课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路
毕业设计(论文)-绕线式异步电动机的串级调速[管理资料]
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绕线式异步电动机的串级调速作者：摘要：本设计主要利用电力拖动控制设计出可靠安全且容易操作和维修。
主要介绍了机械和工艺对电器控制线路的要求，以及怎么设计出来的控制线路满足生产的要求，达到简单经济。
在设计电力拖动自动控制系统时，一般包括两部分内容，一是确定拖动方案和选择电动机，前者主要解决的是采用交流拖动方案还是直流拖动方案，后者主要解决的是选择电动机容量等问题。
根据电机学由异步电机转速公式n=60f1/Þ×(1-s p)可知异步电机的调速方法有改变定子频率、磁极对数和转差率等，而对于绕线式异步电机我们一般都采用的是改变转差率进行调速，而改变转差率实现异步电动机的调速方法有一：在绕线式异步电机的转子中串入不同的电阻实现电力拖动的速度调节，但这中方法存在着以下缺点：1）他是通过增大转子回路电阻来降低转速，当电机负载转矩恒定时，转速越低转差功率越大，这种方法是通过增大转差功率来降低转速的，但所增加的转差功率全部被转化为热量消耗掉了，这种调速方法效率岁调速的范围增大而降低。
2）调速时电机理想空载转速不变。
只能在额定转速以下调节，调速时机械特性变软，降低了静态调速精度，3）由于转子回来附加电阻的档数有限，无法实行无级调速，调速范围小。
二：串级调速，串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。
它属于变转差率来实现串级调速的。
与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的功率加以应用（回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上），因此效率高。
它能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬。
特别是晶闸管低同步串级调速系统，技术难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。
关键词：异步电动机串级调速原理基本类型Abstract：The design of the main drag to control the use of electricity to design safe and reliable operation and maintenance easy. Introduces the process of mechanical and electrical control circuit, as well as how the control circuit designed to meet the requirements of the production to a simple economic. Automatic control in the design of electric drive system, generally comprises two parts, first drag the program to identify and select the motor, which is used mainly to solve the exchange program or drag drag DC program, which is the main solution is to choose electric machine capacity and so on.According to the study by the electric induction motor speed formula n = 60f1 / Þ × (1-sp) induction motor can see the speed control methods have to change the frequency of the stator, on the pole and a few slip, and so on, but for the winding - We induction motors generally used is to change the slip for governor, and change the slip of the induction motor to achieve a speed control methods: the wound-rotor induction motor in the string into a different resistance to realize the power delay Adjust the speed of the move, but there is method in the following shortcomings: 1) he is through