三相异步电动机的启动及调速系统设计与应用
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真引言随着科技的发展和电力系统的逐步完善，三相异步电动机在工业和民用领域中广泛应用。
为了满足不同负载条件下的调速需求，变频调速技术成为了最为常用的方案之一、本文基于三相异步电动机的特点，设计了一个简单的变频调速系统，并通过仿真验证了系统的性能。
一、系统结构设计根据三相异步电动机变频调速系统的基本结构，本文设计了以下几个部分：输入电源模块、变频器模块、电机驱动模块和反馈传感器模块。
1.输入电源模块输入电源模块通常由整流器和滤波器组成，用于将交流电转换为直流电，并通过滤波器减小输出的纹波电压。
本文采用了简化的输入电源模块结构，以简化设计和仿真过程。
2.变频器模块变频器模块是整个系统的核心部分，用于将直流电转换为固定频率或可调频率的交流电。
本文采用的是PWM（脉宽调制）变频器，控制器利用脉宽调制技术对直流电进行精细的调节，从而实现对输出频率的控制。
3.电机驱动模块电机驱动模块主要由电机和驱动器组成，用于将变频器输出的交流电转换为机械能，驱动电机工作。
本文使用了三相异步电动机作为驱动器，并采用了传统的电动机驱动方式。
4.反馈传感器模块反馈传感器模块用于获取电机的运行状态和工作参数，实时反馈给控制器，以实现对整个系统的闭环控制。
常用的反馈传感器有电流传感器、速度传感器和位置传感器等。
二、设计流程本文设计的变频调速系统采用闭环控制方式进行控制，设计流程如下：1.确定控制策略根据系统需求，选择适合的控制策略。
常用的控制策略有PI控制、模糊控制和神经网络控制等。
本文选择了基于PI控制的控制策略。
2.设计控制器根据控制策略设计控制器，主要包括比例环节和积分环节。
比例环节用于根据偏差信号产生控制量，积分环节用于消除系统的静态误差。
本文设计了基于PI控制器的控制器。
3.仿真系统建模根据系统的物理特性，建立仿真系统的数学模型。
本文仿真系统采用母线电压法，通过电机的等效电路进行建模和仿真。
变频调速三相异步电动机的设计
变频调速三相异步电动机的设计本文将探讨变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用。
本文将简要介绍变频调速技术的原理和发展概况；将详细阐述三相异步电动机的基本工作原理和设计步骤；将讨论变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用及其优势。
变频调速技术是一种基于电力电子技术与微控制技术的调节电动机转速的方法。
它通过对电源频率的改变，实现对电动机的平滑调速。
变频调速技术具有高效、节能、精准控制等优点，已成为现代工业领域中广泛应用的调速技术之一。
近年来，随着电力电子器件的不断更新和微控制技术的进步，变频调速技术的性能和可靠性得到了极大的提高。
三相异步电动机是一种应用广泛的电动机类型，它利用电磁感应原理将电能转化为机械能。
三相异步电动机由定子和转子两部分组成，定子绕组接通电源后，产生旋转磁场，转子绕组在旋转磁场的作用下产生感应电流，进而产生电磁转矩，使电动机旋转。
三相异步电动机的设计核心是电磁场的分析和计算，以及转子结构和参数的优化。
三相异步电动机的设计步骤主要包括以下几个方面：（1）明确设计需求：根据实际应用场景，明确电动机的功率、转速、尺寸和温升等参数需求。
（2）选定电动机结构型式：根据应用场景的要求，选择电动机的结构型式，如封闭式、开启式、防护式等。
（3）确定电磁负荷：根据电动机的设计需求，计算电磁负荷，包括每相绕组的匝数、线径、磁路尺寸等。
（4）计算气隙磁通密度：通过电磁负荷的计算结果，计算气隙磁通密度，以确定电动机的电磁性能。
（5）优化转子结构和参数：根据气隙磁通密度计算结果，优化转子结构和参数，以获得更好的电磁性能和机械性能。
（6）设计定子铁心：根据电磁负荷和气隙磁通密度的计算结果，设计定子铁心，包括铁心尺寸、槽形和材料等。
（7）选择冷却方式：根据电动机的设计需求和结构型式，选择合适的冷却方式，如自然冷却、强迫通风冷却等。
变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用及其优势变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用，主要是通过在电源侧施加变频电压，达到调节电动机转速的目的。
三相异步电动机星三角形起动及带能耗制动控制线路的设计及调试
三相异步电动机星三角形起动及带能耗制动控制线路的设计及调试三相异步电动机是工业领域中常见的电动机类型之一，它具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了实现电动机的起停控制和能耗制动控制，需要设计合适的线路并进行调试。
本文将详细介绍三相异步电动机星三角形起动及带能耗制动控制线路的设计及调试方法。
一、星三角形起动原理介绍1.1 三相异步电动机基本原理三相异步电动机是以交流电作为供电源的，通过交变磁场与转子磁场之间的相互作用来实现转矩输出。
