3.1 章 交流变频调速系统原理
第3章 异步电动机变压变频调速3.1-3.2.3
a--无补偿 b--带定子电压补偿
图3-1 恒压频比控制特性
2.基频以上调速
在基频以上调速时，频率从f1N向上升高， 受到电机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定 子电压不能随之升高，最多只能保持额定 电压不变。 这将导致磁通与频率成反比地降低，使得 异步电动机工作在弱磁状态。
Us Eg 4.44 f1Ns kNS Φm
/ 1 常值
(R j L )I E U s s 1 ls 1 g
要维持 Eg/1 为恒定，除了补偿定子电阻 压降外，还应补偿定子漏抗压降。
恒气隙磁通控制
转子电流
I r'
Rr'
Eg 2 2 ' 1 Llr s
E
2 g 2
2
第3章 异步电动机变压变频调速
3.1变压变频调速的基本原理、机械特性 及电压补偿控制 3.2电力电子变压变频器 3.3转速开环变压变频调速系统 3.4转速闭环转差频率控制的变压变频调 速系统
3.1变压变频调速的基本原理、 机械特性 及电压补偿控制
变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一 种调速方法，同步转速随频率而变化
T 常数
2 e 2 1
转差功率基本不变。
变压变频调速时的机械特性
图3-3异步电动机变压变频调速机械特性
变压变频调速
在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转 矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式。 在基频以上，转速升高时磁通减小，允许 输出转矩也随之降低，由于转速上升，允 许输出功率基本恒定，属于“近似的恒功 率调速”方式。
3npU s2 Rr' s
Us s1 Rr' Te 3n p ( sR R ' ) 2 s 2 2 ( L L' ) 2 s r 1 ls lr 1
4.交流变频调速系统
交压变频调速系统
第一节 变频调速技术的发展及应用 第二节 变频调速系统的工作原理 第三节 变频调速系统无逆变电路 第四节 晶闸管变频调速系统 第五节 正弦波脉宽调制技术
第一节 变频技术的发展及应用
什么叫变频?变频器有什么特点？
变频调速就是通过变频器将固定频率和固定电压 的交流电源转化为能在宽广的范围内电压和频率 均可调的变频电源。
U1 R1I1 E1 E1 4.44 f1 N1K1
E1 U1 4.44 f1 N1 K1 4.44 f1 N1 K1
由上面推导出来的式子可知，只要控制好 U1 和 f1 ，便可达到控制磁通 的目的， 对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基 频以上两种情况。
a、基频以下的变频控制方式
b、基频以上的变频控制方式 在基频以上时，频率可从f1N往上增高，但电压U1却 不能增加得比额定电压U1N大，一般保持U1=U1N，使 磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升 速的情况。
m
U 1N 4.44 f1 N 1 K N 1
f1 f1 N
恒电压的控制方式用于基频以上的变频系统中，此时 电压恒定，磁通会从额定值ΦN向下调节。
60 f1 n (1 s) 1.异步电动机的转速： n1 (1 s) np
改变电源频率，同步转速发生改变，从而改变电 动机的转速。
2、变频调速的基本控制方式
由电机学知
E1 4.44 f1 N1 K1
/ Te Cm m I 2 cos 2
如果忽略定子上的电阻压降，则有
n
I sb , 1a
I sa , 1a
I sa I sb
1a 1b
I sb , 1b
交流电机变频调速原理
交流电机变频调速原理交流电机变频调速原理引言：交流电机是现代工业生产中广泛使用的一种电动机，其工作原理是根据电流的方向和大小来控制转子的运动方式。
然而，交流电机的转速、效率和精确度往往受到电源频率的限制。
为了克服这些限制，交流电机变频调速技术应运而生。
本文将深入探讨交流电机变频调速的原理、应用和优势，并分享个人对这个主题的观点和理解。
一、交流电机基础知识1.1 交流电机的原理交流电机是一种以电动力为动力，通过转子和定子的相互作用来实现动力转换的设备。
它是利用交流电流的方向和大小来控制转子的旋转速度和方向。
1.2 交流电机的分类交流电机主要分为感应电机和同步电机两类。
感应电机是最常见的交流电机，适用于大多数家用电器和工业设备。
同步电机则适用于高精度运动控制和同步功率传输场景。
二、交流电机变频调速原理2.1 变频调速的概念交流电机变频调速是一种通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
它通过将交流电源的频率进行调整，改变电机转子的运动方式，从而实现对电机速度的精确控制。
2.2 变频器的工作原理变频器是交流电机变频调速系统中的核心设备。
其工作原理是将电源的交流电转换为直流电，然后再将其转换为可调频率和可调幅度的交流电。
这样，就能够实现对电机转速的精确控制。
2.3 变频调速的优势交流电机变频调速具有如下优势：- 比传统调速技术更加节能高效，可以根据实际需求调整电机转速，避免能耗的浪费。
- 减小了机械设备的开停次数，延长了设备的使用寿命。
- 实现了电机的平稳启动和停止，减轻了电机的冲击和振动。
- 提高了系统的控制精度和变速范围，更好地适应不同负载和工艺要求。
三、交流电机变频调速的应用3.1 工业生产中的应用交流电机变频调速广泛应用于工业生产中，如风机、泵站、中央空调系统等。
它们的调速需求较高，变频调速技术能够满足这些需求，并提高生产效率和降低能源消耗。