loopincreased resistance to reduce the rotor speed, when the motor torque constant load, the lower the speed difference to the greater power, this approach is adopted Increasing deterioration of the power to reduce speed, but the increase in power all the difference to be converted into energy consumed, the efficiency of this method of speed-year-old governor to reduce the scope of the increase. 2) The speed at the same speed no-load motor ideal. Can only be rated below regulation speed, variable speed control when the mechanical properties of soft and reduce the static speed accuracy, 3) due to additional back rotor resistance limited number of stalls, unable to carry out stepless speed regulation, the small scope of the governor. Second: Cascade Speed, speed cascade through the wound-rotor induction motor circuit and the introduction of additional potential generated. It is a change to achieve slip cascade of speed. Rotor resistance and the string in different ways, can cascade speed asynchronous motor to power the application (or the power grid back into mechanical energy to send back to the motor shaft), so efficient. It can not achieve the smooth-class speed and low speed when the mechanical properties of relatively hard. Thyristor especially low speed synchronous cascade system, the technical difficulty of small, relatively perfect performance, which was widely used.Key words:asynchronous motor series of basic principles governing the type of一、串级调速的基本原理所谓串级调速就是在转子回路中串入与转子电动势E2同频率的附加电动势E add如图1—1所示。
课题七多速异步电动机的控制线路课件
U4 V4 W4U2 V2 W2
KM4 KM4
M
KM1 KM2
KM3 KM4
3～ 课题七多速异步电动机的控低制线速路
Y 中速 YY 高速
21
QS
FU2
L1 L2 L3
FU1
先按SB4
KM1线圈失电
电动机断电 KH 再按SB2
KM2线圈得电
SB4
电动机Y联接,中速
运行
SB1
SB2
SB3
KM2 KM3
SB1 KM2
KT
3
KM1 KT KM1
U1 V1 W1 U2 V2 W2
KM3 KM2
KM2,KM3线圈得电
动作电动机
U1
高速运行 U2
W2
V1
W1
V2
M
3～
KM1
课题七多速异步电动机的控制线低路速
KT KM2 KM3
高速YY
14
3.时间继电器控制双速电动机
L1 L2 L3
低速起动 高速运行
QS FU1
KM3 KM2
速运转，时
KM3
间继电器KT
KT
控制电动机
△形启动时 KH 3
3
KM1
间和△-YY
的启动换接
运转。
U1
U2
W2
V1
W1
V2
M
3～
KM1
课题七多速异步电动机的控制线低路速
KT KM2 KM3
高速YY
9
3.时间继电器控制双速电动机
L1 L2 L3
低速起动
QS FU1
FU2 SB3
高速运行
KM4 KM4
M
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲
电力拖动控制线路与技能训练教学大纲一、说明1．课程的性质和内容本课程是技工学校电气维修专业的一门集专业理论与技能训练于一体的课程。
