电动机调压调速与变频调速对比实验研究
异步电动机变频调速实验
异步电动机变频调速实验
一、实验目的
1. 掌握异步电动机变频调速原理；
2. 熟悉SVF 系列变频器的使用方法；
3. 加深理解变频调速机械特性。
二、实验内容
测定闭环变频调速机械特性。
三、实验线路
四、变频器操作步骤
1. 变频器面板RUN/STOP 开关置于STOP 位置；
2. 逆时针旋转面板的频率设置按钮FREQSET ，转至最低频率；
3. 电源送至变频器预工作，此时频率显示00；
4. 将变频器面板RUN/STOP 开关置于RUN 位置；
5. 稍微转动FREQSET 按钮，使电动机开始旋转，然后按下表调节，测出转速5-6点。
五、实验步骤和方法
～
～
1. 电源通过三相变压器输出380伏电压输入至变频器R1和T1端，使变频器内部先工作（即合上开关Q1）；
2. 将开关Q2闭合，然后再将开关Q3合上接通异步电动机。
调节变频器频率至表中所要求点；
3. 在相同频率下调节励磁电流，使测功机转矩为给定大小，测出转速，改变转矩（20%，40%，60%，0%）T N，测出不同转速填入表格。
4. 改变频率f=（60，55，50，40，30，20）Hz，重做步骤3；
六、实验报告
1. 画出给定负载时的变频调速曲线；
2. 画出不同频率时电机的机械特性曲线。
七、思考题
1. 频率变化时机械特性硬度如何变化？为什么？
2. 根据机械特性分析低频时电动机的过载能力。
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
“运动控制系统”专题实验r2 r2+Rs1 r2+Rs2 r2+Rs3sm sm1 sm2 s Tem图6-1整个调速系统采用了速度，电流两个反馈控制环。
这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。
在稳定运行情况下，电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。
异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。
但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率全部消耗在转子电阻中，使转子过热。
2.双闭环异步电机调压调速系统的机械特性。
转子变电阻时的机械特性：3.三相异步电机的调速方法三种类型：转差功率消耗型：调压、变电阻等调速方式，转速越低，转差功率消耗越大。
转差功率馈送型：控制绕线转子异步电机的转子电压，利用转差功率可实现调节转速的目的。
如串级调速。
转差功率不变型：转差功率很小，而且不随转速变换，如改变磁极对数调速，变频调速。
1）定子调压调速当负载转矩一定时，随着电机定子电压的降低，主磁通减少，转子感应电势减少，转（2）空载电压为200V时n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.28312.闭环系统静特性n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412I G/A 0.11 0.14 0.16 0.19 0.21 0.26U G/V 203 200 201 200 200 199 M/(N·m) 0.2394 0.2795 0.3080 0.3777 0.3496 0.4482 静特性曲线：与开环机械特性比较，闭环静特性比开环机械特性硬得多，且随着电压降低，开环特性越来越软。
变频变压调速
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统本章主要问题：1． 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？2． 交-直-交电压源型变频器调压、调频的有哪几种电路结构,并说明各种电压结构的优缺点。
3． SPWM 控制的思想是什么?4． 什么是1800导通型变频器？什么是1200导通型变频器？ 5． 电压、频率协调控制有几种控制方式，各有哪些特点？6． 在转速开环恒压频比控制系统中，绝对值单元GAB 的作用？函数发生器GFC 的作用？如何控制转速正反转。
7． 总结恒11U 、恒1ωg E 、恒1ωr E 三种控制方式的特点。
————————————————————————————————————————§6-1 交流调速的基本类型要求：掌握交流调速哪几种基本类型有以及各种调速方法的特点。
目的：能根据不同应用场合选择出相应的调速方式。