其基本原理是根据法拉第定律和楞次定律，在三个互相位移120度的线圈上产生旋转磁场，从而驱使转子旋转。
1.2 星型接线和三角形接线在实际应用中，根据不同的负载特性和启动要求，可以采用星型接线或者三角形接线方式来供电给电动机。
星型接线方式适用于起始转矩较小、启动时无冲击负载的情况，而三角形接线方式适用于起始转矩较大、启动时有较大冲击负载的情况。
1.3 星三角形起动原理星三角形起动是一种常用的电动机启动方式，它通过在电动机绕组中采用星型接线方式进行起动，待电动机达到一定速度后再切换为三角形接线方式运行。
这种启动方式可以减小起动时的电流冲击，降低对供电系统的影响。
二、星三角形起动控制线路设计2.1 电源接线设计在设计星三角形起动控制线路时，首先需要将三相异步电动机的绕组按照星型接线方式连接。
其中，每个绕组的一个端子连接到公共节点，即为星点连接；另一个端子分别与供电系统的A、B、C相相连。
2.2 接触器选择和布置为了实现起停控制，需要选择适当的接触器来实现切换绕组的连接方式。
通常情况下，采用交流接触器作为主要控制元件。
在布置接触器时，应保证其能够承受所需负载，并且能够方便地进行维护和检修。
2.3 控制电路设计在星三角形起动控制线路中，需要设计一个控制电路来实现接触器的自动切换。
该控制电路通常由主回路和辅助回路组成。
主回路用于控制接触器的通断，而辅助回路则用于监测电动机的运行状态并进行相应的保护。
三相异步电动机变频调速系统设计
三相异步电动机变频调速系统设计一、设计背景随着现代工业的发展，电动机已经成为各种设备中最主要的驱动装置之一、为了满足不同工作需求的变化，电动机的速度调节功能变得越来越重要。
而传统的调速方法，如调整电网电压或通过调整传动装置的机械结构，都存在一定的限制和缺陷。
因此，变频调速系统逐渐成为工业应用中的主流。
二、设计原理1.变频器：变频器是将市电的交流电源转换为可调频率、可调电压、可调时间比的交流电源的装置。
它通过改变输出电压的频率和幅值，实现电动机转速的调整。
2.控制系统：控制系统主要包括速度控制回路和电机保护回路。
速度控制回路通过采集电动机的转速，与设定的转速进行比较，通过调整变频器的输出频率和幅值来实现转速的调节。
电机保护回路主要用于监测电动机的电流、电压、温度等参数，一旦出现异常，就会自动切断电源，保护电机的安全运行。
3.变频电机：变频电机是与变频器配套使用的电动机，其结构和普通的异步电动机基本相同。
通过变频器调整输出频率和幅值，可以实现变频电机的转速调节。
三、系统组成1.变频器：选用合适的功率和规格的变频器，能够满足电动机的调速要求。
2.控制面板：控制面板上设置设定转速、实际转速的显示器，以及转速调节的按钮和指示灯。
3.传感器：采用合适的传感器，如光电编码器、霍尔传感器等，用于采集电动机的转速信号。
4.电机保护装置：包括过流保护、欠压保护、过压保护、过温保护等功能，能够确保电机的安全运行。
四、系统设计步骤1.确定需求：根据实际应用的需求确定电动机的转速范围、精度要求等参数。
2.选型：根据需求选用合适的变频器、传感器和电机保护装置。
3.确定控制方式：根据电动机的应用特点选择合适的控制方式，如闭环控制还是开环控制。
4.连接布线：按照电路图将变频器、传感器和电机保护装置与电动机进行连接布线。
5.调试和测试：对系统进行调试和测试，确保各个部件的正常工作，并对控制参数进行优化。
6.安装和投入使用：将系统安装到实际应用场所，进行调试和运行测试，确保系统满足需求。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
三相异步电动机Y-△启动控制设计
《电气控制与PLC技术》课程设计题目:三相异步电动机Y-△启动控制设计专业：自动化班级：姓名：学号：指导教师：设计日期：2012.11.13 --- 2012.11.30目录摘要1 控制要求 (1)2 主要元件介绍 (6)2.1 继电器 (6)2.2 熔断器 (2)2.3 交流接触器 (2)2.4 台达可编程控制器 (8)2.5 三相异步电动机 (8)3 硬件设计 (8)3.1 设计原理 (6)3.2 控制过程 (7)4 软件设计 (7)4.1 I/O接线图 (8)4.2 梯形图和指令表 (9)5 总结 (5)参考文献 (10)摘要星三角启动控制系统，属降压启动他是以牺牲功率为代价来换取降低启动电流来实现的。
所以不能一概而以电机功率的大小来确定是否需采用星三角启动，还得看是什么样的负载，一般在需要启动时负载轻,运行时负载重尚可采用星三角启动控制系统，一般情况下鼠笼型电机的启动电流是运行电流的5—7倍，而对电网的电压要求一般是正负10%,为了不形成对电网电压过大的冲击所以要采用星三角启动控制。
只有鼠笼型电机才采用星三角启动。
星三角降压启动的控制系统电动机三相绕组共有六个外接端子：A-X、B-Y、C-星形启动：X-Y-Z相连，A、B、C三端接三相交流电压380V，此时每相绕组电压为220，较直接加380V 启动电流大为降低，避免了过大的启动电流对电网形成的冲击。