主要内容包括常用低压电器及其拆装与维修；电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修；常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修；电动机的自动调速系统及其调试与维修。
2．课程的任务和要求本课程的主要任务是使学生掌握与电力拖动有关的专业理论知识与操作技能，培养学生理论联系实际和分析解决一般技术问题的能力，达到国家规定的中级维修电工技术等级标准的要求。
本课程的要求是：（1）掌握常用低压电器的功能、结构、基本原理、选用原则及其拆装维修方法。
（2）掌握电动机基本控制线路的构成、工作原理、分析方法及其安装、调试与维修。
（3）掌握常用生产机械电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修。
（4）熟悉电动机的自动调速系统的工作原理、分析方法及其调试与维修。
3．教学中应注意的问题在教学过程中，要明确培养目标，突出职业教育的特点，加强直观教学，强化基本技能训练、综合技能等实践性教学环节，密切联系生产实际，使理论和实践有机地结合起来，着重培养学生理论联系实际和峰系解决实际问题的能力。
打“*”者为选学内容，所需教学可是不包括在本大纲规定的时间内。
绪论教学要求：1、了解电力拖动的组成、优点和发展概况。
2、明确本课程的性质、内容、任务和要求以及学习中应注意的问题。
教学内容：1．电力拖动及其组成2．本课程的性质、内容、任务和要求。
3．学习中应注意的问题教学建议：1、可带领学生到生产实习车间参观，结合生产实际讲授电力拖动的组成及各部分的作用，以增强学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。
2、通过参观学习，增加理论联系实际的机会第一单元常用低压电器及其拆装与维修教学要求：1．了解常用低压电器的种类、型号组成形式。
2．熟悉常用低压电器的功能、结构和原理。
3．掌握常用低压电器的选用和拆装维修方法。
4．熟记常用低压电器的图形符号和文字符号。
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路三相绕线式异步电动机的转子中有三相绕组，可以通过滑环串接外接电阻或频敏变阻器，实现降压起动。
按照起动过程中转子串接装置的不同，分为串电阻起动和串频敏变阻器起动两种起动方式。
串电阻起动中包括基于电流原则的起动和基于时间原则的起动控制线路，图3.14所示电路是基于电流原则的起动控制线路。
在电动机的转子绕组中串接KI1、KI2、KI3这三个具欠电流继电器的线圈，它们具有相同的吸合电流和不同的释放电流。
在起动瞬间，转子转速为零，转子电流最大，三个电流继电器同时吸合，随着转子转速的逐渐提高，转子电流逐渐减小，KI1、KI2、KI3依次释放，其常闭触点依次复位，使相应的接触器线圈依次通电，通过它们的主触点的闭合，去完成逐段切除起动电阻的工作。
三相异步电动机正反转电气控制线路在图3.5中，（a）图为主电路，通过当接触器KM1三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按顺相序L1、L2、L3连接，，而KM2的三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按反相序L3、L2、L1连接，使电动机可以实现正反两个方向上的运行。
而图3.5（b）中，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机正转，按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电，主触点断开，电动机断电停转。
再按下反转起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机反转。
但是在（b）图中，若按下正转起动按钮SB2再按下反转起动按钮SB3，或者同时按下SB2和SB3，接触器KM1和KM2线圈都能通电，两个接触器的主触点都会闭合，造成主电路中两相电源短路，因此，对正反转控制线路最基本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作，以防止电源短路，即进行互锁，使同一时间里只允许两个接触器中一个接触器工作。
所以在图3.5（c）中，接触器KM1 、KM2线圈的支路中分别串接了对方的一个常闭辅助触点。
工作时，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，电动机正转，此时串接在KM2线圈支路中的KM1常闭触点断开，切断了反转接触器KM2线圈的通路，此时按下反转起动按钮SB3将无效。
绕线式异步电动机调速控制线路
2—17 绕线式异步电动机起动和调速控制线路绕线式异步电动机的特点是：它的转子上绕有绕组，并且通过转子上的集电环〔俗称滑环〕在转子绕组中串接附加的电抗。
当转子回路中的电抗改变时，电动机的力矩特性将改变，适当地调节转子回路中的电阻，可以得到理想的起动状态。
用绕线式异步电动机可以得到很大的起动转距，同时起动时的电流也减少很多。