3.2 家用电器中的应用变频调速技术在家用电器中也有广泛应用，如洗衣机、空调和冰箱等。
交流异步电动机变频调速设计
交流异步电动机变频调速设计异步电动机是工业生产过程中广泛使用的一种电机，widely used in industrial production. 它的运转速度受到电源的频率和极数的影响，因此在一些应用场合需要采取变频调速技术，以满足不同负载下的运转需求。
本文将介绍异步电动机变频调速设计的基本原理和具体实现方法。
一、异步电动机变频调速的原理异步电动机通过电源提供的交流电源驱动，其转速 n与电网频率 f 和定子极数 P 相关，公式为：n=60f/P 。
如图1所示，当电网频率为50Hz、极数为4极时，异步电动机的转速为1500 rpm。
当需要在同一台异步电动机下实现不同转速时，可以采用变频调速技术。
变频调速的原理是通过变频器改变电网电源的频率和电压，从而改变异步电动机的转速。
变频器通过将电源中的直流信号转换成相应的交流信号进行调节，例如通过将电源中的50Hz的电信号转换为30~50Hz的交流信号，使得异步电动机的转速得到调节。
二、异步电动机变频调速的实现方法1.输入电源与三相异步电动机连接。
2.将电源中的交流信号转换为直流信号，通过功率恒定的逆变器将直流信号转换为变频输出的交流信号。
3.通过多种控制方法调节电压频率，从而实现异步电动机转速的控制。
通常采用矢量控制和定速控制两种控制方式。
3.1 矢量控制矢量控制是一种高精度、高性能的控制方法，可以使异步电动机在不同的负载下达到相同的速度和扭矩。
矢量控制适用于较高的调速要求，可以在满足较高控制精度的同时，实现更好的动态性能。
3.2 定速控制定速控制是一种简单、常用的变频控制方法。
该方法通过设定电机的运行速度来调节输出频率和电压，使得异步电动机具有稳定的转速和扭矩。
三、结论本文通过介绍异步电动机变频调速的原理和实现方法，可以实现异步电动机在不同负载条件下达到相同的转速和扭矩，提高了运行效率和能源利用率。
异步电动机变频调速技术的应用将得到更加广泛的推广和应用。
交流调压调速
• 参数定义
Rs、Rr′ —定子每相电阻和折合到定子侧的 转子每相电阻；
Lls、Llr′ —定子每相漏感和折合到定子侧的 转子每相漏感；
Lm—定子每相绕组产生气隙主磁通的 等效电感，即励磁电感；
Us、1 —定子相电压和供电角频率；
s —转差率。
•电流公式 由图可以导出
式中
(2-1)
在一般情况下，LmLl1，则，C1 1 这相当于将上述假定条件的第③条改为忽 略铁损和励磁电流。这样，电流公式可简 化成
1.交流调压调速
第二篇 交流调速系统
交流调速系统的主要类型 交流变压调速系统 绕线转子异步电机串级调速系统 ——转差功率馈送型调速系统 交流变频调速系统
• 第一章 •
•概 述
要求
•掌握几种主要的交流调速方法
交流调速系统的主要类型
交流调速系统(AC Speed Regulating System):
• 交流力矩电机的机械特性
•s,n •0 •n0
•恒转矩负载特性 •A •B
•0.5UsN •C
•UsN
•0.7UsN
•1
•0 •TL
•Te
•图2-5 高转子电阻电动机（交流力矩电动机）
•在不同电压下的机械特性
2.3 闭环控制的变压调速系统及其静特性
采用普通异步电机的变电压调速时， 调速范围很窄，采用高转子电阻的力矩电 机可以增大调速范围，但机械特性又变软 ，因而当负载变化时静差率很大（见图2-5 ），开环控制很难解决这个矛盾。
•从定子传入转 子的电磁功率
•定义：转差功率 Ps＝ s Pem
•总机械功率 •转子铜耗 •（转差功率）
按照交流异步电机
的原理，从定子传入转
交直交变频的工作原理
西安交通大学电力电子与新能源技术研究中心(PENEC)制作
8.1.1
间接交流变流电路原理
整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的PWM控制使输入电流为正弦波， 并使输入功率因数为1。
整流 Ld 逆变
VT1
VT3
Hale Waihona Puke VT5M 3 Ca 电源 b c
U V 负载 W
VT4
PENEC
2
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引言
组合变流电路：是将AC/DC、DC/DC、AC/AC和DC/AC 四大类基本变流电路中的某几种基本的变流电路组合起 来，以实现一定的新功能。 间接交流变流电路：先将交流整流为直流，再逆变为交 流，是先整流后逆变的组合。
PENEC
14
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8.1.2
3．矢量控制
交直交变频器
异步电动机的数学模型是高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 传统设计方法无法达到理想的动态性能。 矢量控制方式基于异步电机的按转子磁链定向的动态模型，将 定子电流分解为励磁分量和与此垂直的转矩分量，参照直流调 速系统的控制方法，分别独立地对两个电流分量进行控制，类 似直流调速系统中的双闭环控制方式。 控制系统较为复杂，但可获得与直流电机调速相当的控制性能。
给定积分器输出的极性代表电机转向，幅值代表输出电 压、频率。绝对值变换器输出ugt的绝对值uabs，电压频 率控制环节根据uabs及ugt的极性得出电压及频率的指令 信号，经PWM生成环节形成控制逆变器的PWM信号， 再经驱动电路控制变频器中IGBT的通断，使变频器输 出所需频率、相序和大小的交流电压，从而控制交流电 机的转速和转向。
变频调速工作原理
变频调速工作原理
变频调速的工作原理是通过改变电机输入电压的频率来调整电机的转速。
电机的转速与输入电压的频率成正比，所以改变输入电压的频率可以实现对电机转速的调节。