此时的转矩相对较小，但电动机可达到一定的转速。
三角形运行：经星形启动电动机持续一段时间（约十秒钟）达到一定的转速后，利用PLC定时约0.5秒，电器开关把六个接线端子转换成三角形连接并再次接到380V电源时每相绕组电压为380V，转矩和转速大大提高，电动机进入额定条件下的运行过程。
关键词：星三角启动 PLC 鼠笼型电机转矩转速1 控制要求接触器KM1—KM3的作用分别是控制电源、Y形起动、△运行。
①按下起动按钮SB1后，电动机M先作Y起动，10s钟后自动转换为△运行。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
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一、异步电动机变频调速系统简介
异步电动机变频调速系统是一种基于变频器技术完成频率控制的调速系统，其结构组成主要包括：异步电动机、变频器、控制器和传动机构等组成。
本系统可以实现对电动机的输出功率、转速和负载的关系，从而提高机器的能源利用率，减少电机输出的能耗。
二、异步电动机变频调速系统组成
1.异步电动机：异步电动机是一种由能量变换设备的机械部分，它通过电能激励的电磁作用而可发生转动，其结构由定子、转子及密封装置等组成。
该部件能够接受输入的直流电压，完成外界功率转换。
2.变频器：变频器是由变频技术控制异步电动机输出电压和频率的装置，其特性是能够将低电压变高，将低频率调整到高频率，使输出电压与频率可以随着被控制设备的运行状况而灵活变化，能有效节省电源能耗，减少设备故障。
3.控制器：控制器是负责控制变频器给异步电动机提供指令的，它的功能有：对异步电动机的转矩与频率进行控制；实现变频器与异步电动机的细微调整；实现较快速度的反应。
三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真
三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真引言：在现代工业生产中，电动机作为一种重要的动力设备，广泛应用于各种机器和设备中。
为了满足不同工艺和运行要求，需要调节电动机的运行速度。
传统的方法是通过改变电源的频率来达到调速的目的。
然而，这种方法存在一定的局限性，无法实现精确的调速效果。
因此，引入变频调速系统成为了提高电机调速性能的有效手段。
本文将对三相异步电动机变频调速系统的设计及仿真进行详细介绍。
一、系统设计：1.变频器设计：变频器是变频调速系统的核心部分，用于将输入电源的频率和电压变换成适合电动机工作的频率和电压。
变频器由整流器、滤波器和逆变器组成。
整流器将输入的交流电变换成直流电，滤波器用于平滑输出电压，逆变器将直流电转换成可控的交流电输出。
变频器还包括控制模块，用于实现调速功能。
2.控制系统设计：控制系统包括速度传感器、PID控制器和功率放大器。
速度传感器用于实时测量电机转速，PID控制器根据设定转速和实际转速之间的差异，调节变频器的输出频率和电压，以实现电机的准确调速。
二、系统仿真：为了验证设计的可行性和调速性能，可以使用MATLAB/Simulink进行系统仿真。
具体的仿真流程如下：1. 搭建电机模型：根据电机的参数和等效电路，搭建电机的MATLAB/Simulink模型，包括电机的输入端口、输出端口和机械负载。
2. 设计控制系统：在Simulink中添加速度传感器、PID控制器和功率放大器，并与电机模型连接起来。
3.设定仿真参数：设置电机的参数、控制系统的参数和仿真时间等参数。
4.进行仿真实验：根据实际需求，设置不同的转速设定值，观察电机的响应情况，如稳态误差和调速时间等。
5.优化系统性能：根据仿真结果，调整参数和控制策略，优化系统的调速性能，如减小稳态误差和调速时间。
三、结论：三相异步电动机变频调速系统是一种能够实现精确调速的调速方案。
通过合理设计和仿真验证，可以得到一个性能稳定、调速精度高的变频调速系统。
三相异步电机交流变频调速系统设计实验
三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院测控技术实验中心2010/11/2三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书一、实验目的：1. 了解三相异步电机调速的方法；2. 熟悉交流变频器的使用；3. 掌握三相异步电机交流变频调速系统设计。
4. 交流异步电动机机械特性及变频调速特性测试二、控制系统设计要求系统设计要求能够实现三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
图1 控制系统硬件结构图三、基本知识：1.异步电动机调速系统种类很多，常见的有：(1)降电压调速；(2)电磁转差离合器调速(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速(4)绕线转子异步电机串级调速(5)变极对数调速(6)变频调速等等。