所以在对起动转距，调速特性要求较高的机械中〔如卷扬机、桥式起动机等〕，常常使用绕线式异步电动机。
绕线式异步电动机的缺点是：电动机比较复杂、造价也高、耐用性能较差、效率也稍低。
绕线式异步电动机的起动方法有如下三种：一、转子绕组串接电阻；二、转子绕组串接频敏变阻器；三、用凸轮控制器。
下面分别详细介绍绕线式电动机的三种起动方法：一、转子绕组串接电阻起动控制线路转子绕组串接电阻控制绕线式异步电动机的线路又分为:用按钮开关、用时间继电器、用电流继电器三种不同的控制线路，下面依次介绍如下：1、用按钮开关控制绕线式异步电动机的控制线路。
用按钮开关控制绕线式电动机的控制线路如图21701所示：图21701的工作原理简述如下：图中：KM1、KM2、KM3、KM4、四个接触器除KM1作接通电源用外，其余三个均是短路转子回路中的起动电阻用的。
SB1为停顿按钮；SB2为起动按钮，SB3、SB4、SB5均为切除电阻用的按钮开关。
起动电动机时，按下SB2，KM1获电吸合并自锁，电动机转子绕组内串入R1、R2、R3全部电阻起动。
按下SB3，KM2获电吸合并自锁，其主触头KM1闭合，短路R1，电动机加速运转；同理，按SB4、SB5分别短路R2及R3，电动机一级、一级加速运转。
并且当KM3闭合时，其常闭触头KM3切断KM2的线圈回路；KM4闭合时，其常闭触头KM4切断KM3、〔包括KM2〕的线圈回路。
当电动机全速运转时，只有KM1、KM4两个接触器获电工作，其余均断开。
接触器，KM2、KM3、KM4的常闭触头串联在KM1线圈回路中的作用是，保证电动机在转子回路中电阻全部参加的条件下才能起动。
绕线异步电动机转差功率回馈型调速系统
由于Er0为常数，因此改变Eadd就可以改变 转差率，从而改变转速。由此可见，在 绕线转子异步电动机的转子侧引入一个 可控的附加电动势，就可调节电动机的 转速。引入不同数值的附加电动势，可 使电动机获得不同的稳定转速。
15
10.1.1 绕线异步电动机转子附加电动势 的作用
～
M 3～
Eadd
Er=sEr0 Ir
+
～ ～ ～
-
图10-1 绕线型异步电动机 转子附加电动势的原理图
16
2019/3/12
10.1.1 绕线异步电动机转子附加电动势 的作用
如果此交流附加电动势Eadd相位与Er0相反 ，则转子回路的相电流表达式为
10.1.1 绕线异步电动机转子附加电动势 的作用
异步电动机电磁转矩的稳态表达式为 Te=kmmIr’cosr (10-1) 式中km为转矩系数，m为气隙磁通量， Ir’为转子电流Ir折算到定子侧的对应值， r为转子回路功率因数角。
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10.1.1 绕线异步电动机转子附加电动势 的作用
《电力传动与调速控制系统及应用》 电子教案
第三篇 交流调速系统 第10章 绕线异步电动机转 差功率回馈型调速系统
目 录
引言 10.1 串级调速系统的基本原理 10.1.1 绕线异步电动机转子附加电动势 的作用 10.1.2 电气串级调速系统的工作原理 10.1.3 串级调速系统的起动和停车
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而异步电动机运行时转子相电动势为 Er sEr 0 (10-2) 式中Er0为绕线转子异步电动机转子开路 相电动势，即转子开路额定相电压。 在串级调速系统时，异步电动机定子 侧与交流电网直接连接，转子侧也要与 交流电网或外接电动势相连，从电路拓 扑结构上看，可认为是在转子绕组回路 中附加一个交流电动势，如图10-1所示 。
《电力拖动控制线路》课程标准
《电力拖动控制线路》课程标准（144学时）一、本课程的性质、内容、任务和要求本课程是高等职业技术学校电类专业的一门集专业理论与技能训练于一体的课程，在整个专业教学中具有承上启下的作用，也是中、高级电工技术考核的主要内容。
课程主要内容包括：常用低压电器及拆装与维修；电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修；常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修。
通过本课程的学习，掌握电力拖动有关的专业理论知识和操作技能，培养理论联系实际和分析解决一般技术问题的能力，达到国家规定的中级维修电工技术等级标准的要求。
基本要求是：掌握常用低压电器的功能、结构、工作原理、选用原则及其拆维修方法；掌握电动机基本控制线路的构成、工作原理、分析方法及其安装调试与维修；掌握常用生产机械电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修。
二、课程设计理念与思路【课程设计理念】：以高职生就业岗位与本课程相关的工作过程为参照系，以岗位过程性知识为主线、精简陈述性知识，以“必须”、“够用”原则选取课程内容，依据“基于工作过程、实际工作情景”的课程观，实现课程内容的重新序化。
以电力拖动及工厂电气控制线路等知识和技能为核心，有机融入职业资格证书标准要求的“应知”、“应会”内容及最新科技成果。
