转差频率控制的异步电动机
三相异步电动机调速原理
三相异步电动机调速原理
三相异步电动机的调速原理主要基于对转差率的控制。
三相异步电动机的转速公式为n=60f/p(1-s)，其中f代表电源频率，p为极对数，n代表电机转速，s代表转差率。
当电动机的三相定子绕组通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。
感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。
三相异步电动机的调速方法包括：
1. 改变电源频率：通过改变电源频率可以改变电动机的转速。
2. 改变电动机极数：通过增加或减少电动机的极数可以改变电动机的转速。
3. 改变转差率：通过改变转差率可以改变电动机的转速。
请注意，在具体应用时需要根据实际需求和情况选择适当的调速方法。
同时，也要注意遵守相关的安全操作规程，确保电动机的正常运行和延长其使用寿命。
(技术文档2)异步电机目前几种主要控制方法的对比分析
异步电机几种主要控制方法的对比分析近些年来，随着电力电子、计算机控制以及矢量控制等技术的不断发展，交流调速获得了巨大的技术支持，交流调速系统已经取代了直流调速系统。
交流异步电机调速控制系统大致可分为两大类，一类是标量控制系统，主要是变频调速系统，包括恒压频比控制（V/F 控制）和转差频率控制。
另一类是矢量控制系统，包括转子磁场定向矢量控制（VC ）、转差频率矢量控制、直接转矩控制（DTC ）和无速度传感器矢量控制。
1 标量控制1.1 恒压频比控制( V/F)交流异步电机调速时，总是希望保持每极磁通量m Φ为额定值不变，这样铁芯才能工作在最经济状态。
电源频率和电机极对数决定异步电动机的同步转速，即在改变电源频率时，可以改变电机的同步转速，这时只有控制电源电压与变化的频率的比值为恒定( V/F 恒定) ，才能确保电动机的磁通m Φ基本恒定。
电动机定子的感应电动势：m N111K 44.4Φ=N f E g （1）式中Eg —气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势有效值;1f —电源频率; 1N —定子每相绕组串联匝数; 1N K —基波绕组系数; m Φ—每极气隙磁通量。
由式(1)可知，在控制电动机频率时，保持1/f E g 1恒定，就可以维持磁通恒定。
有三种不同方式的电压—频率协调控制。
(1) 恒压频比=11/f U 控制,1U 为定子端电压，这种方式最容易实现，能够满足一般调速要求，其缺点是低速带载能力差，需要对定子压降进行补偿。
(2) 恒1/f E g 控制，g E 是气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势，它以对恒压频比实行电压补偿为目标，稳态调速性能优于恒压频比11/f U 控制。
这种控制方式的缺点是机械特性非线性，产生转矩的能力不强。
(3) 恒1/f E r 控制，r E 是气隙磁通在转子每相绕组中感应电动势，这种控制方式可以得到和直流励电动机一样的机械特性，从而使高性能调速得以实现。
但是它的控制系统比较复杂。
转差率控制的异步电动机调速系统的设计
（ ｅｔｉａ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｌｅ ｅ Ｓ ｕｈ ｓ Ｊ ａ ｔｎ ｉｅ ｓｔ Ｃｈ ｎ ｕ ６ ０ ３ Ｓ ｃ ｕ ｎ， ｈ ｎ ） Ｅｌｃｒｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｃｏｌｇ ， ｏ ｔｗｅｔ ｉ ｏｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ， ｅｇｄ １ ０ １， ｉｈ ａ Ｃ ｉａ
果 。结 果 表 明 ， 统具 有 良好 的调 速 性 能 。 系
关 键 词 ： 差 率 ； 步 电动 机 ； 速 ； 真 转 异 调 仿
中 图分 类 号 ： ＴＭ３ ３ ４ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｙ ｈｒ ｎ ｕ ｏ ｏ ｒ ａ ｌ ｅ ｅ ｃ ｐｅ ｄ Ｒｅ ｕ ａ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｓ ｄ ｏ ｌｐ ｓｇ ｆＡｓ ｎｃ ｏ ｏ ｓＭ ｔ ｒ Ｖａ ｉ ｂ ｅ Ｆｒ ｑｕ ｎ ｙ Ｓ ｅ ｇ ｌ ｔｎ ｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｈｅ ｈａ ａ ｅ ｉｔｃ ｑｕ ｔｏ ｓｙ ｃ ｏｎｏ ｏｔ ｒ， ｈｅ ｃ ｎｃ ｐｔｏ ｏ ｓｉ ｃ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏｎ ｔ ｃ ｒ ｃｔｒｓ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ ｏｆａ ｎ ｈｒ ｕｓ ｍ ｏ ｔ ｏ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｐ ｏｎｔｏｌ ｒ ｗａ ｓ ｄｓ ｕｓ ｅ ｉｃ ｓ ｄ． Ｔ ｈ ａ ｉ ｅ ａ ｉ ｆｓｉ ｏ ｒ ｓ ａ ｌ ｅ ｅ ｂ ｓ ｃｒ ｇｕｌｔｏｎ ｏ ｌｐ ｃ ｎｔｏｌｗａ ｎａｙｚ ｄ． Ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｏ ｌｏ ｓ ｎｃ ｏ ｕｓｍ ｏｔ ｒｖ ｉ ｓｍ ｌ ｔｏｎ ｍ ｄｅ ｆａ ｙ ｈｒ ｎｏ ｏ ａｒａ— ｂｌ ｒ ｑ ｎ ｙ ｓ ｅ ｅ ｅ ｆ ｅ ｕｅ ｃ ｐｅ ｄ ｒ ｇｕｌｔｎｇ ｓ ｓｔｍ ａ ｅ ｌｐ ｆｅ ｅ ｙ ｃｏｓ ｄ ｌ ｐ ｃ ｔ ｏｌｗａ ｕｉｔ ｎｄ ｉｓ ｍ ａｎ ｃ ｒ ａ ｉ ｙ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ｓｉ ｒ ｑｕ ｎｃ ｌ ｅ —ｏｏ ｏｎ ｒ ｓ ｂ ｌ ，ａ ｔ ｉ ｈａ — ａ ｔ ｒｗ ａ ｎｔｏｄ ｅ ． Ｓｉ ｕｌ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ａ ｖｅ ｉ ｕｌｔｏ ｌ ｋ Ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｉ ｒ ｕｃ ｄ ｍ ａｔｏ ｅ ｕ ｔｗ ｓｇｉ ｎ ｂｙ ｓｍ ａ ｉ ｎ ｂｏｃ ｍｕｌｎｋ ｉ Ｍ ａ ｌ ． Ｔ ｈ ｘ ｒｍ ｅ ｔｒ — ｉ ｎ ｔａｂ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｕｌｓ ｓ ｏｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｐｒ ｏｓ ｄ ｍ ｅ ｈ ａ ｔ ａ ｈ ｏｐ ｅ ｔ ｏｄ ｃ ｎ ｏｂｔ ｉ ｅ ｆｃ ｒｖ ． ａｎ ｐ ｒ ｅ ｔ ｄ ｉ ｅ Ｋ ｅ ｒ ： ｉ ａ ｙ ｈｒ ｎｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓｌ ｐ； ｓ ｎｃ ｏ ｕｓ ｍｏｔ ； ｐｅ ｄ ｒ ｇｕｌｔｎ ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ｏｒ ｓ ｅ ｅ ａ ｉ ｇ； ｉ ｌ ｔｏ
基于转差频率的异步电动机矢量控制研究
●
Ｏ 引 言
交 流 电动 机 调 速 系 统 的矢 量 变 换 控 制 技 术 是
个 电流 变量 、 、 、 和 ４个 磁链 变 量 、 、 、 加
为平 滑．
Ｒ 一 Ｌ ｉ ｉ
（） ４ （） ５
一 １ ｉ Ｌ ＋ （ ＋ａ ｉ Ｒ Ｌ Ｐ）ｎ
式 中 ， 、 为定 子 电压 的励 磁 分量 和转 矩 分 “ 量， 为漏磁 系数 （：１ ／ ＝ 一Ｌ 。ＬＬ，． ＝ ）
、
经 过 两 相旋 转 坐 标 系／ 相静 止 坐标 系 三
‰． 转子电流 和 如是不可测的， 不宜用作状态变量，
因此只能选定子 电流 和 转子 磁链 、 ， 或者选 定子 电流 和 定子磁连 、 也就是说 ， 以有 ｃ 可
一
２ 世纪 ７ Ｏ Ｏ年代迅 速发展起 来 的一种新 型控制思 想． 由于通 过矢 量 的坐 标 变换 能 使 交 流 电机 获 得 如
从 式 （） ３ 可以看 出 ， 在保持 转子 磁链不变 的情况
下 ， 电动机转矩直接受定子 电流的转矩分量 ｉ 控 制， 并且转差 可以通过定子电流的转矩分量 来 计算 ， 转子磁链 也可以通过定子电流的励磁分量 来计算． 系统 中以转速调节器 Ａ Ｒ 的输 出为 在 Ｓ
定子 电流 的转 矩分 量 ， 通 过 计算 得 到转 差 ． 并 如果 采取 磁 通 不 变 的 控 制 ， 则
第 １卷第 ４ ８ 期
２０ ０ ８年 １ ２月
湖 南 工 程 学 院 学 报
变频器转差频率的控制原理
如果保持电动机的气隙磁通一定，则电动机的转矩及电流由转差角频率决定，因此，若添加控制电动机转差角频率的功能，那么异步电动机产生的转矩就可以控制。
转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电气角频率）的差频率，在电动机转子上安装测速发电机（PG）等速度检出器可以检测电动机的速度，检测出的转子速度加上转差频率（与产生所要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。
在电动机允许的过载转矩（额定转矩的150%~200%）以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。
另外，电流随转差频率的增加而单调增加。
所以，如果给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。
为了控制转差频率，需要增加检测电动机速度的装置，虽然设备成本提高了，但系统的加减速特性和稳定性比开环的U/f控制获得了提高，过电流的限制效果也变好。
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转差频率控制
根据起动转矩倍数确定最大转差频率，然
后，由最大转差频率求得过流倍数，并由此 确定变频器主回路的容量。
4转差频率控制系统的特点
转差频率控制系统突出的特点或优点 转差角频率与实测转速相加后得到定子频 率。在调速过程中，实际频率随着实际转速 同步地上升或下降，加、减速平滑。 在动态过程中转速调节器 ASR 饱和，系统 以对应于最大转差频率的最大转矩起、制动， 并限制了最大电流，保证了在允许条件下的 快速性。