重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（交流调速的基本类型、变频调速的基本要求）思考： 1. 交流异步电动机调速的方式有哪几种？并写出各方式的优缺点？2. 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：交流调速的基本类型采用多媒体课件讲授，用大量的实例，说明几种类型的应用场合。
复习感应电动机转速表达式：)1(60)1(10s n f s n n p-=-=异步电动机调速方法：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧型变频调速：绕线式、笼：绕线式串级调速（转差电压）电磁转差离合器调转子电阻：绕线式、调压（定子电压）变转差率调速变极调速：笼型异步机异步电动机§6-2 变频调速的构成及基本要求目的、教学要求：掌握变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（变频调速的基本要求）思考：在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：教师从交流异步电动机的结构、工作原理出发，利用多媒体课件讲解。
调速实验1-4
１、简述实验中观察到的现象，对实验中出现的问题加以分析、解释。
２、画出U/F曲线。
３、画出异步电动机的机械特性n=f（Ｔe）曲线。
４、思考题：如何改变电动机的加速度、减速度？
５、写出实验小结。
实验四速度闭环三相异步电机调压调速系统实验
一．实验目的
3)直流电动机的电枢电流不要超过额定值使用，转速也不要超过1.2倍的额定值。以免影响电机的使用寿命，或发生意外。
4)DJK04与DJK02-1不共地，所以实验时须短接DJK04与DJK02-1的地。
实验二、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验
一、实验目的
1、了解双闭环不可逆直流调速系统的原理及组成。
2、掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试方法和步骤。
⑴、通过触摸面板上LO/RE切换键进行切换。
⑵、通过对输入端子参数（n36～n39）的设定来切换。
1、 触摸面板的操作方法
触摸面板操作有两种功能：一种是用面板上的RUN键和STOP/RESET键来控制电机的起动、停止。另一种是用于参数设定。
1） 指示灯显示说明
正常时:接通电源后，RUN灯闪亮、ALARM灯灭。指示灯FREF、FOUT、IOUT、MNTR、F/R、LO/RE、PRGM中有灯亮，指示窗口有数据显示。
U09：显示过去最后一次发生过的异常内容。
U10：制造商管理用。
F/R：灯亮时，可用 或 键，选择电动机的运转方向（正/
反转）。 FOR：正转 rev：反转
LO/RE：灯亮时，可用 或 键，选择本地/远程模式。
rE：远程 LO：本地
PRGM：。灯亮时，可用 或 键，选择要设定的参数，再用
键显示该参数的内容，用 或 键修改该
变频调速系统设计与调试实验报告
金华职业技术学院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY变频调速系统实验报告专业电气自动化技术班级自动化092学号200931010350217姓名周望敏指导教师黄敏2012年12月10日项目一变频器参数设置一、任务描述了解三菱A7000变频器的特点和主要功能，能设置变频器的工作模式、运行频率和多段速运行等参数。
二、训练目标1．了解三菱A7000变频器的主要功能；2．能设置变频器的工作模式；3．能设置变频器的运行频率；4．能设置变频器多段速运行的频率；5．能对出现的问题进行分析和讨论，通过共同协作完成规定任务。
三、实验过程四、小结项目二变频器驱动电机运行一、任务描述变频器带一台电动机，通过变频器控制电机的启动和停止，在变频器上改变变频器的输出频率，从而改变电机的运行速度。
二、训练目标1．理解变频器的输入和输入端子功能，能正确的接线；2．能通过变频器控制电机的启动和停止；3．能通过变频器控制调节电机的转速。
三、实验过程(画出主电路和控制电路，简要说明工作原理)四、小结项目三工频运行和变频运行切换一、任务描述设计一个能实现电机工频运行和变频切换的控制电路，要求能控制电机的启动和停止，并且可以实现工频运行和变频运行的切换。
工频运行时三相交流电源直接接入电动机；变频运行时，由变频器带动电机运行。
二、训练目标1．能使用PLC和变频器，正确地安装和接线；2．能编写PLC控制程序；3．能对出现的问题进行分析和讨论，通过共同协作完成规定任务。