2.三相交流异步电动机2.1 异步电动机旋转原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
n转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流⑴磁场以⑵通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力⑶ 电磁力使转子绕组以转速n 旋转，方向与磁场旋转方向相同2.2 旋转磁场的产生旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。
这三个交变磁场应满足：⑴ 空间位置上互差rad 3/2π电度角。
由定子三相绕组的布置来保证⑵ 在时间上互差rad 3/2π相位角（或1/3周期）。
由通入的三相交变电流来保证。
2.3 电动机转速产生转子电流的必要条件：是转子绕组切割定子磁场的磁力线。
因此，转子的转速n 必须低于定子磁场的转速0n 。
两者之差称为转差：n n n -=∆0转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：0/n n s ∆=同步转速0n 由下式决定：p f n /600=上式中，f 为输入电流的频率，p 为旋转磁场的极对数。
由此可得转子的转速：p s f n /)1(60-=3.异步电动机调速由转速p s f n /)1(60-=可知异步电动机调速有以下几方法：(1) 改变磁极对数p （变极调速）定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》三相异步电动机变频调速系统是一种应用广泛的电机控制系统，通过对电机的供电频率和电压进行调整，实现电机的调速功能。
本文将对三相异步电动机变频调速系统进行详细的设计。
1.系统结构三相异步电动机变频调速系统主要由电机、变频器和控制系统三部分组成。
电机作为执行元件，接受变频器输出的电压和频率进行运行；变频器则负责将输入的电网电压和频率转换为适合电机运行的电压和频率；控制系统则完成对变频器的控制和监测，实现对电机的精确调速。
2.硬件设计在硬件设计方面，需要选择适合电机的变频器和控制器，并完成相应的接线和连接。
变频器通常需要选择带有电压和频率调节功能的型号，以满足不同工作条件下的电机要求。
控制器则需要选择具备快速响应和稳定性能的型号，以确保系统的准确调速。
3.变频器参数设置变频器的参数设置对于电机的工作性能影响较大。
在设置参数时，首先需要根据电机的额定功率和工作特性确定变频器的额定输出功率。
同时，还需要根据电机的额定电压和额定转速设置变频器的额定输出电压和额定输出频率。
此外，还需要根据电机的负载特性设置变频器的过载保护和反馈调节参数。
4.控制系统设计控制系统的设计主要包括速度信号检测、计算和反馈控制三个步骤。
速度信号检测可以通过安装编码器或霍尔传感器等装置实现。
根据检测到的速度信号，控制系统可以计算出电机的当前转速，并与设定的目标转速进行比较，得到误差信号。
通过对误差信号进行PID控制，控制系统可以调整变频器的输出频率和电压，以实现对电机转速的控制。
5.保护措施设计三相异步电动机变频调速系统在运行过程中需要考虑到一些保护措施，以防止电机过载、短路等故障。
常见的保护措施包括过载保护、过流保护、过热保护和失速保护等。
通过在控制系统中添加相应的保护逻辑和监测装置，可以及时发现并处理电机故障，保证系统的安全运行。
总之，三相异步电动机变频调速系统设计涉及到硬件设计、变频器参数设置、控制系统设计和保护措施设计等方面。
(完整版)《三相异步电动机变频调速系统的设计》
控制电路：采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828，控制电路的主要功能是接受各种设定信息和指令，根据这些指令和设定信息形成驱动逆变器工作的信号。这些信号经过光电隔离后去驱动开关管的关断。）
5、方案的可行性分析：
（1）参考了相关的文献和记录，并在老师的指导下制定了可行的计划。
整流电路：整流部分将交流电变为脉动的直流电，必须加以滤波。在本设计中采用三相不可控整流。它可以使电网的功率因数接近1。
滤波电路：因在本设计中采用电压型变频器，所以采用电容滤波，中间的电容除了起滤波作用外，还在整流电路与逆变电路间起到去耦作用，消除干扰。
逆变电路：逆变部分将直流电逆变成我们需要的交流电。在设计中采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT。
[6]周志敏.变频调速系统工程设计与调试,人民邮电出版社,2009.
[7]张占彪.试论变频调速异步电动机在设计中的注意要点,2014.
[8]《电气应用》2011年总索引.电气应用,2012.
[9]崔坚.西门子S7可编程控制器STEP7编程指南,机械工业出版社,2007.
[10]Low-voltage distribution design specifications [S]. China plans Press.2006.