变频调速系统由变频器和电机组成。
变频器是一种电子器件，它能将固定频率和电压的交流电源转换为可调频率和电压的交流电源，用来供给电机。
变频器通过将电源的交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为可调的交流电来实现频率的调节。
变频器通过控制其内部的控制系统，可以调节输出电压的频率和幅值。
当需要调节电机的转速时，控制系统会根据设定值调整输出电压的频率。
通过改变输出电压的频率，变频器可以改变电机的转速。
例如，当输出电压的频率增加时，电机的转速也会增加；当输出电压的频率降低时，电机的转速也会降低。
变频调速具有调节范围广、调速性能好、节能效果显著等优点，在工业生产和家用电器中得到广泛应用。
变频技术
图3-7 可再生制动的变频电路
3.电压型逆变电路输出电压的调节 调节电压型逆变电路输出电压的方式有三种，即 调节直流侧电压、移相调压和脉宽调制调压。 1）调节直流侧电压 （1）采用可控整流器整流，通过对触发脉冲的相 位控制直接得到可调直流电压，见图3-2（a）。 （2）采用二极管整流桥不可控整流，在直流环节 增加斩波器，以实现调压，见图3-2（b）。
3.2.1 PWM技术原理概述
1.PWM控制的基本原理 采样控制理论有这样一个结论：冲量相等而形状 不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本 相同。冲量是指窄脉冲的面积，效果基本相同是指环 节的输出响应波形基本相同。 将如图3-22所示的形状不同而冲量相同的电压窄 脉冲，分别加在如图3-23（a）所示的一阶惯性环节 RL电路上。其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波 形如图3-23（b）所示。
图3-24 PWM控制的基本原理
2.单极性PWM和双极性PWM PWM调制按调制脉冲的极性可分为单极性脉冲 调制和双极性脉宽调制两种。 1）单极性脉冲调制 电压型单相桥式PWM逆变电路如图3-25所示。E 为恒值直流电压，V1～V4为功率晶体管GTR，VDl～ VD4为电压型逆变电路必需的反馈二极管。
图3-2 交—直—交变频器的三种控制方式
根据中间直流环节采用滤波器的不同，变频 电路又分为电压型变频电路和电流型变频电路，如 图3-3所示。其中，Ud为整流器的输出电压平均值。
图3-3 变频电路原理图
3.1.2 电压型变频技术
1.电压型逆变电路的主要特点 电压型逆变电路的主要特点有： （1）直流侧并联有大电容，相当于直流电压源， 内阻很小，直流电压波形比较平直，基本无脉动。 （2）由于直流电压源的钳位作用，逆变器的交 流输出电压被钳位为矩形波，与负载阻抗角无关， 而交流侧电流波形和相位因负载阻抗角的变化而变 化，其波形接近三角波或正弦波。
变频调速原理
异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。
作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。
近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1 变频调速原理n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2 谐波抑制变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。
虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。
变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。
为了消除谐波，主要采用以下对策：a.增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
三相异步电机VF调速
第1章绪论1.1 毕业论文选题的背景电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防、科技、日常生活等各个方面，其负荷约占总发电量的60％"70％，成为用电量最多的电气设备。
根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类，其中交流电动机形式多样、用途各异、拥有量最多，交流电动机又分为同步电动机和异步(感应)电动机两大类。
根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85％左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民经济中的重要地位。
电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，在实际应用中，一是要使电动机具有较高的机电能量转换效率；二是根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。
电动机的调速性能好坏对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。
电动机和控制装置一起合成电力传动自动控制系统。
以直流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为直流调速系统；以交流电动机作为控制对象的电力传动自动控制系统称之为交流调速系统。
根据交流电机的类型，相应有同步电动机调速系统和异步电动机调速系统。
众所周知，直流电动机的转速容易控制和调节，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，长期以来在变速传动领域中，直流调速一直占据主导地位。