三、实验过程(画出主电路和控制电路，简要说明工作原理)四、小结项目四工业洗衣机变频控制系统的设计一、任务描述设计工业洗衣机变频控制系统，要求如下：（1）洗衣机有强洗和弱洗的工作方式；（2）强洗的工作频率如下：低速正转（30Hz）→高速正转（45Hz）→低速正转（30Hz）→反转（40Hz）；（3）弱洗的工作频率如下：低速正转（10Hz）→高速正转（20Hz）→低速正转（10Hz）→反转（15Hz）。
七种电机调速方式比较
七种电机调速方式比较一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
其特点：1、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、调速范围大，特性硬，精度高；4、技术复杂，造价高，维护检修困难。
三、串级调速方法：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
其特点为：1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法：绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
串入的电阻越大，电动机的转速越低。
家用电动机实现变频调速的研讨
家用电动机实现变频调速的研讨摘要：在家电电动机的变频调速应用中，其广泛使用的电容分相式单相异步电动机中的电容器与变频器之间存在难以克服的相互影响。
本文论述了家电电动机实现变频调速需要解决的上述问题及其处理方法。
关键词：单相异步电动机变频调速中图分类号：tm343+.1 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0106-01电机的变频调速，以其优越的调速性能在企业生产中得到了广泛的应用。
但是，除变频空调器以外，在其他家电中很少应用。
究其原因，主要是广泛使用的电容分相式单相异步电动机中的电容器与变频器之间存在难以克服的相互影响。
这里重点介绍处理这一问题的有效方法。
1 家电电动机的类型及其调速应用在家电中的电动机有单相异步电动机、三相异步电动机、无刷同步电动机与直流电动机，其中以单相异步电动机为多。
单相异步电动机包括电容分相式、电阻分相式和罩极式，其中以电容分相式单相异步电动机使用为多。
该种类型的电动机又可分为单相电容运转式、单相电容启动式和单相双电容式，如图1，图2所示。
家电中电动机常用的调速方法是调压调速，虽然此调速方法简单、成本低，但调速范围小、稳定性差和转矩特性差，不能满足使用要求。
如果家电中的电动机能采用变频调速的方法，则具有较大的调速范围、较好的稳定性和转矩特性，同时还有节能作用。
单相电容启动及运转异步电动机接线图（如图1、2所示）。
2 家电电动机应用变频器需要解决的问题2.1 单相电源家电一般采用单相交流电源，如果采用变频调速，则变频器主回路的整流环节只能采用单相桥式整流型式。
相对三相桥式整流的变频器而言，直流输出的波纹系数大，应更好地考虑电容滤波，电感平波的作用。
2.2 电容分相式单相异步电动机电容分相式单相异步电动机应用变频器存在以下问题需要解决。
（1）电容器的容量变化。
运行电容是按50hz的交流电设计其容量的。
由于电容器的电容量与电源频率有关，变频器的高频载波会使电容器的容量发生变化，则主、辅绕组中的相位差不为90，电动机不能形成圆形的旋转磁场，运行特性变差。
变压变频调速的基本原理
变压变频调速的基本原理变压变频调速是一种常见的电动机调速方法，它通过改变电源电压和频率来实现电动机的调速控制。
其基本原理主要包括变压器调压和变频器调频两个方面。
一、变压器调压原理变压器调压是通过改变输入电压的大小，从而改变电动机的电压，进而控制电动机的转速。
其原理如下：1.输入电源：变压变频调速系统的输入电源是交流电，通常为三相交流电。
输入电源的额定电压决定了电动机的额定转速。
2.变压器：变压器是连接在电源和电动机之间的关键设备，用于改变输入电压的大小。
根据需求，可以将输入电源的电压调节到合适的范围，以适应电机的调速要求。
3.电源电压调节：通过调节变压器的变比，可以改变输入电源的电压大小。
通常情况下，变压器采用多个可调的分接头，通过切换不同的分接头可以实现不同的电源电压输出，从而调节电动机的转速。
二、变频器调频原理变频器调频是通过改变输入电源波形的频率，从而改变电动机的转速。
其原理如下：1.输入电源：与变压器调压相同，变频器调频的输入电源也是交流电，通常为三相交流电。
2.整流器和滤波器：输入电源的交流电信号首先需要经过整流器和滤波器进行处理，将其转换成直流信号，以供后续的逆变器使用。
3.逆变器：逆变器是整个变频器调频系统的核心部分，其功能是将直流信号转换为可调节频率的交流信号。