直到上世纪80年代，电力电子的发展变成了用晶闸管整流供电和现代控制论的迅猛发展是交流调速器取代直流调速成为必然。进入90年代，通用变频器以优异的控制性能，在调速领域独树一帜，并在工业领域及家电产品中得到迅速推广。此外，变频技术和变频制造从一般意义的拖动技术中分离出来，成为世界各国在工业自动化和机电一体化领域中争抢先站的阵地，各发达国家更是在该技术领域注入极大地人力物力，使之目前已进入高新技术行业。在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从硅变换为碳化硅，使电力电子新元件具有了耐高压、低损耗、耐高温的优点。
PLC在三相交流异步电动机变频调速中的应用
择” 参数ｐ ｒ ７ ９ ＝ ２ ， 启动信号和运 行频率都 由外部给定， 设定运 行频率 的“ 输入 电压 ” 参 数ｐ ｒ ７ ３ ＝ ｌ ， 即Ｄｃｏ一 １ Ｏ 入。 然后， 可将 Ｐ Ｌ Ｃ的 开关 量 输 出接 到变 频
器的正转启动（ Ｓ Ｔ Ｆ ） 和反转启动（ ｓ １ Ｒ） 端子上， 将Ｐ Ｌ Ｃ的模拟量输出接到变
本控制系统用Ｐ Ｌ Ｃ实现 电机转速 的测量和控制，通过变频器来改变三 相异步 电动机 的转速。若通过上位机利用监控组态软件可 以实现 与Ｐ Ｌ Ｃ的 通信和监控 ， 从而构成一个 结构合理、 功能丰富的电机控制系统。在这个系 统的基础上 ， 若改变测量环节和相应的控制策略， 可以实现诸如变频供水、 通风机的控 制等许多 以三相交流异步电动机调速为基础的应用系统。■
３结 语
１ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ与变 频 器 的 连接
变频器在外部端子操作方式下， 通过变频器的接线端子， 可 以实现对变 频器的正／ 反转控制 、 多段转速 选择及频率给定等功能， 其中运 行频率的给 定可 以通 过电压、 电流或外接 电位器 的方式调节。 Ｐ Ｌ Ｃ与变频器连接时，首先通过变频器的操作面板 设定变频器的工作 参数 ， 对于本 系统 使用的三菱Ｆ Ｒ— Ｅ ５ ４ Ｏ 一１ ． ５ Ｋ 变频 器， 应设定“ 操 作模 式选
图３主程序框 图
图４中断程序框 图
图 ２ 输 入 接 口 电路
模拟量输出模块Ｅ Ｍ２ ３ ２ 的输出电压为一１ ｏ ￣ ＋１ Ｏ ｖ， １ ２ 位分辨率 。Ｐ Ｌ Ｃ 过控制运算后 ，得到的控制信号需要转换成Ｐ Ｌ Ｃ的Ｄ／ Ａ 模块所规定 的数据 格式 ， 通过Ｅ Ｍ２ ３ ２ 输 出给变频器的频率 设定端， 改变 变频器的输出频率， 从 而实现对电机转速的控制 。
三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计
三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计《电⽓控制与PLC应⽤》课程设计说明书设计题⽬：三相异步电动机Y-△换接起动控制设计专业及班级：XXX指导教师：XXX学⽣姓名：XXX学号：XXXX设计时间：XXXXXXXX⽬录⼀、设计题⽬ (1)⼆、控制要求 (1)三、设计内容 (1)1、设计原理 (1)2、I/O配置接线图 (2)3、⼯作过程 (3)4、程序设计梯形图 (4)5、程序设计指令图 (4)6、元件介绍 (4)总结 (8)参考⽂献 (9)⼀、设计题⽬利⽤三菱可编程控制器实现三相异步电动机Y-△降压起动的控制设计。
⼆、控制要求接触器1KM~3KM的作⽤分别是控制电源、Y形起动、△运⾏。
①按下起动按钮SB2后，电动机M先作Y起动，10s钟后⾃动转换为△运⾏。
②若任何情况下外部按下停⽌按钮SB1或热继电器FR动作时，都会导致电动机停⽌。
三、设计内容1、设计原理容量较⼤的电动机。
通常采⽤降压启动⽅式。
降压启动的⽅式很多，有星三⾓启动，⾃耦降压启动，串联电抗器降压启动，延边三⾓形启动等。
本⽂介绍电动机的星三⾓(Y⼀△)启动⽅式。
所谓Y⼀△启动，是指启动时电动机绕组接成星形，启动结束进⼊运⾏状态后，电动机绕组接成三⾓形。
在启动时。
电机定⼦绕组因是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运⾏电压的57.7％，启动电流为直接启动时的1／3，启动转矩也同时减⼩到直接启动的1／3。
所以这种启动⽅式只能⼯作在空载或轻载启动的场合。
电动机Y－△启动的电路图，U1－U2、V2－V2、Wl－W2是电动机M的三相绕组。
如果将U2、V2和W2在接线盒内短接则电动机被接成星形；如果将U1和W2、V1和U2、W1和V2分别短接，则电动机被接成三⾓形。
实现电动机的Y－△启动控制电路见图1。
图1 2、I/O配置接线图图2 I/O配置接线图表1 I/O配置表2 硬件配置表3、⼯作过程按下启动按钮SB1，接触器KM3线圈得电，KM3的主触点闭合，KM3辅助触点（常开）闭合，接触器KM1和时间继电器的线圈得电，KM1主触点闭合，将电动机的三相绕组接成星形，电动机进⼊星形启动状态；KM1的辅助触点KM1－1闭合，使电路维持在启动状态。
基于直接转矩控制的三相异步电机的变频调速系统设计
基于直接转矩控制的三相异步电机的变频调速系统设计1．前言近年来,随着电力电子技术、现代高精度控制理论以及高速数字信号处理器的不断发展,涌现出了很多针对三相异步感应电机的变频调速控制算法。
直接转矩控制算法就是其中最新的一种控制算法,它以控制结构简单、算法易于实现以及磁链和电磁转矩响应快速精确等特点,受到了业界的极大重视,被公认为交流调速领域未来发展的主流。
总体而言，研究基于直接转矩控制的三相异步电机的变频调速系统设计的目的和意义在于提高电机的性能、降低能耗、改善稳定性，进而推动电机应用领域的发展和电机控制技术的进步。
随着工业自动化的不断发展，对电机调速系统的需求日益增加。
而三相异步电机作为工业中常见的驱动装置，其变频调速系统设计对提高生产效率和降低能耗具有重要意义。
直接转矩控制作为一种高效的控制方法，引起了研究者的广泛关注。