但是，由于直流调速系统解决不了直流电动机本身的的换向问题和在恶劣环境下的不适应问题，这就限制了直流调速系统的进一步发展。
交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，具有结构简单、制造容易、坚固耐用、转动惯量小、运行可靠、很少维修、使用环境及结构发展不受限制等优点。
但交流电动机自1885年出现后，由于没有理想的调速方案，因而长期用于恒速拖动领域。
20世纪70年代后，国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问题，使得交流调速系统已具备了宽调速范围、高稳态精度、快速动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异性能，其静、动态特性均可以和直流调速系统相媲美。
SFWM变频调速系统建模仿真及应用
SFWM变频调速系统建模仿真及应用摘要：该文以三相异步电机仿真调速系统的控制为例，论述Spwm变频系统的调速原理及建模仿真；根据Spwm控制原理建立Spwm变频调速系统的仿真模型并运行得到仿真波形，将其与实际波形相比较，结果证明了建模仿真方法的有效性，可应用于职业院校电类专业对Spwm变频调速系统的教学。
关键词：Spwm 变频调速建模仿真MATLAB交流变频调速技术是通过改变电机定子的电流频率来改变转速，从而实现电机调速的一种方法。
交流变频调速以其调速范围宽、运行特性好、节能效率高而成为理想的电动方案。
因此，变频调速电机系统在传动领域得到广泛的应用，但由于变频调速电机系统具有非线性、强耦合的特点，难以用解析的方法进行分析。
作为系统分析研究的一种重要手段，仿真技术得到了越来越广泛的应用。
通过仿真可模拟实际系统的运行过程，描述系统的状态与特性，分析系统特性随参数的变化规律。
1 Spwm变频调速系统的基本原理Spwm技术是指调制信号正弦化的pwm技术，通过调节脉冲占空比和脉冲宽度来调节平均电压的方法，称为脉宽调制技术(pwm)，如果占空比和脉冲宽度的大小按正弦规律变化，即是正弦脉宽调制技术，简称为Spwm技术。
正弦脉宽调制Spwm波形是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效原则是每一区间的面积相等。
在正弦脉宽调制中利用正弦波作为调制波，受它调制的信号称作载波。
当载波与调制波相交时，其交点决定逆变器开关器件的通断时刻，脉冲宽度按正弦规律变化可以更好的控制低次谐波，使电动机工作在接近正弦的交变电压下，转矩脉动变化较小。
2 仿真工具与SIMULINK建模方法MATLAB/SIMULINK是Mathworks公司推出的交互式计算软件，它集矩阵运算、数值分析、图形显示和信号处理于一体，其特点是将专家系统与仿真结合起来，使系统仿真具有智能化功能，它由系统进行实验设计、构建模型、仿真运行、修改模型和分析仿真结果等。
二次供水_变频调速供水原理_概述及解释说明
二次供水变频调速供水原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代建筑中，二次供水系统是不可或缺的重要部分。
它通过管网将自来水从一次供水网络输送到各个用户点，满足人们日常用水的需求。
而在二次供水系统中，变频调速技术在近年来得到了广泛应用，并取得了显著的效果和价值。
本文将对二次供水及变频调速供水原理进行详细概述与解释。
1.2 文章结构本文共包含五个主要部分，除引言外还包括二次供水、变频调速供水原理、概述及解释说明以及总结与展望等内容。
1.3 目的本文旨在探讨二次供水及变频调速技术的基本原理和应用情况，并进一步阐明其在实际应用中所具备的效果和价值。
同时，也将对未来发展进行展望，并提出相应建议。
以上是“1. 引言”的部分内容介绍，接下来将会逐级详细阐述每个子标题所涉及的内容。
2. 二次供水2.1 定义与意义二次供水是指将从原水源（如河流、湖泊等）采集的生活用水经过初级处理后，送至水厂进行再次净化，最终供应给居民和工业用途的过程。
它是城市供水系统中的重要组成部分。
二次供水的意义在于保障城市居民和工业生产对清洁可靠的用水需求。
通过先进的净化处理技术，可以去除原水中的悬浮物、有机物及微生物等污染物，提高供水质量，保障人们的健康饮用水源。
同时，在工业生产中，高质量的二次供水也能确保工艺流程正常进行，提高产品质量。
2.2 二次供水系统组成二次供水系统由以下主要组成部分构成：- 水源引入系统：包括取水口、初始处理单元、输送管道等。
- 清水池：用于储存和稳定化进入系统的净化后的清洁水。
- 净化处理单元：包括絮凝、混凝、沉淀等技术单元，以消除原水中残留的悬浮物和有机物。
- 过滤系统：通过不同种类的过滤介质（如砂、活性炭等）去除水中微小颗粒和余留的有机物。
- 消毒系统：利用消毒剂（如氯）或其他消毒技术进行杀菌处理，确保供水达到卫生标准。
- 输水管网：将净化后的二次供水分配到城市各个用水终端。
2.3 二次供水系统的作用与优势二次供水系统具有以下作用与优势：- 提高供水质量：经过净化和消毒处理后的二次供水能够更好地满足人们对清洁健康饮用水的需求，提高居民生活品质。
水文缆道自动(PLC)测控台说明书
水文缆道自动(PLC)测控台使用说明书淮阴诚信机械厂目录一．概述 2二．主要技术指标4三．缆道控制台工作原理5四．缆道控制台的安装与连线 8五．缆道控制台的使用方法15六．设备维护 16注意：在安装调试和操作系统前，应先阅读缆道测距定位仪使用说明书和缆道流速测算仪使用说明书后，再阅读本使用说明书。
水文缆道自动(PLC)测控台使用说明书1.概述本水文缆道自动测控台（以下简称缆道测控台），如封面图所示。