逆变器采用高频开关技术，通过控制开关管的开关频率和占空比，可以实现输出信号的频率和幅值的调节。
4.控制器：控制器是变频器调频系统的智能控制部分，通过采集电动机的转速和负载信息，根据预设的调速曲线和调速要求，控制逆变器输出的频率和幅值，从而精确控制电动机的转速。
三、变压变频调速的特点及优势1.广泛适用性：变压变频调速系统适用于不同类型的电动机，包括交流异步电动机、直流电动机等，具有很强的通用性。
2.范围广泛：透过变压变频调速系统，可以实现电动机的大范围调速，将电动机的转速调节在较宽的转速范围内，满足不同工况下的需求。
3.稳定性高：采用变压变频调速系统，可以实现精确的转速控制，对于恒定转矩和变负载的应用场合，具有良好的稳定性和可靠性。
变频调速技术实验
实验测量仪器
电参数测量仪：用于测量实验过程中的电压、电 流、频率等电参数。
数据采集与分析系统：用于实时采集实验数据， 并进行数据分析与处理，以便对实验结果进行定 量评估。
转速测量仪：用于测量电动机的转速，以评估变 频调速系统的性能。
这些设备在变频调速技术实验中起着关键作用。 通过合理的选择与配置，能够搭建出高效的变频 调速实验系统，从而深入研究变频调速技术的性 能与特点。
实验步骤
实验设备与材料：功率计、变频器、电机、负载装置等。
1. 在不同负载和转速条件下，测量变频调速系统的输入功率和输 出功率。
实验数据分析：根据实验数据绘制效率曲线，分析负载、 转速等因素对变频调速系统效率的影响。
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变频调速技术实验数据分析与结论
实验数据分析
数据收集
在实验过程中，我们收集了大量
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2. 采用测速仪等仪器，测量电机在不同转速下的输出功 率、转矩等性能参数。
3. 分析实验数据，评价变频调速性能。
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实验注意事项：确保测量仪器的精度，避免误差的产生 。
实验三：变频调速系统的效率实验
实验目标：通过实验测定变频调速系统的效率，了解变频调 速系统的能耗情况。
2. 计算变频调速系统的效率，并分析其变化规律。
变频调速技术实验
汇报人：文小库
2023-11-16
CONTENTS
• 变频调速技术概述 • 变频调速技术实验设备 • 变频调速技术实验内容 • 变频调速技术实验数据分析与结
论
01
变频调速技术概述
变频调速技术定义
• 变频调速技术：是一种通过改变电机供电频率来实现电机 速度调节的技术。
变频调速技术原理
调压与变频适用于控制机构时的区别
特性曲线上分析对比下面我们从调压调速与变频调速适用于控制机构时的区别，以供我们双方确定选用哪种方案。
1、运行机构电机负载特性属于惯量大（运动部分惯量大）、阻力小（摩擦阻力相对较小），故计算电机容量时包括惯性功率（约占60%-70%）和阻性功率（约占30%-40%）。
所以稳速运行时，电机轴上的负载较小，此时调压调速装置输出对应电压较低，特性较软。
2、运行机构在运行过程中由于啃轨，轨道对接处不齐或不平均会引起一个突加的附加转矩到电机轴上，我们称其为负载扰动。
附加转矩扰动会引起一个动态速降，速降大小取决于动态特性硬度。
调压调速由于其动态特性软导致发生啃轨、速降大，表现为大车走起来不很平稳，两侧电机转速有扭动现象，尤其低速稳速运行时，此现象更为严重。
由于起升机构起吊物品时，运行中不会有附加载荷，所以速度相对平稳，故调压通常适合用于起升机构，而不太适合于运行机构。
3、ACS800系列变频器是主传动用变频器，而西门子440变频器是通用型变频器，其质量无可比性。
我公司在铸造吊上95%以上运行机构是变频器调速。
ACS800变频器在宝钢、武钢等都有非常好的运行业绩。
4、我们在选择变频器容量时，通常比电机容量要高出两个容量级别。
这就是说变频器在满足最大加速电流的同时，发热容量有足够的裕度。
即使环境温度到了50℃，变频器的发热裕度也是完全能满足的，何况我们主梁电气室设计时采用有备份考虑的多空调容量设计。
每个主梁用四台空调，即使两台损坏，其余两台也能保持梁内温度在40℃以内。
故不应考虑梁内温度超过50℃的情况。
5、特性曲线与动态速降n调压调速为闭环调速，如图可示，当给定为一档速度，稳速运行时，由于静阻力较小，故系统将自动调低电压，工作于B 点。
对于调压调速，系统工作在图1的AB 特性曲线上的B 点；当发生啃轨时，有一个△M 将加在对应的电机轴上，使电机速度首先沿AB 线下降，产生了一个动态速降，而后系统通过调高电压，使速度又恢复到给定速度，即工作于D 点。