4 转差频率控制系统的特点
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。
4转差频率控制系统的特点
电力拖动自动控制系统 —运动控制系 统
基于稳态模型的异 步电动机调速系统
转速闭环转差频率控制的变压变 频调速系统
转速开环变频调速系统可以满足平滑调速
的要求，但静、动态性能不够理想。 采用转速闭环控制可提高静、动态性能， 实现稳态无静差。 需增加转速传感器、相应的检测电路和测 速软件等。 转速闭环转差频率控制的变压变频调速是 基于异步电动机稳态模型的转速闭环控制 系统。
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起动过程
图5-45 转差频率控制的转速闭环变压变频调速系统静态特性
3 最大转差频率的计算
从理论上说，只要使系统最大的允许转差
频率小于临界转差频率， Rr s max sm Llr 就可使系统稳定运行，并通过转差频率来 控制电磁转矩。
yh高转差率三相异步电动机
Yh高转差率三相异步电动机是一种特殊类型的电动机，主要用于需要高转差率应用场合。
它具有以下特点：
1. 结构特点：Yh高转差率电动机通常采用双鼠笼转子结构，这种结构能够提高电动机的启动转矩和过载能力，同时降低噪音和振动。
此外，电动机的转子采用较薄的转子铁芯，以减小转子惯量，提高电动机的动态性能。
2. 启动性能：由于高转差率电动机具有较好的启动性能，因此在启动时能够更好地适应负载的变化，提高系统的稳定性。
此外，电动机的启动电流较小，不会对电网造成较大的冲击。
3. 运行效率：高转差率电动机在运行过程中的效率较高，能够节省能源，降低运行成本。
这主要是因为电动机的转子结构能够提高转差率，降低了电动机的损耗。
4. 适用场合：Yh高转差率异步电动机适用于需要高转差率、高启动性能和高效运行的应用场合，例如纺织机械、轻工机械、印刷机械和化工设备等。
在使用Yh高转差率三相异步电动机时，需要注意以下几点：
1. 维护保养：高转差率电动机需要定期进行维护保养，如更换润滑油、检查轴承磨损情况等，以确保电动机的正常运行。
2. 电源电压波动：电动机的运行受到电源电压波动的影响，因此需要确保电源电压稳定，以保证电动机的正常运行。
3. 负载变化：在负载变化较大的应用场合，需要合理调整电动机的转速和功率因数，以避免过载和欠载的情况发生。
总之，Yh高转差率三相异步电动机具有较好的启动性能、运行效率和适用性，适用于需要高转差率、高启动性能和高效运行的应用场合。
在使用过程中需要注意维护保养、电源电压波动和负载变化等问题。
异步电动机变频调速系统
异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统是属于转差功率不变型调速系统，是异步电动机各种调速方法中调速性能最好、效率最高的一种调速方法，因而在实际生产中得到广泛应用。
变频调速的基本工作原理异步电动机的转速表达式为 )1(n 60p1s f n -==0n )1(s - 在三相异步电动机中存在下列关系：m N q k N f E φ11144.4=如忽略定子阻抗压降，则1U ≈ m N q k N f E φ11144.4=式中 1U -----定子相电压q E ——气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势的有效值，V ；1f -----定子的电源频率1N ——定子每相绕组串联匝数；1N k ——基波绕组系数；m φ——每极气隙磁通量,Wb 。
变频调速的基本控制方式和机械特性变频调速的基本控制方式1. 基频以下调速控制方式要保持m φ不变，当频率1f 从额定值N f 1向下调节时，应同时降低q E ，使1f E q=常数，即采用恒定电动势频率比的控制方式。
1U ≈q E ，取11f U =常数，即采用恒压频比的控制方式。
在低频时，1U 和q E 都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能忽略，因而必须对1U 进行定子阻抗压降补偿，人为地把电压1U 提高一些，尽可能维持磁通m φ基本不变。
2. 基频以上调速控制方式在基频以上调速时，可以从N f 1往上增加，如要维持m φ恒定，必须随频率1f 的增加而相应增加1U ，但电压1U 一般不能超过电动机的额定电压N U 1，只能保持在电动机的额定电压N U 1上。
所以在基频以上调速时只能放弃维持磁通m φ恒值的要求，使磁通m φ与频率成反比地降低，相当于直流电动机的弱磁升速的情况。
在基频以下调速属于恒转矩调速，在基频以上调速属于恒功率调速。
变频调速的机械特性异步电动机恒压恒频时的机械特性当定子电压1U 和角频率1ω都为恒定值时，异步电动机的电磁转矩e T 为 2212122212121122211)()()(33l l p p m e L L s R sR R s U n s R I n P T ++'+'=''=Ω=ωωωω式中 m P ---电磁功率1ω---电源角频率1Ω--同步机械角速度p n --极对数1U --定子电压1R 、'2R --定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻1l L 、'2l L --定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感当s 很小时，可忽略上式分母中含s 项，转矩近似与s 成正比，这时机械特性)(s f T e =是一段直线，如图19-3所示。