主要由水文绞车交流变频无级调速控制、PLC可编程控制系统、智能缆道测距和无线测流等部分组成,可实现对测流铅鱼的出车、回车、下降、提升的无级变速控制和自动减速停车控制，出车、回车和下降、提升的位置测量、显示，以及在全断面范围内的流速测量和计算等功能，本控制台设有测点自动减速停车、水面信号复位和河底信号返弹停车功能。
图1 水文缆道测验示意图该设备具有技术先进、运行可靠稳定、操作简便等特点，是完全符合水利部水文缆道建设规划的新型水文缆道综合测量设备之一，能广泛适用于我国水文缆道、测船站的现代化测流建设。
2.主要技术指标2.1 绞车控制：2.1.1 供电电源：380V±10% 50Hz2.1.2驱动电机：0.5kW～15kW 普通三相交流电机2.1.3 行车速度：0～1.0m/s（特殊要求可达2m/s）2.1.4 电机变频频率：0～50Hz，带显示2.1.5 减速止动时间：< 1s2.1.6 限位控制：河底、测点停车控制2.1.7 测点定位自动减速停车控制,准确可靠.2.2 缆道测距仪2.2.1 起点距测验（带缆道弧度修正）光电增量编码传感器计数显示：-99.9～999.9m 分辨率：0.1m修正系数：0.004～1.000自动停车准确度：≤±0.1m2.2.2 缆道测深（入水深）光电增量编码传感器计数显示：-9.99--99.99m 分辨率：0.01m修正系数：0.004～1.000自动停车准确度：≤±0.02m显示：16×2大字符LCD液晶显示通信接口: RS4852.3 水文流速测算仪适应范围：各种转子式流速仪（不受所有接触丝抖动影响）适应信号：3000HZ的音频信号或直流短路信号灵敏度：音频信号优于2mV显示：16×2大字符LCD液晶显示显示参数：当前流速仪K值、历时T、信号数N、流速V设置参数：仪器型号、K、C值、历时和手动、自动测算等标志.通信接口: RS4853.缆道测控装置工作原理缆道测控装置缆道测控装置工作原理。
变频调速技术
第一章变频调速技术基本理论及实用性第一节概述实际的生产过程中离不开电力传动。
生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。
20世纪50年代前，电动机运行的基本方式是转速不变的定速拖动。
对于控制精度要求不高以及无调速要求的许多场合，定速拖动基本能够满足生产要求。
随着工业化进程的发展，对传动方式提出了可调速拖动的更高要求。
用直流电动机可方便地进行调速，但直流电机体积大，造价高，并且无节能效果。
而交流电动机体积小、价柏低廉、运行性能优良、重量轻，因此对交流电动机的调速具有重大的实用性。
使用调速技术后，生产机械的控制精度可大为提高，并能够较大幅度地捉高劳动生产率和产品质量，且对诸多生产过程实施自动控制。
通过大量的理论研究和实验，人们认识到：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多生产场合中，还具有非常显著的节能效果。
鉴于此，交流变频调速技术获得了迅这发展和广泛应用。
自从20世纪80年代以来，交流电动机变频调速技术在工业化国家已开始了规模化的应用。
目前，国外许多优秀的变频调速系统和成套设备已大举进人中国市场，如欧洲的ABB，德国的西门子，丹麦的丹佛思，日本的三肯、三菱、松下、富士、春日，法国的施耐德，韩国的三星、LG、九德松益，美国的罗宾康，英国的欧陆等变频器系列；这些国家的厂商除直接提供成套设备外，还有良好的售后服务。
国内目前也生产了几种变频调速设备，其质量可与国外的变频器产品相抗衡，如佳灵公司的佳灵变颁器、深圳华为公司的ENYDRIVE变频器等。
变频调速技术在我国的发展及应用经历了一个曲折的过程。
虽然直流电动机具有优秀的调速性能，但同时也存在着一些难以克服的问题，如：直流电动机故障率较高，在各种应用场合不节能。
噪声大等。
工业及民用建筑中大批量交流电动机在定谏拖动机械运转的情况下，由于无法与实际的运行工况相匹配，处于低效率运行，造成电能的浪费较大。
这些传动系统由于交流电动机的定速拖动，不能使传动与拖动系统具有良好的控制性能。
课程设计——SPWM变频调速系统
SPWM变频调速系统摘要：变频调速是交流调速中的发展方向。
变频调速也有多种方法，本文对目前研究领域相当活跃的正弦波脉宽调制技术(SPWM)的变频调速作了一定的研究，并进行了实践。
异步电动机的调速原理是研究控制算法的基石，因文首先介绍了异步电动机的调速特性，从而展开介绍SPWM变频调速的理论基础.包括变频调速控制思想的由来，控制方法的可行性。
变频调速的控制算法也有许多，本文对目前大部分通用变频器所采用的控制算法——恒压频比控制，给出了完整的硬件电路设计和软件程序流程设计。
本文采用了Intel8OC196MC十六位单片机作为控制电路的CPU，采用该单片机的控制系统是本设计的硬件核心部分。
因此本文先简单的介绍此单片机与该设计相关的特性，继而介绍本系统的硬件设计和软件设计。
关键词:变频器;恒压频比控制;正弦波脉宽调制:8OC196MC单片机。
一绪论 (3)1.1研究的现状 (3)1.1.1引言 (3)1.1.2变频调速发展的条件 (3)1.1.3变频器的发展方向................. 错误！未定义书签。
1.2论文研究的目的和意义 (3)1.3本文主要内容和结构安排................ 错误！未定义书签。
二恒压频比控制的SPWM变频系统的分析.. (4)2.1变频调速基本原理 (4)2.2变频调速控制方式分析 (4)2.3 SPWM逆变技术 (5)2.3.1静止式SPWM间接变压变频装置 (5)2.3.2 SPWM调制变频技术 (5)2.3.4双极性SPWM法 (7)2.4.SPWM控制信号的产生方法 (9)三变频调速系统的硬件实现113.1变频调系统的整体硬件电路设计 (11)3.2主电路的设计 (11)3.2.1主电路硬件结构 (12)3.2.2三相电压型逆变电路 (12)3.3控制路的设计 (14)3.3.1控制器的选择 (14)3.3.2存储器扩展电路................... 错误！未定义书签。