变频调速实验报告
变频调速实验报告1. 引言变频调速技术是一种通过改变电机供电频率，从而改变电机的运行速度的技术。
它广泛应用于工业生产中，能够实现电机的平稳启停和调速运行，提高生产效率和产品质量。
本实验旨在通过实际操作和数据采集，探究变频调速技术的工作原理和调试方法。
2. 实验目的•了解变频调速技术的原理和应用；•学习变频器的基本操作和参数设置；•掌握变频调速系统的搭建方法；•进行变频调速实验并分析实验结果。
3. 实验设备本次实验所使用的设备和器材如下：•变频器•三相感应电动机•电流表•电压表•频率表4. 实验步骤4.1 实验准备•将变频器接通电源，确保电源电压和频率符合要求；•将感应电动机与变频器连接，注意接线正确；•将电流表、电压表和频率表分别与感应电动机连接。
4.2 变频器参数设置•启动变频器，进入参数设置界面；•根据实际需要，设置变频器的工作模式、转速范围和加减速时间等参数。
4.3 变频调速实验•将变频器的输出频率设定为一定值，如50Hz；•启动感应电动机，记录电流表、电压表和频率表的读数；•逐步增加输出频率，观察感应电动机的运行情况，并记录相关参数。
5. 实验结果分析5.1 不同频率下电动机的运行特性通过实验数据的记录和观察，我们可以得到不同频率下电动机的运行特性。
随着输出频率的增加，电动机的转速逐渐增加，同时电流和功率也会增加。
5.2 功率因数的变化情况在不同频率下，我们还可以观察到功率因数的变化情况。
随着频率的增加，电动机的功率因数逐渐提高，表明系统的功率利用效率提高。
5.3 加减速性能分析根据实验中记录的加减速时间，可以评估变频调速系统的加减速性能。
加减速过程越短，系统的响应速度越快，对生产过程的影响越小。
6. 实验结论通过本次实验，我们深入了解了变频调速技术的工作原理和调试方法。
通过实际操作和数据分析，我们验证了变频器能够实现电动机的平稳调速，并且提高了电动机的功率因数和响应速度。
变频调速技术在工业生产中具有重要的应用价值，能够提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和设备损耗。
变频器调速原理及调速方法
变频器调速原理及调速方法随着科技的发展和工业的进步，电机的调速需求也越来越高。
变频器作为一种调速装置，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍变频器的调速原理以及常用的调速方法。
一、变频器调速原理变频器是一种能够将电源频率转换为可调的电机运行频率的装置。
其主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器与滤波器：变频器将交流电源转换为直流电源，通过整流器和滤波器将输入的交流电平稳化。
2. 逆变器：逆变器的作用是将直流电压转换为可调的交流电压，用于驱动电机。
逆变器通过控制开关管的开关时间和方式，改变输出电压的频率和幅值，实现电机的调速。
3. 控制电路：控制电路负责监测电机的运行状态和用户的操作指令，通过控制逆变器的工作方式，实现电机的调速。
二、常用的变频器调速方法变频器调速方法多种多样，根据不同的需求和应用场景可以选择不同的方法。
1. 扭矩控制调速：在某些场合需要保持恒定的扭矩输出，可以采用扭矩控制调速方法。
通过改变变频器的输出频率和电压，使得电机的转矩在一定范围内保持恒定。
2. 电压/频率调速：这是最常用的一种调速方法。
通过改变变频器的输出电压和频率，控制电机的转速。
一般情况下，输出电压和频率成正比，通过改变其数值可以实现电机的加速和减速控制。
3. 矢量控制调速：矢量控制调速是一种相对高级的调速方法，它通过对电机的转子位置和速度进行测量和控制，实现对电机的精确调速和定位控制。
矢量控制调速精度较高，适用于对转速要求严格的场合。
4. 模糊控制调速：模糊控制调速是一种基于模糊逻辑的调速方法，它可以根据实际运行状态和用户需求进行实时调整，能够适应不同的工况和负载变化。
5. PLC控制调速：在一些需要自动化控制的场合，可以采用PLC（可编程控制器）控制变频器进行调速。
通过编写PLC程序，实现对变频器的控制和调节。
三、总结变频器调速原理是将电源频率转换为可调的电机运行频率，通过改变输出频率和电压来控制电机的转速。
交流异步电动机变频调速设计报告
绪论第1章系统总方案确定1.1变频器的选定根据直流部分电流、电压的不同形式，又可分为电压型和电流型两种：（1）电流型变频器电流型变频器的特点是中间直流环节采用大电感器作为储能环节来缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压波形接近正弦波，由于该直流环节内阻较大，故称电流源型变频器。