转差频率控制的异步电动机矢量控制调速系统的研究和仿真_王会涛
图. 坐标变换模块
另外，对于整流模块、% ,- 脉冲发生器模块、 异步电动机模块以及电机测量模块的模型构建，在 6 " = 6 ;／ 2 > $ ? = > @ A模型库里都有现成的模型可以直接 拿来使用，将以上模型组合到一起，最终可以得到 转差频率矢量控制调速系统的仿真模型，如图 B 所 示。 ! $ " 仿真结果 该系统是个复杂的系统，收敛是仿真的一大难 题，本文采用: 7 5 * ( " ;算法对系统进行仿真。在启动 ・ C / ( B ’时加载 #D) E B F $，该系统所用参数如下表 所示，仿真波形如图E所示。 从以上仿真结果，可以看出在起动和加载过程
图* 转速 % &调节器模块
中，电动机的转速、电压、定子电流和转矩的变化 过程。从图E 6可以看出随着频率的增加转速逐步提 高， 在&)C 的加载过程中， 转速有一定的波 / ( B ’ —( ’ —
. / ! / * 函数运算模块 函数运算模块的仿真图如图( 所示，它是根据
" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "
基于SPWM的异步电机三电平转差频率控制仿真
基于 ＳＷＭ的异 步 电机三 电平转差频 率控制仿真 Ｐ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｔｒ．ｅ ｅ ｎ ｅ ｅ ＰＷ Ｍ ； ＰＷ Ｍ ｙ ｗｏ ｄ ｉ１ｖ ｌｉ ｖ ｒ ｒ； ｔ Ｓ
０ 引言
三 电 平 逆 变 器 主 要 分 为 二 极 管 箝 位 型 （ Ｐ ） 飞跨电容型和级联型三种。其中二极管 ＮＣ 、 箝位型是最早进行研究的一 种三 电平逆变器， 本 文主要是以二极管箝位型三电平逆变器为主要研 究对象 ， 分析了其工作原理 ， 并对异步 电机转差频 率控制方法进行了分析。应用二极管箝位三电平 逆变器进行了 Ｓ ＷＭ控制仿真 ， Ｐ 得出了较理想的
ｌ ｇ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｉ ｈ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｈ ｓ ｒ ａ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｈ ｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ａ ｂｅ ｏ ｐ ｓｉ ｌ ｂｅ ａ ｓ ｏ ｉ ａ ｐ ａａ ｃ ． ｙ ｆ ｃ ｍｅ ｏ ｓｂ ｅ ｃ ｕ ｅ ｆ ｔ ｐ ｅ ｒ ｎ ｅ ｓ
Ｔ ｅ ｅ ｏｅ，ｉ ｉ ｉ ｏ ｔｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｔ — ｖ ｌ ｎ ｅ ｅ ｏ ｎ ｙ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈ ｒ ｆｒ ｔ ｓ ｍｐ ｒ ｔｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｅ ｏ ｒ ｌ ｅ ｖ ｒ ｒｎ ｔ ｌ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｉｅ ｉ ｔ ｏ
图 １ 二 极 管 箝 位 三 电平 逆 变 器
竞 ， 向宇 ， 杨 冯 超
华南理工大学电力学院， 广东广州（ １６０ ５０４ ）
要 近 年来在高压 大功 率领域三 电平变频 器的开 发研究得 到了广泛 关注 。三 电平逆 变 器使得 电压型逆变器 的大容量化 、 高性能化成为可能 ， 研究和开发 三 电平逆 变器 ， 无论 在技术上 还
变频1~6章习题全解
1-1交流异步电动机的变频调速方式与其他调速方式相比有什么优势？可以从低速到高速都保持很小的转差率，效率高，并且可以通过连续改变供电频率，实现无极调速，调速范围大，精度高，是一种较理想的调速方法，所以这是现在交流异步电动机的最常用的调速方式。
1-2什么是交流异步电动机的恒压频率比控制方式？什么是恒电动势频率比控制方式？各具有什么特点？改变定子绕组供电电源频率f1(1为下脚标，下面类同）进行变频调速时，同时协调地改变定子绕组的供电电压U1，使电压和频率比为常数，这就是变频调速中的恒压频率比控制方式，简称V/f 控制；在改变定子绕组供电电源频率f1进行变频调速时，若要维持磁通Φ1恒定，必须同时协调地改变定子绕组的感应电动势E1，使电动势和频率比为常数，这就是变频调速中的恒电动势频率比控制方式。
特点母鸡呀！1-3为什么采用V/f 控制方式时，低频时要采用电压补偿？V/f 控制的主要问题是低频工作时的输出转矩下降过大，这时若要维持每极气隙中主磁通量的恒定，定子绕组的漏阻抗上的压降不能再忽略，需要人为地把电压U1适当调高，近似地补偿定子绕组漏阻抗上的压降，因此现代变频器中均设置有相应的转矩提升功能或称为电压补偿功能。