课程的设计既体现了职业教育“以就业为导向，以能力为本位”的培养理念，还体现了社会和职业岗位对高技能人才提出的新要求，并与行业（职业）标准接轨。
【课程设计思路】：根据多元智能理论，本课程重构了教学模式，在教学中采用任务驱动、项目导向，“教、学、做”一体化教学模式，该模式根据学生特点、课程特点将课堂搬到实训室，教师边讲课，边演示，边指导；学生边学习，边动手，边提问，实现课堂理论教学与实践技能培养融合，解决了在课堂上无法讲解生产一线技术的问题，基本实现教学内容与生产一线技术的“零距离”培养。
将工作实际经验、产学研成果设计成教学案例，以“案例”、“项目”为主线，组织教学内容，提高学生学习的兴趣，提高了教学效果。
绕线转子异步电动机的串级调速系统
s
串电阻调速可通过分析转子回路电流来认识其调速的物 理过程 异步电动机电磁转矩的物理表达式
M
nT
3~
T CTm I 2 cos 2
I2
电磁转矩T只与转子回路中的有功电流 成正比
I 2T I 2 cos 2
R 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速
a)电路图
1 b)机械特性 0 TL T
E2s
输出 E add 有功功率
5
电机达到超同步 速的新稳态工作 点
由正转变成反转
反向串联
6.1 串级调速的原理与类型（续3）
3．附加电势获得的方法
~
M A TI E 2S VR i2 U do U i VI
控制系统
次同步速串级调速系统主电路 附加电势吸收电机转子送来的转差功率 Ps 这部份能量可通过有源逆变送回电 网
~
MA
TG
Ld Id
R Ld R1
n f T | 1
Ud 0 2.34s0 E20
Ui 0 2.34U2T cos 1
S
0
U cos 1 s0 | 1 2T E20 空载时I d 0
1
下的人为机
Ud
Ui
+ 负载
+ -
U i0
U d 0 Ui 0
S0=0 90
15
6.2 次同步速串级调速系统（续4）
1．能量传递关系
四.串调系统的能量传递关系与效率
a)
Pin
P1
Pm
pCu 2 pFe Ps PF P1 Pm
Pmec
pCu 2 ps p
P2 pmec
电动机的基本控制线路
KM3通电 常闭触点断开,KT3断电,经延时,常闭触点闭合 常开触点闭合,短接R2 KM4通电 常闭触点断开,KT1断电,经延时, 常开触点断开,KM2断电,切除R3
这时电动机转速已很低或停转
2.反接制动控制线路
按SB1，KM1断电→常闭触点闭合→
☆ 手动控制时，将SA扳向“手动”,进入起动
起动完,按SB3，KA及KM2动作，将频敏变阻器短接， 电动机进入正常运行
六、电机软起动器
• 结构:电源与电动机之间串接晶闸管调压电路
• 每一相由反并联的两个晶闸管构成
• 利用晶闸管移相控制原理，控制三相反并联 晶闸管的导通角，使被控电动机的输入电压 按不同的要求而变化
闭合,短接电阻R1→再延时后KT1常闭触点闭合
→ KM3通电,常开触点闭合,短接电阻R2 →电机正常工作
按SB1→电机停转
2、并励直流电动机起动控制线路
按SB2→ KM1通电常开触点闭合,电机串电阻起动 当KV电压升至动作电压,KV常开触点闭合 →KM2通电常开触点闭合 →电机正常工作
3、串励直流电动机起动控制线路
按SB2→KM1通电→常开触点闭合,电机正转 按SB3→KM1断电→KM2通电→常开触点闭合,电机反转 按SB1→电机停转
三、直流电动机制动控制线路
1、能耗制动
他励电动机能耗制动控制线路
制动时,按SB1,接触器KM1断电释放,电动机脱离电源 同时，KM2通过已经闭合的KT1常开触点而通电
常开触点闭合,串全部制动电阻进入能耗制动
联锁:先起动主轴电机,后起动进给电机
主轴起动:合SA3→按SB1或SB2→KM1通电吸合
主轴制动:按SB5 或SB6 →KM1断电释放→ YC1通电吸合 主轴变速冲动:行程开关SQ1控制,KM1线圈通电
浅谈绕线式三相异步电动机的调速控制
模糊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制
要点一
总结词
模糊控制是一种基于模糊逻辑和模糊集合论的控制策略， 通过将专家的经验转化为模糊规则，实现对复杂系统的有 效控制。
要点二
详细描述
模糊控制的核心是模糊逻辑和模糊集合论，它将输入的精 确值转换为模糊集合中的隶属度函数，并根据专家经验制 定模糊规则进行推理，最后将模糊输出值转换为精确值。 在绕线式三相异步电动机的调速控制中，模糊控制器可以 根据电机转速、电流等参数，通过模糊逻辑和模糊规则的 推理，实现对电机速度的智能控制。
浅谈绕线式三相异步电动机的调速 控制
目 录
• 绕线式三相异步电动机的概述 • 绕线式三相异步电动机的调速方法 • 绕线式三相异步电动机的调速控制策略 • 绕线式三相异步电动机的调速控制系统的实现 • 绕线式三相异步电动机的调速控制的发展趋势
与展望
01 绕线式三相异步电动机的 概述
绕线式三相异步电动机的定义与特点
家用电器如洗衣机、空调等也常 常采用绕线式三相异步电动机作
为动力源。
02 绕线式三相异步电动机的 调速方法
变极调速
总结词
通过改变电动机的极对数实现调速。