（2）电压型变频器电压型变频器的特点是中间直流环节的储能元件采用大电容器作为储能环节来缓冲无功功率，直流环节电压比较平稳，直流环节内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器。
由于电压型变频器是作为电压源向交流电动机提供交流电功率，所以其主要优点是运行几乎不受负载的功率因数或换流的影响，它主要适用于中、小容量的交流传动系统。
与之相比，电流型变频器施加于负载上的电流值稳定不变，其特性类似于电流源，它主要应用在大容量的电机传动系统以及大容量风机、泵类节能调速中。
本次设计中选用交-直-交变频器，采用电压型变频器。
第2章主电路的设计与分析2.1主电路工作原理变频调速实际上是向交流异步电动机提供一个频率可控的电源。
能实现这个功能的装置称为变频器。
变频器由两部分组成：主电路和控制电路，其中主电路通常采用交-直-交方式，先将交流电转变为直流电(整流，滤波)，再将直流电转变为频率可调的交流电（逆变）。
在本设计中采用图2.1的主电路，这也是变频器常用的格式。
图2.1 电压型交直交变频调速主电路2.2整流电路整流电路是把交流电变换为直流电的电路。
目前在各种整流电路中，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路，三相桥式全控整流电路每个时刻均需2个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，一个是共阳极组，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
由于整流电路原理比较简单，设计中不再做详细的介绍，其原理如图2.2所示。
图2.2 三相桥式全控整流电路2.4 IGBT 简介及驱动要求IGBT 是压控器件，栅极输入阻抗高，所需要驱动功率小，驱动较为容易。
但必须注意，IGBT 的特性与栅极驱动条件密切相关，随驱动条件的变化而变化。
基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控实验报告(精)
基于PLC 实现的三相异步电动机变频调速控制实验报告学院：电气与控制工程学院专业：电气工程及其自动化班级：1001学号：0906060124姓名：赵东兵一、实验名称：基于PLC 实现的三相异步电动机七段变频调速控制系统二、实验目的：1. 通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用。
2. 通过系统设计，进一步了解PLC 、变频器及编码器之间的配合关系。
3. 通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固。
4. 培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。
5. 培养分析，查找故障的能力。
6. 增加对可编程控制器外围电路的认识。
三、实验器件：220V PLC实验台一套、380V 变频器实验台一套、三相电动机一台（Nr=1400r/min，p=2）、光电编码器一个（864p/r）、万用表一个、导线若干。
四、实验原理：1. 实验原理：通过光电编码器将电动机的转速采集出来并送入PLC 中，通过实验程序将采集到的信息与DM3X(加速/DM4X（减速）区的设定值进行比较，当频率满足设定值时用PLC 控制变频器（变频器工作在端子调速模式下），电动机停止加速，保持匀速5S ，5S 后PLC 控制变频器加速端子继续加速。
从而实现完成七段速逐段加速。
以15HZ 为基准加速频率上限为45Hz （可以根据具体情况设定），并在最高段速保持10s, 此后电机开始减速，当到达设定的频率时，PLC 控制变频器停止加速，保持匀速5S ，5S 后PLC 控制变频器减速端子继续减速；反转的运动过程与正转正转过程相似。
2. 实验原理图实验速度曲线如下图：五、实验相关器件特点：1. 欧姆龙CPM2AH ：CPM2A 在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制，中断输入，脉冲输出，模拟量设定，和时钟功能等。
CPM2A CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品，完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON 可编程终端的通信。
变频调速电路实验报告
变频调速电路实验报告1. 引言变频调速电路是一种用于控制交流电动机转速的电路，通过调节电源电压的频率来改变电动机的转速。
