于按钮、接触器控制的双速电动机控制线路
该控制电路适用于小 容量电动机的控制
合合上上按按钮钮SSBB22
合合上上按按钮钮SSBB33
3.8.2 变频调速机械特性 (1) 频率下调，U1 / f =常数的变频调速机械特性
由T = KTΦm I2 cosψ 2转矩T与磁通Φm 成正比。
频率下调时， 因为Φm不变，所以转矩T 也不变，属于恒转矩调速。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
19
3 电机调速控制线路
3.8 三相异步电动机的变频调速控制线路
3.8.1 变频调速原理
由三相异步电动机转速公式可知，只要连续改变 f，即可实现平滑调速。
在电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是：希望保持 Φ 不 变。因为如果磁通减弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪 费；如果磁通增强，又会使铁心饱和，导致励磁电流过大。 由下述电动机电动势电压平衡方程可知：
U1 = 4.44 fNKΦm
KKMM11通通电电
KKMM22、、 KKMM33通通电电
L1
L2
L3
QS FU1
FU2
SB1
SB2
KM1
KKMM11主主触触 点点闭闭合合
三三角角形形联联结结
KKMM22、、33 主主触触点点闭闭合合 双双星星型型联联结结
KM1
KM3
U1 W2
U3
W3
KM2
SB3 KM2
KM2 KM3
KM1
FU2
转差率调速是三相绕线转子异步电动机的调速方法，广泛应用于起 重设备中。
变极调速是改变定子绕组的极对数实现的，通过外部开关切换来改 变电机绕组的串并联关系，大多运用于笼型电动机。
2012年5月16日星期三
机电与汽车工程学院
4
3 电机调速控制线路
3.7 三相异步电动机的基本调速控制线路 3.7.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制线路
3.8.2 变频调速机械特性
(1) 频率下调，U1 / f =常数的变频调速机械特性——恒转矩调速
1）变极调速的原理
◆ 在利用加工机床进行生产实践的过程中，为了获得较宽的调速 范围，均采用“双速电机”或者多速电机。双速电机与多速电机其 基本原理和控制方法基本相同。以双速电机为例进行分析。
◆ 双速电机的变速是通过改变定子绕组的连接来改变磁极对数，
从而实现转速的改变。
◆ 双速电机每相定子绕组由两个线圈连接而成，共有三个抽头，