1-4变频调速运行时，交流异步电动机的机械特性有什么特点？基频以下变频调速：交流电动机采用恒压频率比控制方式时，随着定子供电电压频率的降低，其机械特性是在额定频率下机械特性的一簇平行曲线，其最大转矩随频率的降低而减小。
基频以上变频调速：随着供电频率的升高，最大转矩随之减小。
由于同步转速随频率升高，电磁功率基本保持不变，机械特性随之上移，与他励直流电动机弱磁升速相似。
1-5生产机械的负载特性包括哪些类型，各有什么特点？包括：恒转矩负载、平方降转矩负载和恒功率负载。
恒转矩负载基本特点：负载转矩T L =常数；负载功率P L =n ∝kw 9550n T L ）（ 平方降转矩负载基本特点：负载转矩T L =k T n 2；负载功率P L =P k 9550n T L n 3 恒功率负载基本特点：;负载功率P L =常数；负载转矩T L =n 1∝n 9550P L 1-6负载特性包含什么特性，分别指的是哪些物理量之间的关系？包括：负载机械特性和负载功率特性。
说明异步电动机转差频率控制的基本规律
说明异步电动机转差频率控制的基本规律异步电动机是一种常见的电动机类型，其转速和转矩通常通过改变电源的频率来实现。
在异步电动机中，转差频率控制是一种常用的控制方式，可以实现电机的精确控制和调节。
异步电动机的转差频率控制是通过改变电机供电频率来控制电机的转速和转矩。
在传统的电机控制中，通常使用定频供电，即电源的频率固定不变。
但是，通过改变电源的频率，可以改变电机的转速和转矩，从而实现对电机的精确控制。
转差频率控制的基本规律是，电机的转速和转矩与电源的频率成正比。
当电源的频率增加时，电机的转速也会增加；当电源的频率减小时，电机的转速也会减小。
同样地，电机的转矩也会随着电源频率的变化而变化。
这一基本规律可以通过电机的等效电路来解释。
在电机的等效电路中，电机的转速和转矩与电源的频率、电压和电流之间存在着一定的关系。
通过改变电源的频率，可以改变电机的等效电路参数，从而影响电机的转速和转矩。
除了改变电源的频率，还可以通过改变电源的电压来实现转差频率控制。
在转差频率控制中，电源的电压和频率通常同时改变，以保持电机的额定电压与频率之比不变。
这样可以避免因电压的改变而对电机产生不良影响。
转差频率控制在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在工业生产中，通常需要对电机进行精确的控制和调节，以满足不同的工艺要求。
通过转差频率控制，可以实现电机的快速启动、平稳运行和精确控制，提高生产效率和产品质量。
转差频率控制还可以实现能源节约和环境保护。
通过合理控制电机的转速和转矩，可以降低电机的能耗，减少能源的浪费。
同时，转差频率控制还可以减少电机的噪音和振动，改善工作环境，保护环境和健康。
异步电动机转差频率控制是一种常用的电机控制方式，可以实现对电机的精确控制和调节。
通过改变电源的频率和电压，可以改变电机的转速和转矩，以满足不同的工艺要求。
转差频率控制在工业生产中具有广泛的应用，可以提高生产效率、节约能源和保护环境。
通过合理应用转差频率控制技术，可以实现电机控制的优化和智能化。
西门子变频器对电动机的四种控制方式
西门子变频器对电动机的四种控制方式西门子变频器对电动机的控制方式有四种，分别是：转差频率控制、U/f恒定控制、直接转矩控制、矢量控制。
1、转差频率控制转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
2、U/f恒定控制U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。
恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化;其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒U/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
3、直接转矩控制直接转矩控制在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。
转矩控制的优越性在于:转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好;所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
异步电机转差率范围
异步电机转差率范围
异步电机的转差率是指电机的实际转速与理论同步转速之间的
差异。
在理想情况下，异步电机的转速应该等于同步转速，但由于
电机的负载、电压波动、频率变化等因素的影响，实际转速会略有
偏差。
异步电机的转差率通常以百分比表示，下面我会从多个角度
来解释异步电机转差率的范围。
首先，异步电机的转差率受到多种因素的影响，例如负载大小、电压波动、电网频率变化等。
一般来说，小型异步电机的转差率在2%到5%之间，中型异步电机的转差率在1%到3%之间，大型异步电
机的转差率可能会更低，通常在1%以下。
这些范围是根据一般工程
实践和经验得出的，实际转差率还会受到具体设计和制造工艺的影响。
其次，转差率还受到负载大小的影响。
在轻载情况下，转差率
通常会偏高一些，而在满载或超载情况下，转差率会相对减小。
这