在工业生产中，变频调速电路被广泛应用于交流电动机的控制，具有调速范围广、控制性能好、能耗低等优点。
本实验旨在通过搭建变频调速电路，研究其工作原理，并进行实际调速实验，探究电源电压频率对交流电动机转速的影响。
2. 实验仪器与设备- 示波器- 交流电源- 交流电动机- 变频调速电路实验箱3. 实验原理变频调速电路的核心是变频器，其主要由稳压供电模块、频率变换模块和控制信号处理模块组成。
变频器通过控制频率变换模块的输出频率，来改变电源电压的频率，从而实现对交流电动机的调速控制。
实验中，我们将交流电源与交流电动机连接到变频调速电路中，通过设置变频器的输出频率来调节电源电压的频率，从而改变电动机的转速。
4. 实验步骤1. 将交流电源与交流电动机依次连接到变频调速电路实验箱上；2. 打开交流电源，将稳压供电模块的输出电压调节到适当值，保证电动机正常工作；3. 打开变频调速电路实验箱，将频率变换模块的输出频率调节旋钮调至最小；4. 启动交流电动机，观察其转速；5. 逐步增加频率变换模块的输出频率，观察电动机转速的变化，记录数据；6. 调整频率变换模块的输出频率，使电动机转速在不同的范围内变化，并记录数据；7. 将频率变换模块的输出频率调节至最大值，观察电动机的最高转速。
5. 实验结果与分析在实际实验中，我们调节频率变换模块的输出频率，观察交流电动机的转速变化。
记录得到的数据如下：输出频率（Hz）电动机转速（rpm）- -20 60030 90040 120050 150060 180070 210080 240090 2700100 3000从表中可以看出，随着频率变换模块的输出频率增加，电动机的转速也随之增加。
这是因为变频器控制了电源电压的频率，使电动机的输入电压频率随之变化，从而改变了电动机的转速。
变频调速技术的应用与分析
的变化控制 ， 实现对电动机磁通和转矩的控制。其方式
三相异步 电动机转速公式为：
ｒ＝ ０ （ ｓ ／ ｔ ６ｆ １一 ｐ
主要分为： ｆ ｕ 控制方式、 ／ 矢量控制方式和直接转矩控制 方 式三种。ｕｆ控制方式简单容易 ， 急加 、 速或 负载 ／ 但 减
损耗 ， 备使 用寿 命 也 会 缩短 。（ ） 用 阀 门控 制 系 设 ３采
统时 ， 阀门磨损严重 ， 更换频繁 ， 加大了维修费用 ， 同时 也降低 了整个 系统 的可靠性 。（ ） ４ 由于 电机 全速运 行， 加剧了泵的磨损和气蚀 ， 使泵 的使用寿命缩短 。针
对这些 问题 ， 交流变 频调 速系统 予 以解 决 。
过 大时 ， 易引起 电流 能力不 足 ， 速 范 围窄且 精 度 不 容 调
从上式可见 ， 改变供 电频率 电动机 的极对数 Ｐ
及转 差率 ｓ 均可 达到 改变 电动机转 速 的 目的 。现有 的 调速 方法有 变频 调 速 、 变极 对 数 调 速 、 串级 调 速 、 绕线
高； 矢量控制和直接转矩控制都是高性能控制方式 ， 前 者的稳定性好于后者 ， 的动 态性则优于前 者 。 后者
供水 压力 段 ， 均能将 能量 损失 降低到最 小 ， 运行 工 且使 况平 稳 可靠 。
３ ２ 发 电厂 的应用 ．
化， 即设备负荷变小时 ， 电动机仍要全速运行 ， 样就 这 不可避免地在调节风门、 挡板时造成大量的能量损耗。 （） ２ 控制精度受到限制 ， 造成大量的能源浪费和设备
系统 的主流 。在交 流调 速 技 术 中 ， 频 调 速 具有 绝对 变
频控制 ， 以此实现供水流量的变负荷调节 ， 达到恒压供 水 的 目的 。变 频恒 压供 水 系统原 理 如 图 １所 示 ， 主要
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。
三相异步电动机的起动与调速实验报告
三相异步电动机的起动与调速实验报告实验报告：三相异步电动机的起动与调速引言：一、实验目的：1.了解三相异步电动机的起动原理；2.熟悉三相异步电动机的转子启动方法；3.掌握三相异步电动机的调速控制原理；4.实验验证电压调制调速与变频器调速的效果。
二、实验仪器与设备：1.三相异步电动机；2.电动机启动电容器；3.电源；4.变压器；5.变频器。
三、实验原理：1.三相异步电动机的起动原理：三相异步电动机的起动有直接启动和间接启动两种方法。
直接启动是将电动机直接连接到电源上，通过电流大小的限制和时间延迟来确保电动机的安全起动。
间接启动是通过在电动机的主回路中加入启动电容器来增加电动机的起动转矩，使电动机能够正常起动。
2.三相异步电动机的调速原理：四、实验步骤与结果：1.实验起动部分：（1）将电动机的U、V、W三相绕组分别与电源的U、V、W相连接；（2）通过开关将电容器接入电动机的主回路；（3）按下启动按钮，记录电动机的起动时间；（4）重复实验3次，取平均值。