目前，国内外在基于直接转矩控制的三相异步电动机变频调速系统设计领域有广泛研究。
国内研究主要集中在提高系统性能、降低成本和增强鲁棒性方面。
在国外，一些先进的控制算法和技术被引入，以优化系统性能和响应速度。
文献中涵盖了多个方面的研究，包括直接转矩控制的原理、仿真实验、硬件设计以及与其他控制方法的比较。
研究者们通过仿真实验验证了直接转矩控制在提高电机动态性能和稳态性能方面的优越性。
同时，一些文献也关注了系统的实际应用，如在电动汽车领域的应用。
焦点集中在如何优化基于直接转矩控制的三相异步电机变频调速系统。
文献中提到的一些关键问题包括转矩脉动、控制方法的复杂性以及系统硬件和软件成本。
研究者们通过引入新的技术、优化控制算法、改进硬件设计等方面来解决这些问题，以提高系统的性能、降低成本，并适应未来的发展趋势，如电动汽车的普及和对能效的更高要求。
总体来说，焦点在于推动基于直接转矩控制的电机调速系统朝着更高效、智能、经济和可持续的方向发展。
2．主 体直接转矩技术由德国学者首先提出。
德国鲁尔大学Depenbrock 教授最先指出了的该技术中的里程碑式的一个概念"六边形到圆形磁链轨"18%。
三相交流笼型异步电动机启动控制电路原理
三相交流笼型异步电动机启动控制电路原理引言：三相交流笼型异步电动机是一种常见的工业电机，广泛应用于各种工业场合。
为了实现对这种电机的启动、停止和调速等控制，我们通常需要设计相应的控制电路。
本篇文章将详细介绍三相交流笼型异步电动机启动控制电路的原理。
一、电路组成三相交流笼型异步电动机启动控制电路通常由电源、开关、熔断器、接触器、热继电器、电动机等组成。
其中，电源提供电力支持，开关用于控制电源的通断，熔断器用于保护电路免受过大电流的损害，接触器用于频繁地接通和断开电路，热继电器用于保护电机不受过热损坏，而电动机则是需要被控制的电机。
二、工作原理当接通电源后，三相交流电流通过电机绕组，产生旋转磁场，使电机转子转动。
为了实现对电机的启动、停止和调速等控制，我们可以通过控制接触器的通断来实现。
1.启动控制：当按下启动按钮时，接触器吸合，接通三相交流电源，电机开始启动运转。
当电机达到额定转速时，热继电器通过检测电机温度并反馈给控制系统，控制系统判断电机温度正常后自动断开启动按钮，接触器保持吸合状态。
2.停止控制：当按下停止按钮时，接触器断开，切断三相交流电源，电机停止运转。
3.调速控制：通过改变交流电的频率和电压，可以实现电机的调速。
在控制电路中，可以通过控制变频器和调节电压来改变电机的转速，从而实现调速控制。
此外，为了确保电路的安全性和可靠性，我们通常会设置过载保护、缺相保护等安全措施。
当电机出现过载或电源缺相时，热继电器会自动断开控制电路，保护电机不受损坏。
三、总结通过以上介绍，我们可以了解到三相交流笼型异步电动机启动控制电路的原理和组成。
在实际应用中，我们需要根据具体的工作环境和需求来设计合适的控制电路，以确保电机的安全、可靠地运行。
总的来说，三相交流笼型异步电动机启动控制电路是工业电机控制中非常基础和常见的电路之一。
通过对电路的合理设计和配置，我们可以实现对电机的有效控制，满足各种工业生产和生活需求。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》三相异步电动机变频调速系统设计摘要：变频调速技术是现代电气控制领域中的重要技术之一，广泛应用于水泵、风机、压缩机等各种场合。
本文以三相异步电动机为对象，着重介绍了变频调速系统的设计思路和实施步骤。
通过整理相关文献和实践经验，提供了一个完整的设计指南，希望能对读者进行指导和借鉴。
关键词：三相异步电动机；变频调速；设计一、引言随着工业自动化程度的不断提高，越来越多的机械设备开始采用变频调速技术。
相比传统的定频运行方式，变频调速具有调速范围广、运行稳定、能耗低等优点，在提高设备性能和效率的同时，也可以延长设备的使用寿命。
三相异步电动机作为最常用的驱动器之一，广泛应用于各个领域。
二、变频调速系统设计思路1.设计目标确定：根据实际需求确定设计的目标，包括调速范围、调速精度、系统运行稳定性等方面。
2.系统结构设计：根据目标确定系统的结构形式，包括控制器的选择、传感器的安装位置等。
3.控制策略选择：选择合适的控制策略，包括开环控制和闭环控制。
4.参数调节及整定：对系统的各项参数进行调节和整定，以获得最佳的运行效果。
三、变频调速系统实施步骤1.电机选型：根据实际需求选定合适的三相异步电动机。
2.变频器的选取：根据电机的功率、调速要求等参数选取合适的变频器。
3.运行控制程序的设计：根据实际需求设计运行控制程序，包括开机、停机、变速等功能。
4.传感器的选取与安装：根据系统要求选取合适的传感器，并将其正确安装在电机或相关位置。
5.控制器的选取与配置：根据系统的需求选取合适的控制器，并进行相应的配置和参数设定。
6.调试与测试：完成系统的硬件和软件的安装后，进行系统的调试和测试，以确保其正常工作。
7.系统运行与优化：在系统正式投入使用后，对系统进行运行监测和性能优化，以获得最佳的运行效果。
四、应用实例以一台水泵为例，设计了一个变频调速系统，并进行了实际测试。
通过对变频器的调节和控制器的优化，实现了水泵的稳定运行和能耗降低的目标。
三相异步电动机串电阻降压起动设计
三相异步电动机串电阻降压起动设计
一、三相异步电动机串电阻起动的原理
三相异步电动机在起动运行时，由于它的空载特性是比负载特性大一个转矩级别的，所以其起动时需要比标称转矩大的一个转矩值，以便将电机从停止状态转换为正常运行状态。
受到此约束，异步电动机的起动系统常被要求采用串电阻降压起动的方式，其起动原理为：在起动时，将三个交流电源的每相电压串联接到电动机的端，然后根据电动机额定容量的不同，比较所需的启动电流和短路电流的大小，在电源的每个相路上接入适当的阻值和数量的电阻，从而达到降低电动机的启动电压。
同时降低电动机的启动转矩，减弱电动机的启动冲击，使其转动平稳顺畅，从而达到起动电动机的目的。
二、三相异步电动机串电阻起动的设计