变频器调速工作原理
变频器调速工作原理目前交流调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流，在电气传动领域内，由直流电动机占统治地位的局面已经受到了猛烈的冲击。
现在人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动，除变频以外的另外一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。
交流调速传动控制技术之所以发展的如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件(包括半控型和全控型器件)的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM (Pulse Width Modulation)技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。
1 变频器的发展近二十年来，以功率晶体管GTR 为逆变器功率元件、8 位微处理器为控制核心、按压频比U/f 控制原理实现异步机调速的变频器，在性能和品种上出现了巨大的技术进步。
其一，是所用的电力电子器件GTR 以基本上为绝缘栅双极晶体管IGBT 所替代，进而广泛采用性能更为完善的智能功率模块IP M ，使得变频器的容量和电压等级不断地扩大和提高。
其二，是8 位微处理器基本上为16位微处理器所替代，进而有采用功能更强的32位微处理器或双CPU,使得变频器的功能从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的综合功能。
其三，是在改善压频比控制性能的同时，推出能实现矢量控制和转矩直接控制的变频器，使得变频器不仅能实现调速，还可进行伺服控制。
其发展情况可粗略地由以下几方面来说明。
1．容量不断扩大80年代采用BJT 的PWM 变频器实现了通用化。
到了90年代初BJT 通用变频器的容量达到600KVA，400KVA 以下的已经系列化。
前几年主开关器件开始采用IGBT ，仅三四年的时间，IGBT变频器的单机容量已达1800KVA，随着IGBT容量的扩大，通用变频器的容量将随之扩大。
PLC控制的龙门起重机变频调速系统
目錄文摘第一章緒論1.1概述1.2門式起重機電氣傳動系統方案與原理1.2.1門式起重機負載特點1.2.2轉子電路串電阻調速1.2.3晶閘管定子調壓調速1.2.4直流調速系統1.2.5交流調速系統1.3門式起重機的控制系統方案1.3.1 PLC控制系統1.3.2起重機監控系統1.4本課題的工作和意義1.5本章小節第二章鋼廠200噸龍門起重機電控系統簡述2.1 200噸門式起重機的構造2.2電控系統簡述2.2.1系統功能2.2.2起重機動作機械聯鎖保護2.2.3起重機變頻電動機的選擇2.2.4其他配置2.3本章小結第三章起重機變頻調速傳動系統3.1變頻器的技術概要3.1.1變頻調速的原理3.1.2變頻器3.1.3非同步機的標量控制3.1.4非同步機的向量控制3.2起重機的變頻調速系統3.2.1起重機電機的選用原則3.2.2起重機變頻器的選用原則3.3鋼廠200噸龍門起重機傳動系統方案3.3.1變頻方案選擇3.3.2系統組成及特點3.4西門子工程型變頻器SIMOVERT MASTERDRIVES 3.4.1功率部分的計算3.4.2多電機傳動3.4.3整流/回饋單元3.4.4 AFE整流/回饋單元3.4.5各種制動方案的比較3.4.6西門子工程型變頻器技術特性3.4.7軟體功能3.4.8通訊卡3.4.9系統元件3.5鋼廠200噸門式起重機變頻器選型3.6本章小結第四章起重機PLC網路控制系統4.1PLC及其網路概述4.1.1 PLC4.1.2 PLC網路4.2鋼廠200噸門式起重機自控系統方案4.2.1自控系統方案原理圖4.2.2系統說明4.3西門子PLC S7-300功能概述4.3.1 S7-300系統功能4.3.2鋼廠200噸龍門起重機PLC模組4.3.3 STEP 7編程語言4.3.4全集成的解決方案4.4 PROFIBUS現場匯流排技術4.4.1 PROFIBUS現場匯流排簡述4.4.2 PROFIBUS的組成4.4.3 PROFIBUS的存取介質4.4.4 PROFIBUS的介質存取控制4.4.5 PROFIBUS的介質存取協議4.5 SCADA/HMI系統4.6本章小結第五章起重機系統功能的實現5.1起升機構的抱閘控制5.1.1工藝要求5.1.2控制功能的實現5.2大車行走糾偏控制5.2.1工藝要求5.2.2控制功能的實現5.3起升機構自動同步5.3.1工藝要求5.3.2控制功能的實現5.4起重機管理系統5.5本章小結結論參考文獻第一章緒論1.1概述近年來，隨著我國工業生產、物流事業的發展，許多工廠、碼頭、貨場需要大噸位的門式起重機進行安裝作業。
变频器原理图讲解
变频器的主要功能是改变交流 电的频率和电压
变频器的工作原理是通过改变 交流电的频率来控制电机的转 速
变频器的应用广泛如工业自动 化、家用电器等领域
变频器的工作原理
变频器主要由整流器、逆变器 和控制单元组成
整流器将交流电转换为直流电
逆变器将直流电转换为交流电
功率模块：将直流电转换为交流电驱动 电机
驱动电路：控制功率模块的输出实现对 电机转速和转矩的控制
控制电路：接收控制信号控制驱动电路 的输出实现对电机转速和转矩的控制
保护电路原理图解析
过电流保护：当电流超过设定值时自动切断电源 过电压保护：当电压超过设定值时自动切断电源 欠电压保护：当电压低于设定值时自动切断电源 过热保护：当温度超过设定值时自动切断电源 短路保护：当电路发生短路时自动切断电源 接地保护：当电路接地时自动切断电源