详细描述
变极调速是通过改变电动机的磁极对数来实现调速的。在绕线式三相异步电动机中，改变定子绕组的接线方式可 以改变极对数，从而改变电动机的同步转速。这种调速方法简单、可靠，但调速范围有限，且在变极过程中存在 转矩突变，影响机械特性的稳定性。
04 绕线式三相异步电动机的 调速控制系统的实现
硬件实现
控制器选择
选择合适的控制器是实现调速控制的 关键，常用的控制器包括PLC、单片 机、DSP等，根据实际需求选择合适 的控制器。
传感器配置
《电力拖动》教学大纲
《电力拖动》教学大纲一、课程的性质、地位与任务本课程是专业选修课,它是一门集专业理论与技能训练与一体化课程，旨在培养学生理论联系实际，综合处理电气控制线路各种问题的能力。
主要内容包括电动机的结构、特性、起动和调速；常用低压电器拆装与维修；电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修；常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修。
二、教学基本要求本课程的任务是使学生掌握与电力拖动有关的专业理论知识与操作技能，培养学生理论联系实际和分析解决一般技术问题的能力，使学生达到维修电工国家职业标准的要求。
通过本课程的学习,学生应达到下列基本要求：1.掌握电动机的机械特性、起动方式和调速的方法；2.掌握常用低压电器的功能、结构、基本原理、选用原则及其拆装维修方法；3.掌握电动机基本控制线路的构成，工作原理，分析方法及其安装、调试与维修；4.掌握常用生产机械电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修。
第一章电动机的机械特性……2学时本章教学目的和要求：理解电力拖动的意义；掌握直流电动机的机械特性和制动方式；掌握三相异步电动机和同步电动机的机械特性。
重点和难点：直流、三相异步和同步电动机的机械特性；直流、三相异步和同步电动机的机械特性。
第一节电力拖动的概述一、电工基础二、电力拖动的概述第二节他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的工作原理二、他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的制动一、他励直流电动机的制动方式二、他励直流电动机的制动电路第四节串励直流电动机的机械特性一、串励直流电动机的工作原理二、串励直流电动机的机械特性第五节三相异步电动机的机械特性一、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的机械特性第六节同步电动机的机械特性一、同步电动机的工作原理二、同步电动机的机械特性第二章电动机的起动和转速调节……4学时本章教学目的和要求：掌握他励直流电动机和三相异步电动机的起动方式；掌握直流电动机和异步电动机的调速方法。
【精品】第七章异步电动机动态数学模型的调速系统
第七章异步电动机动态模型调速系统内容提要:异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得良好的调速性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。
矢量控制和直接转矩控制是两种基于动态模型的高性能的交流电动机调速系统，矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机模型，然后按照直流电动机模型设计控制系统；直接转矩控制系统利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号，根据当前定子磁链矢量所在的位置，直接选取合适的定子电压矢量，实施电磁转矩和定子磁链的控制。
两种交流电动机调速系统都能实现优良的静、动态性能，各有所长，也各有不足之处。
本章第8.1节首先导出异步电动机三相动态数学模型，并讨论其非线性、强耦合、多变量性质，然后利用坐标变换加以简化，得到两相旋转坐标系和两相静止坐标系上的数学模型。
第8.2节讨论按转子磁链定向的基本原理，定子电流励磁分量和转矩分量的解耦作用，讨论矢量控制系统的多种实现方案。
第8.3节介绍无速度传感器矢量控制系统及基于磁通观测的矢量控制系统。
第8.4节讨论定子电压矢量对转矩和定子磁链的控制作用，介绍基于定子磁链控制的直接转矩控制系统。
第8.5节对上述两类高性能的异步电动机调速系统进行比较，分析了各自的优、缺点。
第8.6节介绍直接转矩控制系统的应用实例。
8.1交流异步电动机动态数学模型和坐标变换基于稳态数学模型的异步电动机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速，但对于轧钢机、数控机床、机器人、载客电梯等动态性能高的对象，就不能完全适用了。
要实现高动态性能的调速系统和伺服系统，必须依据异步电动机的动态数学模型来设计系统。