1、电阻接入方式：为了达到良好的起动效果，三相异步电动机可采用串联接入的方式，将电阻接入到电源的每个相路上，也可以采用并联接入的方式，将电阻接入到电动机的每个相路上。
2、电阻电压的大小：根据电动机的额定容量，比较所需的启动电流和短路电流的大小，确定电阻的接入电压，计算其所需的阻值以及数量，一般串联电阻时电压不宜超过电动机的额定电压的75%。
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摘要文章从理论上研究了三相异步电动机的启动方法与调速系统的设计，给出了三相异步电动机在工作时采用了电动机拖动生产机械，有足够大的启动转矩，保证了生产机械正常启动。
启动平滑，设备安全可靠，结构简单，操作方便等特点。
有许多启动方法，如：直接启动，鼠笼式异步电动机降压启动，三相鼠笼式异步电动机Y-△启动绕线式三相异步电动机的启动及各种运行状态。
调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为的改变电动机的转速，这是生产机械经常向电动机提出的要求。
调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
关键词：三相异步电动机，电机转速，功率因数安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (1)第一章绪论 (3)第二章三相异步电动机启动方案 (4)2.1三相异步电动机直接启动 (4)2.2.1定子串电抗器启动 (5)2.2.2星-三角启动 (7)2.2.3 自耦减压启动 (9)2.3绕线式三相异步电动机的启动 (10)2.3.2 转子串频敏变阻器起动 (11)第三章三相异步电动机的调速系统 (13)3．1概述 (13)3．2三相异步电动机调速系统的组成 (13)第四章三相异步电动机调速系统的设计与应用 (20)4.1三相异步电动机调压调速系统的工作原理 (20)4.2三相异步电动机调速系统的结构原理图以及系统实现 (20)结论 (25)致谢 (25)参考文献 (27)。
第一章绪论在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的机电能量转换效率；二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度.电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。
因此,调速技术一直是研究的热点。
长期以来,直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。
直流电动机在额定转速以下运行时,保持励磁电流恒定,可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速;在额定转速以上运行时,保持电枢电压恒定,可用改变励磁的方法实现恒功率调速。
采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。
因此,20 世纪80 年代以前,在变速传动领域中,直流调速一直占据主导地位。
近几年来,科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础。
交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一样,而且成本和维护费用比直流电动机系统更低,可靠性更高。
目前,国外先进的工业国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势,而交流变频调速装置的生产大幅度上升。
以日本为例,1975 年在调速领域,直流占80 %, 交流占20 %;1985 年交流占80 %, 直流占20 % 。
到目前为止,日本除了个别的地方还继续采用直流电机驱动外,几乎所有的调速系统都采用交流变频装置。
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。
为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。
为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压器（TVC）等几种。
晶闸管调压方式为最佳。
目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。
调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。
总之，随着现代新技术的发展，电气传动控制技术的发展极为迅速，控制手段不断更新，控制方式日趋优化，其控制技术和装置已成为现代生活的组成部分。
全新的数控技术已经使调速技术更加完善，更加以人为本，使控制技术更加先进合理，这种整体的组合将会带来很大的经济效益和社会效益。
第二章三相异步电动机启动方案2.1三相异步电动机直接启动三相异步电动机直接启动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的启动。
特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。
三相异步电动机的启动要满足生产机械对异步电动机启动性能的要求启动转矩要大，以保证生产机械的正常启动。
缩短启动时间；启动电流要小。
以减小对电网的冲击。
由三相异步电动机机械特性的物理表达式知道，在额定电压下直接起动三相异步电动机。
即转差率 S＝1，主磁通≈额定磁通的1/2，功率因数cos 很小，造成了起动电流相当大而起动转矩并不大的结果。
例如，对于普通鼠笼式异步电动机，起动电流＝（4～7）IN （为起动电流倍数）起动转矩＝TN（0.9～1.3）对于绕线式三相异步电动机的起动转矩T S＜TN 。
起动电流过大，对电网冲击大。
使电网电压降低，对电机前端供电变压器影响大。