主电路原理图解析
主电路：变频器 的核心部分负责 将交流电转换为 直流电
整流器：将交流 电转换为直流电 为变频器提供稳 定的直流电源
逆变器：将直流 电转换为交流电 实现变频调速
控制电路：控制 逆变器的开关频 率实现变频调速
控制电路原理图解析
控制电路：用 于控制变频器 的运行状态和
参数设置
控制信号：包 括频率、电压、
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变频器原理图讲解
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变频器原理概述
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变频器电路原理图 解析
PRT Five
变频器在自动化系 统中的应用
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变频器参数设置与 调试
PRT Six
变频调速原理
变频调速原理变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。
3.1 变频调速基本原理[7][8][9]由电机学理论可知三相感应电动机的转速为：式中：n 为电动机的转速f 为输入交流电源的频率P 为电动机的极对数s 为异步电动机的转差率通过上式可知，改变交流电动机转速的方法有三种。
即变频调速、变极调速和变转差率调速。
我们知道，交流电动机是通过内部的旋转磁场来传递能量的，为了保证交流电动机能量传递的效率，必须保持气隙磁通量为恒定值。
如果磁通量太小，则没有充分发挥电动机的能力，导致出力不足。
反之，如果磁通量太大，铁心过度饱和，会导致励磁电过大，严重时会因绕组过热而损坏电动机。
因此，保持气隙磁通量的值恒定不变，是变频变压的基本原则。
三相异步电动机定子每相电动势的有效值为:Eg=4.44f1N1Фm式中：Eg：定子每相由气隙磁通感应的电动势的方均根值（V）f1：定子电流频率（Hz）；N1：定子相绕组有效匝数；Фm：每极磁通量（Wb）。
由上式可见，只要控制好f1和Eg，便可达到控制磁通Фm的目的。
下面分两种情况加以说明。
1.基频以下的变频调速为保证电动机的带负载能力，基频以下的恒磁通变频调速应保持主磁通Φm不变，这就要求在f1降低的同时降低感应电动势Eg，保持Eg/ f1＝常数，即保持电动势与频率之比为常数进行控制。
这种控制又称恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。
然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1≈Eg，这样只要保持U1/f1＝常数，即可达到恒磁通控制的目的，这叫做恒压频比控制方式。
2.基频以上变频调速基频以下的变频调速方式只适合于额定转速以下的调节，对于高于额定转速的调节必须采用弱磁变频调速方式。
在基频以上调速时，频率可以从f1N往上增高，但电压U1却不能超过额定电压U1N，最多只能保持U1=U1N，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况，属于近似的恒功率调速方式。
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从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动
机。对于直流电动机，因为励磁是独立的，所以只要对电枢反应的 补偿合适，保持Ф m的不变是很容易做到的。但在交流异步电动机中， 磁通是定子和转子的磁动势合成产生的，怎样才能保持磁通恒定， 是需要进行认真研究的。
1）维持气隙磁通Ф m的恒定 异步电动机定子绕组的感应电动势为
第3章 变频调速原理
交控制方式有三种，即恒磁通控
制方式、恒电流控制方式和恒功率控制方式。
1．恒磁通控制方式及其特性 在进行电动机调速时，通常要考虑的一个重要因素是，希望保
持电动机中每极磁通量为额定值，并保持不变。这样才能充分发挥 电动机的能力，即充分利用铁芯材料，充分利用绕组达到额定电流， 尽可能使电动机的输出达到额定转矩或最大转矩。如果磁通太弱， 没有充分利用电动机的铁芯，这是一种浪费；如果过分增大磁通， 又会使铁芯饱和，
电阻所引起的压降影响。
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U1/f1为常数时电动机调频的机械特 性曲线
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恒通调整时，利用函数发生器的补 偿特性曲线
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采用PAM控制的调速系统原理图
(a)采用相位控制的电压调节
(b)采用斩波器控制的电压调节
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采用PWM控制变频器的原理图及PWM 波形
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采用U/f比例控制的调速系统图
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变频器容量选择(驱动多台电动机)
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变频器内部原理框图
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变频器恒压供水系统。