2.实验调速部分：（1）使用电压调制调速方法，通过改变电源的电压大小，观察电动机的转速变化；（2）使用变频器调速方法，通过改变变频器的输出频率，观察电动机的转速变化；（3）记录不同电压或频率下电动机的转速，并绘制转速-电压（或频率）曲线。
五、实验讨论与分析：1.起动部分：根据实验结果，我们可以得到电动机的起动时间。
通过与电动机的技术手册对比，可以验证实验结果与理论值的一致性。
2.调速部分：通过对转速-电压（或频率）曲线的分析，我们可以发现电压或频率与电动机的转速之间存在一定的线性关系。
在电压调制调速方法中，电压越高，电动机的转速越大；在变频器调速方法中，频率越高，电动机的转速越大。
这与我们之前学到的电动机调速原理是一致的。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了三相异步电动机的起动方法和调速控制原理，并通过实验验证了电压调制调速与变频器调速的效果。
掌握了这些知识和技能，有助于我们在实际工程中更好地应用与操作三相异步电动机。
滑差电动机调速与变频调速的运行性能比较
滑差电动机调速与变频调速的运行性能比较滑差电动机调速与变频调速的运行性能比较摘要：本文通过对滑差电动机调速和变频调速的原理和运行性能进行比较，得出变频调速在经济性、可靠性、控制性能等方面的优点，指出变频调速的广泛应用前景。
关键词：滑差电动机；变频；调速性能；比较引言在燃煤电厂中，为了保证锅炉的燃烧能满足机组负荷的要求，必须根据锅炉负荷及工况的变化合理地调节给煤率，所以要求给煤机的电动机能够在一定的范围内实现无级调速。
由于异步电动机的结构特点决定了异步电动机的调速十分困难，在变频调速问世之前，异步电动机在实现无级调速方面应用较广泛的就是滑差电动机（又称电磁调速电动机）调速。
美国STOCK公司生产的G8224MPC型电子重力式皮带给煤机所采用的原动机就是滑差电动机，这种电动机虽然能够在一定的范围内实现无级调速，但是这种调速方法存在设备复杂、易出现故障且故障点多、操作繁琐、运行可靠性差、调速精度及线性度差、维护工作量大等缺点，同时调速电机长期在额定转速下运行，处于高耗能运行状态，运行不经济。
1 两种调速方法的实现途径由电动机特性可知,异步电动机输出轴转速(简称电机转速)为:其中：—电动机转子转速；—电动机定子供电频率；—电动机极对数；—为转差率。
显然，只要改变公式中的参数和s中任何一个，便可改变电机的转速。
滑差电动机由恒速电动机、电磁离合器组成，其原理如图1（a）所示，相当于两级异步电动机：第一级就是恒速电动机，第二级就是电磁滑差离合器。
电磁滑差离合器由电枢、励磁绕组、转子等构成，安装在恒速电动机和负载中间，通过改变电磁滑差离合器的励磁电流以改变电磁滑差离合器的转差率s来实现调速。
其工作原理是：电动机M带动电枢及励磁绕组旋转，励磁绕组由调速控制器提供直流电流。
当电动机M带动电枢及励磁绕组旋转时，在第二级中便产生一个“直流旋转磁场”，于是在转子绕组中产生了感应电流，并产生电磁转矩，使转子旋转。
调节控制器的输出电压，也就调节了电枢的励磁电流和电磁转矩，从而调节了转速，即：当转速低于给定值时，通过转速反馈来增大励磁电流；转速高于给定值时，又通过转速反馈来减小励磁电流，从而得到如图1（b）所示的机械特性。
永磁调速与变频调速的优缺点
变频调速
永磁调速
范围宽、
3）功率因数高、
4）变频装置故障时可以退出运行，改由电网直接供电（工频旁路）
1）简单可靠、维护少
2）隔振
3）安装简单。
4）永磁调速器能够适应各种恶劣工况
缺点
1）电动机绝缘劣化问题
2）漏泄电流、轴承电流问题
3）变频器价格贵，体积大
4）变频器输出谐波，影响电网电能质量，干扰设备正常运行
5）电力电子元器件，特别是处理芯片升级换代快，易老化
6）变频器对于运行环境要求高，特别是对于中高压变频器，需要专门的空调房间
7）变频器通常需要采用专用电动机（支持逆变功能），对于普通电动机虽然也能使用，但是对电动机的寿命和性能可能会有影响
1）对于改造项目，安装时需要移动电动机，建造安装基础
2）只能以一控一方式运行，而变频器可以一控多
4永磁调速器能够适应各种恶劣工况缺点1电动机绝缘劣化问题2漏泄电流轴承电流问题3变频器价格贵体积4变频器输出谐波影响电网电能质量干扰设备正常运行5电力电子元器件特别是处理芯片升级换代快易老化6变频器对于运行环境要求高特别是对于中高压变频器需要专门的空调房间7变频器通常需要采用专用电动机支持逆变功能对于普通电动机虽然也能使用但是对电动机的寿命和性能可能会有影响1对于改造项目安装时需要移动电动机建造安装基础2只能以一控一方式运行而变频器可以一控多3对永磁调速器进行维护期间需要停机换成备用系统影响生产的连