8.1.1三相异步电动机数学模型在研究异步电动机数学模型时，常作如下的假设：（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120°电角度，所产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布；（2）忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；（3）忽略铁心损耗；（4）不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。
绕线异步电动机的起动与调速
绕线异步电动机的起动与调速一、实验目的绕线电动机的起动方法 绕线电动机调速的方法。
二、预习要点1、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
2、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
三、实验设备四、实验线路图4-8 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动序 号 型 号 名 称 数 量 1 DJ17 三相线绕式异步电动机 1件 2 DJ23 校正过的直流电机 1件 3 D31 直流电压、毫安、安培表 1件 4 D32 交流电流表（用指针式测起动电流） 1件 5 D33 交流电压表 1件 6 DJ17-1 起动与调速电阻箱1件 7 D41 电阻箱(90欧姆并联可做启动或调速电阻) 1 件 8D51开关板五、实验步骤1：启动实验1) 按图4-8接线。
转子每相串入的电阻可用DJ17-1起动与调速电阻箱。
（或3X45欧姆；45欧用90并联得到）2)通电前状态：退到零位（逆时针转到底）；电阻为最大，三相电阻相等；指针式电流表5A。
3) K1断开；调压器升压到220V线电压4)启动方法：合K1 接通交流电源，调节输出电压(电机正转，看转速表)，减小电阻至0；启动完毕。
5)启动电流测定在定子电压为220伏，转子绕组分别串入不同电阻值时（不能等0），合K1测取定子冲击电流。
（表4-9）表4 -9（或R st=0Ω、11.25Ω、22.5Ω、45Ω）2:调速实验（线绕式异步电动机转子绕组串入电阻调速）1) 实验线路图同图4-8；将转子附加电阻调至最大。
2)启动：合上电源开关K1，电机空载起动，保持调压器的输出电压为电机额定电压220伏，转子附加电阻调至零。
3) 调速：电阻为0、2、5、15Ω时的转速、电流（或0、11.25、22.5、45Ω），五、实验报告1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。
2、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。
线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
绕线异步电动机机械特性一、实验目的异步电动机机械特性测绘方法n=f(T)二、预习要点1、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器。
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课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 二、明显变化（敏感于频率）、静 止的无触点电磁元件。它是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。 在绕线式转子异步电动机起动时，将频敏变阻器串接在转子绕 组中，由于频敏变阻器的等值阻抗随着转子电流频率的减小而减 小，从而达到自动变阻的目的。因此，只需用一级频敏变阻器就 可以平稳地把电动机起动起来。起动结束后切除频敏变阻器。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 三、凸轮控制器控制线路
在桥式起 重机等容量 不大的绕线 转子异步电 动机的起动、 调速、正反 转控制中， 常采用凸轮 控制器来控 制
电路的工作原理如下：合上电源开关QS 将手轮放在“0”位，这时最下面的动断辅助触头AC10～AC12闭合，为控制电路的 接通作准备。 按下SB1，接触器KM线圈得电，其主触头闭合，接通电源，为电动机起动作准备， KM自锁触头闭合自锁。 将手轮从“0”位转到正转“1”位置，这时触头AC10仍闭合，保持控制电路通电 ，触头AC1、AC3闭合，电动机M接通三相电源正转起动（串接全部电阻）。此时，电 动机的起动电流较小，起动转矩也较小。如果电动机负载较重，则不能起动，但可以 消除传动齿轮间隙和拉紧钢丝绳的作用。
将手轮从“1”位转到正转“2”位置，这时触头AC10、AC1、AC3仍闭合，触头AC5闭合， 把电阻R上的一级切除，使电动机M正转加速。 当手轮转到“5”位置时，AC5～AC9五对触头全部闭合，电阻器R全部电阻被切除，电动机 起动结束，全速运转。 当手轮转到反转的“1”～“5”位置时，触头AC2、AC4闭合，接入电动机的三相电源相序 发生变化，电动机M将反转。触头AC11闭合使控制电路仍保持通电，接触器KM得电工作。当手 轮依次转到时的工作过程可自行分析。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制线路