是因为在轻载情况下，电机的机械损耗相对较小，转速波动会更加
显著，而在满载或超载情况下，机械损耗会增加，电机的转速稳定
性会更好。
此外，电压波动和频率变化也会对转差率产生影响。
当电网电
压或频率发生波动时，电机的转速也会相应波动，从而影响转差率。
一般来说，电网稳定性越好，转差率波动越小。
综上所述，异步电机的转差率范围受到多种因素的影响，一般
在2%到5%之间。
然而，实际的转差率还会受到负载大小、电压波动、频率变化等因素的影响，因此在实际应用中，需要根据具体情况进
行评估和调整。
异步电动机的转差率
异步电动机的转差率
异步电动机是一种由电能驱动的机械装置，它可用于传动负载并且能够在电网中实现可靠的节能和无缝接入，其中最重要的特性之一就是转差率。
转差率指的是电动机输出的转速与电源的频率之间的差异，也就是说，在相同负载下，异步电动机可以根据频率的变化而进行自变转速。
这一特性使异步电动机成为用于控制系统的理想选择，特别是对于那些需要精确控制转速的应用，这样的电动机就被广泛应用于全世界的工业设备和机械系统中。
异步电动机的转差率是以内部因素（如机壳大小、冷却方式、定子绕组截面积等）和外部因素（如电流、电压和过负载程度）来决定的，其大小一般在1%-4% 之间。
与同步电动机相比，异步电动机的转差率要更大一些，但其转差率的变化也更加显著，因此，必须对电动机的驱动有较好的控制和观测。
从应用的角度来看，异步电动机的转差率可以控制系统中流量、电量、功率和温度等参数，这正是其广泛应用的原因，一般来讲，异步电动机的转差率大概在600字以上。
三相异步电机 转差率0.5
三相异步电机转差率0.5
三相异步电机的转差率是电机转速与电源频率之差与电源频率之比的百分数。
通常情况下，异步电机的转差率在1%到2%之间。
如果转差率为0.5%，这意味着电机的转速比电源频率慢5%。
这个值在正常范围内，但相对较低。
如果电机长期处于这种状态，可能会因为电流过大而发热，甚至可能导致电机烧毁。
如果电机的转差率为0.5%，可以根据具体情况采取以下措施：
检查电机负载是否过重，如果是，可以减轻负载。
检查电机轴承是否磨损或损坏，如果是，需要更换轴承。
检查电机定子绕组是否有短路或断路，如果是，需要修复或更换绕组。
检查电机电源电压是否稳定，如果不稳定，可以尝试调整电源电压。
检查电机使用的润滑脂是否合适，如果不合适，可以更换合适的润滑脂。
总之，如果发现电机的转差率过低，应及时采取措施，确保电机的正常运行。
三相异步电动机 转子转速,电机的转差率,转子电动势频率的关系
三相异步电动机转子转速,电机的转差率,转子电动势频率的关系
三相异步电动机的转子转速、电机的转差率和转子电动势频率之间存在一定的关系。
以下是它们之间的关系：
1.转子转速与转差率的关系：三相异步电动机的转子转速与转差率之间存在线性关系。
转
差率是指电动机的转子转速与同步转速之差与同步转速的比值。
当电动机启动时，转差率接近于1，即转子转速接近于0；当电动机正常运行时，转差率会减小，但永远不会等于0；当电动机负载过重时，转差率会增大。
因此，通过测量转差率的大小，可以大致判断出电动机的运行状态。
2.转子转速与转子电动势频率的关系：三相异步电动机的转子转速与转子电动势频率之间
存在一定的比例关系。
由于电动机的同步转速与电源频率成正比，因此，在电源频率一定的情况下，转子转速越高，其电动势频率也越高。
这种关系在电动机的调速控制中得到了广泛应用。
转差频率控制原理
转差频率控制原理：当稳态气隙磁通恒定时．异步电机的机械特性参数表达式为：()()()220222102222221211)(3⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆Φ=+=σσωωωx n n r r n n C sx r r s E P T n (2-1)当实际转差额定空载转速相比很小时（0n n <<∆） ，220r x n n <<∆σ ,可以从式中约去，这样式(2-1)可以简化为：()()2022222102n r C r r n n C T smn m n 'Φ=∆Φ≈ωω 其中1602ωπωn np s ∆=∆=(2-2) 从式(2-2)中可得，当转差频率s ω较小且磁通m Φ恒定时，电机的电磁转矩T 与s ω成正比。
这时只要控制转差频率s ω就能控制转矩T ，从而实现对转速的控制。
若要使转差频率s ω较小，只要有提供异步电动机的实际转速反馈即可实现。
若要保持m Φ为恒值，即保持励磁电流m I 恒定，而励磁电流m I 与定子电流1I 有如下关系，()()[]()222221221σσωωωL r L L r f s m ms '+''++'I ==I （2-3） 因此若，1I 按照上述规律变化，则m I 恒定，即m Φ恒定。
转差频率控制策略是：利用测速环节得到转速ωU 与转速给定*ωU 、比较，限制输出频率，使转差率S U ω (即S ω)不太大；控制定子电流1I ，使得励磁电流m I 保持恒定；这时控制s ω实现调速。
系统原理图如图2-l 所示。
图2-l 转差频率控制变频调速系统原理图从图2-1可知．系统由速度调节器、电流调节器、函数发生器、加法器，整流与逆变电路，PWM 控制电路，异步电动机及测量电路等组成，其中异步电动机由SPWM 控制逆变器供电。
转速调节器ASR 的输出是转差频率给定值ωU ,表转矩给定。