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一用一备变频器恒压供水系统主电 路
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变频器恒压供水系统接线图
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E
1
4.44 f
1
k
1 1
1
m
如果略去定子阻抗电压降，则感应电动势近似等于定子的外加
电压，即
U
1
E1 C1 f
m
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式中：C1为常数，C1=4.44ω 1k1 。 因此，若定子的供电电压U1保持不变，则气隙磁通Ф m将会随频
率变化而变化。
一般在电动机设计中，为了充分利用铁芯材料，通常把磁通的
1 1 1 1
'
这就要求定子电压随频率成正比变化。上式就是恒磁通控制方
式所要遵循的协调控制条件。在满足这个条件的前提下，由异步电 动机的转矩表达式可知， I cos 等于电动机的转子额定有功电流，
2 2
当Ф m维持不变时，那么电动机的输出转矩也是恒定的，可以获得恒
转矩调速特性。
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异步电动机的等效电路图和电路矢 量图
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脉宽调制式(PWM)变频器电路原理 示意图
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单相逆变器主电路图
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单相逆变器波形图
(a) 180PWM型输出电压波形 (b) PWM型输出电压波形
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正弦波脉宽调制波形
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双极性三相正弦波脉宽调制波形
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三极管通用型三相PWM型逆变器主 电路
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因此，此种采用保持气隙磁通Ф m恒定的交流调速系统，只适用
于调速范围不大的负载。
对于要求调速范围大的恒转矩性质的负载，希望在整个调速范
围中维持最大转矩不变，欲保持磁通Ф m的恒定，应满足E1/ f1＝常 数的关系。但由于电动机的感应电动势E1难以测得和控制，故在实
际应用中通常在控制回路加入一个函数发生器，以补偿低频时定子
在定子供电电源频率较高时，电动机的最大转矩近似保持恒定，
机械特性曲线斜率变化很小。若保持U1/ f1=C不变，异步电动机的 机械特性是一簇平行的曲线，但最大转矩将随频率f1的降低而减少， 当频率较低时，机械特性曲线斜率及最大转矩变化较大。从物理概 念上来说，低频时机械特性斜率的加大以及最大转矩的下降，是由 于定子绕组内阻上引起的电压降在低速时相对影响较大，无法保持 电动机气隙磁通为恒值而造成的。故低频启动时，启动转矩也将减 少，甚至不能带负载。
数值选为接近磁路饱和值。如果频率f1从额定值（通常为50Hz）往
下降低，则磁通会增加，从而造成磁路过饱和，使励磁电流增加。
这将使电动机带负载能力降低，功率因数变坏，铁耗损增加，电动 机过热，这是不允许的。反之，如果频率从额定值往上升高，则磁
通将会减少，由异步电动机的转矩公式 T e C mm I 2 cos 2 可以看出，
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逆变器输出波形（电压、电流）
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同时关断的晶闸管PWM型逆变器主 电路
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模拟正弦波参考信号SPWM型变频 调速系统
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U／f变换器及三相方波发生器实际 电路
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三相方波及其状态
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三角波、正弦波发生器实际电路
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电路中各点的波形
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“△”脉宽调制电路
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变频器容量选择(驱动单台电动机)
磁通Ф m的减少势必导致电动机允许输出转矩Te的下降，
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使电动机的利用率降低，在一定的负载下有过电流的危险。为
此通常要求磁通保持恒定，即Ф m＝常数。为了保持磁通Ф m恒定，必 须使定子电压和频率的比值保持不变，即
U U C f f' 式中：U’1、f’1为变化后的定子电压和频率；C为常数。