转子绕组串接频敏变阻器起动电路图
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制线路
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制线路
转子绕组串接频敏变阻器自动起动电路图
从凸轮控制器的分合表中可以分析出，凸轮控制器最下面的三对辅助触头AC10 ～AC12，只有当手轮处于“0”位置时才全部闭合，而在其余位置时，都只有一对 触头闭合（AC10或AC11），而其余两对断开。这样做的目的是保证手轮必须处于 “0”位置时，按下SB1才能使接触器线圈得电动作，然后通过凸轮控制器使电动机 M进行逐级起动，避免了电动机的直接起动，同时也可防止由于误按SB1而造成电动 机M快速运转产生意外事故。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 一、转子绕组串接电阻起动控制线路
1．按钮操作控制线路
按下SB1，接触器KM线圈得电，电 动机M串接全部电阻起动； 经一定时间后，按下SB2，接触器 KM1线圈得电，切除第一组电阻R1， 电动机串接2组电阻继续起动； 再经一定时间后，按下SB3，接触 器KM2线圈得电，切除第二组电阻R2 ，电动机串接1组电阻继续起动； 再经一定时间后，按下SB4，接触 器KM3线圈得电，切除全部电阻，电 动机起动结束，正常运转。 停止时，按下SB5即可实现。
3．电流继电器自动控制线路
该电路是用三个 过电流继电器KA1、 KA2、KA3根据电动 机转子电流变化， 来控制接触器KM1、 KM2、KM3依次得电 动作，切除转子绕 组中的三级电阻。
电动机M起动时转子电流很大，使三个电流继电器合部吸合，它们的常闭触头断开，使 接触器KM1、KM2、KM3的线圈都不能得电，接在转子电路中的常开触头全部处于分断状态， 所有电阻串接在转子绕组中。 随着电动机转速的升高，转子电流逐渐减小，当减小到KA1的释放电流时，KA1先释放， 其触头复位，接触器KM1线圈得电，主触头闭合切除第一级电阻R1。 转子电流将重新增大，但随着电动机转速的升高，转子电流又逐渐减小，当减小到KA2 的释放电流时，KA2释放，其触头复位，接触器KM2线圈得电，主触头闭合切除第二级电阻 R2。如此继续下去直到全部电阻被切除，电动机起动结束，进入正常工作状态。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制线路
在工矿企业中，为了获得良好的起动特性，产生的机械冲击 力小，常采用频敏变阻器来代替起动电阻来控制绕线式转子异 步电动机的起动。 频敏变阻器是一种阻抗随着频率明显变化（敏感于频率）、 静止的无触点电磁元件。它是一个铁心损耗非常大的三相电抗 器。 在绕线式转子异步电动机起动时，将频敏变阻器串接在转子 绕组中，由于频敏变阻器的等值阻抗随着转子电流频率的减小 而减小，从而达到自动变阻的目的。因此，只需用一级频敏变 阻器就可以平稳地把电动机起动起来。起动结束后切除频敏变 阻器
中等职业教育国家规划教材配套教学用书 （电气运行与控制、电气技术应用）
《工厂电气控制技术》 电子教案
主 编 沈柏民
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路
知识目标
熟悉绕线式转子异步电动机的优点及典型应用。 掌握绕线式转子异步电动机的起动与调速方法。 掌握绕线式转子异步电动机的起动与调速的控制要求。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 一、转子绕组串接电阻起动控制线路
2．时间继电器自动控制线路
电路中，起动按钮SB1支路中串接了接触器KM1、KM2、 KM3的动断触头，使电动机M串入全部电阻后才能起动
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 一、转子绕组串接电阻起动控制线路
技能目标
能熟练分析绕线式转子异步电动机起动与调速控制线路的工作原理。 能熟练安装、调试检修三相异步电动机降压起动控制线路 能完成工作记录、技术文件存档与评价反馈。
课题七 绕线转子异步电动机的起动与调速控制线路 绕线式转子异步电动机具有起动转矩大、能平滑调速 的特点，可以通过滑环在转子绕组中串接电阻来改善电 动机的机械特性，从而达到减小起动电流、增大起动转 矩以及平滑调速之目的。 绕线式转子异步电动机起动时，在转子回路中接入作Y 形连接、分级切换的三相起动电阻器，并把可变电阻放 到最大位置，以减小起动电流，获得较大的起动转矩。 随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。起动结束 后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机 便在额定状态下运行。 如果电动机要调速，则将可变电阻调到相应的位置即 可，可变电阻即成为调速电阻