函数发生器输入转差频率产生*1i U 。
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转差频率控制的异步电动机Revised as of 23 November 2020转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真实训报告二级学院专业电气工程及其自动化班级指导教师2014年6月摘要矢量变换控制技术的诞生和发展奠定了现代交流调速系统高性能化的基础。
交流电动机是个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用参数重构和状态重构的现代控制理论概念可以实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦，实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程，使交流调速系统的动态性能得到了显着的改善和提高，从而使交流调速取代直流调速成为可能。
目前对调速性能要求较高的生产工艺已较多地采用了矢量控制型的变频调速装置。
实践证明，采用矢量控制的交流调速系统的优越性高于直流调速系统。
本文基于MATLAB?对异步电动机转差频率控制调速系统进行仿真研究。
首先分析了异步电动机转差频率控制技术的主要控制方法、基本组成与工作原理。
之后对异步电机的动态模型做了分析，进一步介绍了异步电机的坐标变换，对异步电机转差频率矢量控制系统的基本原理进行了阐述，通过仿真工作，证明了其可行性。
最后，通过对仿真结果进行分析，归纳出如下结论：单纯的转差频率控制带载能力差，应用转差频率矢量控制可增强电机对转矩的调节能力且无需电压补偿。
关键词：异步电动机矢量控制转差角频率 MATLAB目录一、转差频率控制的异步电动机矢量控制调速系统1.矢量控制概述矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制（VC）方式：矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1和Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。
综合以上：矢量控制无非就四个知识：等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换（包括静止和旋转）。
2.转差频率控制转差频率矢量控制的目标就是将交流电动机复杂的转矩控制模型转化为类似直流电动机的简单转矩控制模型。
异步电动机定子角频率1由转子角频率和转差角频率s ω组成（1=+s ω），通过控制s ω来控制电动机转矩，这样在转速变化过程中，电动机的定子电流频率始终能随着转子的实际转速同步升降，使转速的调节更为平滑。
也就是说控制了转差角频率相当于控制了转矩。
3.转差频率矢量控制系统组成转差频率控制的异步电动机矢量控制调速系统的原理组成框图如图1所示。
该系统主电路采用了SPWM 电压型逆变器，这是通用变频器常用的方案。
系统的控制部分由给定、PI 调节器、函数运算、二相/三相坐标变换、PWM 脉冲发生器等环节组成。
其中给定环节有定子电流励磁分量im*和转子速度n*。
放大器G1、G2和积分器组成了带限幅的转速调节器ASR 。
电流电压模型转换由函数Um*、Ut*模块实现。
函数运算模块ws*根据定子电流的励磁分量和转矩分量计算转差s ，并与转子频率相加得到定子频率1，再经积分器得到定子电压矢量转角。
模块sin 、cos 、dq0/abc 实现了二相旋转坐标系至三相静止坐标系的变换。
dq0/abc 是输出是PMW 发生器的三相调制信号，因为调制信号幅度不能大于1，在dq0/abc 输出后插入衰减环节G3。
在模型调试时，可以先在此处判断输出和PMW 发生器的三相调制输入信号幅值小于1的要求，计算G3的衰减系数。
图1 转差频率控制的矢量控制系统组成原理框图4.转差频率矢量控制系统工作原理该系统主电路采用了SPWM 电压型逆变器，转速采用了转差频率控制，即异步电动机定子角频率1由转子角频率和转差角频率s ω组成（1=+s ω），通过控制s ω来控制电动机转矩，这样在转速变化过程中，电动机的定子电流频率始终能随着转子的实际转速同步升降，使转速的调节更为平滑。
模仿直流电动机的控制策略，得到等效直流电动机的控制量即为s ω，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了，由于进行坐标变换的是电流的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫做矢量控制系统。
上图中：*、分别为转子角频率给定和转子角频率负反馈；1m i t 1i 分别为定子电流的励磁分量和转矩分量；为转差角；s 为转差角频率；1、分别为定子角频率和转子角频率正反馈；m1U 、U 1t 分别为定子电压的励磁分量和转矩分量。
由异步电动机的矢量控制方程式：从矢量控制方程式中可以看到，在保持转子磁链r ψ不变的控制下，电动机转矩直接受定子电流的转矩分量t 1i 控制，并且转差s ω可以通过定子电流的转矩分量t 1i 计算，转子磁链r 也可以通过定子电流的励磁分量1m i 来计算。