使得变压器输入电压幅度下降，超过了额定值的允许偏差△＝±10%或更严重。
这样，一方面影响了异步电机本身，由于Tst与电压 U的平方成正比，导致Tst下降更多，当重载时电机将不能起动；另一方面，影响由同一台供电变压器供电的其它负载，如电灯会变暗，用电设备失常，重载的异步电机可能停转等。
下面两种情况不能直接启动。
变压器与电机容量之比不足够大。
启动转矩不能满足要求。
综上所述，三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大，电动机容量小于 7.5kw的小容量鼠笼式异步电机。
对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：（1）降低定子电压；（2）加大定子端电阻或电抗；（3）对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。
对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。
总结：直接起动即全压起动。
直接启动的条件：由于直接启动的启动电流很大，因此在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。
一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下：1：若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动；2：若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。
如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。
全压起动条件：（1）异步电动机功率低于7.5KW小于或等于1/4乘以3加电源总容量/启动电动机容量（2）： kf直接起动时的影响：（1）起动电流较大，可达额定电流的4～7 倍，甚至达到8～12倍。
（2）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。
（3）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。
（4）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。
2.2三相鼠笼式异步电动机启动2.2.1定子串电抗器启动起动时电抗器接入定子电路，起动后，切除电抗器，进入正常运行。
三相异步电动机直接起动时，每相等效电路如图1——1所示。
电源额定电压n U .直接加在短路阻抗k k k jX R Z +=上，定子侧串入电抗X 起动时，每相等效电路如图1——2所示，Un 加在（jX+k Z ）上，而k Z 上的电压是U /。
定子侧串电抗起动可以理解为增大定子侧电抗值，也可以理解为降低定子侧实际所加电压，其目的是减小起动电流。
在定子侧串入电抗后，其堵转电流为I /s图1---1 直接起动 图1---2 定子串电抗起动 k k N s Z U jX Z U I '.1.')(=+= 三相异步电动机直接起动的时候转子功率因数很低，这是由于电动机设计时，短路阻抗中K K K Z R jX =+，K K X Z »所致，一般的说，0.9K K X Z >。
因此，串电抗起动时，可以近似把Z K 的模值与X 相加，而不考虑阻抗角，误差不大。
设串电抗时电动机定子电压'1.U 与直接起动时定子的额定电压N U .比值为u ，则： '1K n K z U U U Z X==+ ''11k s s k Z I U U I U Z X===+ ''22211()()k s s k Z T U u T U Z X===+式中， '.SS I I 分别是定子串电抗与不串电抗时候的堵转电流；',S S T T 分别是定子串电抗与不串电抗时候的堵转转矩，当选定u 时，定子应串的电抗为： k Z uu X .1-= 从减小起动电流和改善电网电压品质的角度看，定子回路中串电阻或是串电抗效果是一样的。
但是串电阻将增加起动损耗，浪费电能，只有在电机容量较小时才允许使用，大中型电机仅采用串电抗起动。
定子回路串电阻或是电抗都能减小起动电流，使得电网的冲击电流减小，对改善电网的稳定性是有利的。
但是，问题的另一面是，随着起动电流的减小，电机产生的起动转矩也随着变化，有必要对起动转矩进行校验，看它是否能满足生产工艺的要求，拖动系统是否能顺利的升速到要求的转速根据图示的等值电路，起动时的电磁功率为：1..Ω==q K s D M R I P对于恒定的同步角速度Ω，起动转矩和起动电流的平方成正比。
利用这个重要关系式可以得出结论：不管是定子回路串电阻还是电抗，只要能将起动电流改变为直接起动是的a 倍，则起动转矩就将变成直接起动时的2a 倍。
显然，如果起动电流是直接起动时的1/2，则起动转矩将是直接起动时的1/4。
因为鼠笼异步机的直接起动转矩本来就不大，采用定子回路串电阻或是电抗后起动转矩就更小，必须对这种起动转矩的大幅度下降进行校验，看它是否能保证拖动系统顺利完成起动任务。
一般地说由于起动转矩较小，所以定子回路串阻抗的起动方法只适用于轻载起动或者是空载起动的生产机械。
2.2.2星-三角启动凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y－△降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y－△降压启动。
属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。
三相异步电动机Y－△降压控制接线示意图特点：定子绕组星形接法时，启动电压为直接启动采用三角形接法的1/3，起动电流为三角形接法的1/3因而启动电流特性好，线路比较简单，投资少，其中启动转矩特性差，所以该线路适应用于轻载或空载启动场合。