在系统中以转速调节器ASR 的输出为定子电流的转矩分量t 1i ，并通过计算得到转差s ω。
如果采取磁通不变的控制，则p r ψ0，由方程式可得：r ψ=1m m i L ，s ω=t 1i /m i T 1r 。
由于矢量控制方程得到的是定子电流的励磁分量，而本系统采用了电压型逆变器，需要相应的将电流控制转换为电压控制，其变换关系为：式中，sm U 、st U 为定子电压的励磁分量和转矩分量；为漏磁系数，r m /-1L L L s =σ，sm U 、st U 经过二相旋转坐标系/三相静止坐标系的变换，得到SPWM 逆变器的三相电压控制信号，并控制逆变器的输出电压。
二、基于Simulink 的转差频率矢量控制系统仿真1.仿真模型的建立根据转差频率矢量控制的基本概念和系统的原理框图，构建转差频率矢量控制调速系统的仿真模型，其主电路采用SPWM 逆变电路，输出三相交流电压拖动异步电动机。
控制部分由给定、PI 调节器、函数运算、两相／三相坐变换、PWM 脉冲发生器等环节组成。
2.主电路模块主电路是在电器设备或电力系统中直接承担电能的交换或控制任务的电路。
与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
而基于转差频率间接矢量控制调速系统的研究所涉及到的逆变则为PWM 逆变。
所谓PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调试的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调试，来等效的获得所需的波形。
主电路模块仿真模型图如图2所示图2 主电路模块仿真模型图 3.转速调节器（ASR ）模块转速调节器由放大器G1、G2，饱和积分器，饱和限幅模块组成PI 调节器。
根据转子角频率W ，经过转速调节器得到定子电流的转矩分量。
其模块仿真模型如图3所示。
图3 ASR 模块仿真图PWM 测量模块4.函数运算模块Ws*函数运算模块根据定子电流的励磁分量m i *和转矩分量t i *计算转差角频率s ω，并与转子频率ω相加得到定子频率1ω(s 1ωωω+=)。
根据定子频率和矢量转角的关系，对1ω进行积分，最终得到定子电压矢量转角θ。
Ws*函数运算模块仿真模型如图4所示。
图4 Ws*函数运算模块仿真模型图5.坐标变换模块2r/3s其中，2r/3s 模块的搭建主要是根据坐标变换公式，利用Simulink 里的数学函数模块搭建而成，其主要功能是实现两相旋转坐标系至三相静止坐标系的变换，其输出是三相PWM 变换器的三相调制信号，最后触发逆变器的功率管得到拖动异步电动机所需的三相交流电源，完成闭环的控制过程。
定子频率W1经过积分器得到电压矢量转角θ再经过Sin ，Cos 函数得到正余弦信号送入Sin-Cos 输入端，Um*，Ut*函数模块以及零常数模块产生d 轴，q 轴，0轴分量送入dq0输入端以便进行2r/3s 变换。
坐标变换模块2r/3s 仿真模型图如图5所示。
图5 坐标变换模块2r/3s 仿真模型图6.转差频率矢量控制系统仿真参数设置逆变器直流电源510V 。
电机参数：220V 、50Hz 、2对极，Rs=Ω, L1s=, Rr=Ω, L1r=, Lm=, J=2m •。
定子绕组自感Ls=Lm+L1s=+mH=;转子绕组自感Lr=Lm+L1r=+mH=;漏磁系数r L L L S 2m /-1=σ=;转子时间常数T=Lr/Rr==各放大器的参数值取值见下表仿真给定转速为1400r/min 时空载启动的过程，在启动后加载TL=。
该系统是比较复杂的系统，收敛是仿真计算过程中经常出现的问题，经试用各种计算方法，最终选择固定步长算法0de5，步长取510-，仿真时间为。
7.转差频率矢量控制系统仿真模型图图6 转差频率矢量控制系统仿真模型图三、仿真结果及分析1.仿真波形图本系统仿真波形图如下：（a ）转速响应 （b ）定子三相电流响应 （c ）电动机电磁转矩和负载转矩给定 （d ）电动机输入三相电压有效值 （e ）定子磁链轨迹（f ）SPWM 三相调制信号 （g ）转子角*θ （h ）计算得到的转差频率*s ω给定 （i ）逆变器调制频率)/(1s rad ω (j)转矩-转速特性（a ）转速响应（b ）定子三相电流响应c ）电动机电磁转矩和负载转矩给定（d ）电动机输入三相电压有效值（e ）定子磁链轨迹（f ）SPWM 三相调制信号（g ）转子角*θ（h ）计算得到的转差频率*s ω给定（i ）逆变器调制频率)/(1s rad ω(j)转矩-转速特性2.仿真结果分析仿真结果图中a 、b 、c 、d 反映了电动机在启动和加载过程中的转速、电流、电磁转矩和电压的变化过程，在启动中逆变器的输出电压（线电压）逐步提高，转速上长，但是电流基本保持不变，为Is=50/√2=35A ，电动机以给定的最大电流启动。
在时，转速稍有超调，然后稳定在1400r/min ，电流也下降为空载电流，逆变器输出电压也减小了。
电动机在加载后，电流和电压迅速上升，电动机转矩也随之增加，转速在略经调整后恢复不变。
图f ～i ，反映了各控制模块输出信号波形的变化，经2r/3s 变换后的三相调制信号幅值和频率在调节过程中逐步增加，且转速随之逐步升高，信号幅值的提高保证了电动机电流在启动过程中保持不变。
图e 和图j 分别反映了电动机在启动过程中定子绕组产生的旋转磁场和电动机的转矩－转速特性。