双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告

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异步电机实验报告

课程名称：指导老师：成绩：__________________实验名称：三相异步电动机的起动与调速实验类型：同组学生姓名：____ ____一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求（必填）通过实验掌握三相异步电动机的起动和调速的方法。

二、预习要点1．复习异步电动机有哪些调速方法，并比较他们的优缺点。

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线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；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。

本方法适用于不需要无级调速的生产机械二、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。

其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。

本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

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，其特点为：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；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；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

双闭环不可逆直流调速系统实验报告

双闭环不可逆直流调速系统实验报告
实验目的：
1. 理解双闭环不可逆直流调速系统的原理和特点。

3. 熟悉实验设备的使用和实验过程。

实验原理：
双闭环不可逆直流调速系统由速度环和电流环两个闭环组成，其基本原理如下：
1. 速度环控制
在速度环内部，输入为期望转速，输出为电压控制器的输出信号。

速度环主要根据实
际转速和期望转速之间的差异，计算出电压控制器的控制量，并根据电压控制器的输出改
变电机的电压，以达到调速的目的。

实验步骤：
1. 准备实验设备：电机、电压变压器、电流反馈电阻、示波器、信号源、功率放大器、控制器等。

2. 按照实验原理中的模型，建立电机的电压-转速模型和电机的电流-转矩模型。

3. 根据模型，编写控制算法。

4. 将实验设备连接好，将模型和算法输入控制器。

5. 设置期望转速和电流控制量，并启动电机。

6. 分析实验结果，评估控制系统的性能。

实验结果：
本次实验中，我们成功建立了双闭环不可逆直流调速系统的模型，并利用控制器实现
了系统的控制。

我们通过改变期望转速和电流控制量，观察了系统的实际转速和转矩变化。

实验结果表明，双闭环控制系统的性能稳定，具有较好的调速性能和响应速度。

结论：。

电力拖动自动控制系统实验报告

电力拖动自动控制系统实验报告令狐采学实验一双闭环可逆直流脉宽调速系统一，实验目的：1.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

2.熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。

3.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。

二，实验内容：1.PWM控制器SG3525的性能测试。

2.控制单元调试。

3.测定开环和闭环机械特性n=f(Id)。

4.闭环控制特性n=f(Ug)的测定。

三．实验系统的组成和工作原理图6—10 双闭环脉宽调速系统的原理图在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。

双闭环脉宽调速系统的原理框图如图6—10所示。

图中可逆PWM 变换器主电路系采用MOSFET 所构成的H 型结构形式，UPW 为脉宽调制器，DLD 为逻辑延时环节，GD 为MOS 管的栅极驱动电路，FA 为瞬时动作的过流保护。

脉宽调制器UPW 采用美国硅通用公司（Silicon General ）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM 控制器。

由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。

四．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏。

TAUUi ASR ACR UPW DLD GD PWMFA GM＋＋ TGM2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—10组件或MCL—10A组件。

4．MEL11挂箱5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。

7．直流电动机M03。

8．双踪示波器。

五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。

2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。

调速实验1-4

六、实验报告
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

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。

双闭环三相异步电动机调压调速心得体会

双闭环三相异步电动机调压调速心得体会
双闭环三相异步电动机调压调速是一种常见的控制技术，用于实现电动机的精确调节和控制。

通过对电动机的调压和调速，可以在不同的负载和工况下实现电动机的高效运行。

在实践中，我总结了一些关键的心得体会：
1. 理论基础：熟悉电动机的基本原理和工作特性是掌握调压调速技术的前提。

了解电动机的构造、转矩特性、绕组和定子的连接，可以更好地理解调压调速的原理和实现方式。

2. 控制策略：在双闭环控制中，内环控制是电流控制，外环控制是速度或转矩控制。

合理选择控制策略和参数调节方法，可以实现电动机的稳定运行和响应速度的提高。

3. 传感器选择：准确感知电动机的状态是实现调压调速的前提。

选择合适的传感器（如电流传感器、速度传感器）能够提供准确的反馈信号，为控制系统提供准确的输入。

4. 控制器设计：根据系统需求和控制策略选择合适的控制器。

PID控制器是常用的控制器类型，但根据实际情况可能需要采用其他控制算法。

5. 运行监测：定期对电动机进行运行监测，观察调压调速系统的性能和稳定性，及时发现和解决问题，确保电动机的正常运行。

需要注意的是，实施调压调速技术时，应遵守相关的安全操作规程，确保工作环境安全，避免事故发生。

《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)

《电力拖动自动控制系统》实验指导书(自编)-(2)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1《电力拖动自动控制系统》实验指导书昆明理工大学信自学院自动化系2005年9月目录实验须知----------------------------------------------------------------------2实验一系统调试-----------------------------------------------------------3实验二参数测试-----------------------------------------------------------9实验三双闭环系统的静特性研究-------------------------12实验四双闭环调速系统动特性研究----------------------------------15实验五逻辑无环流可逆调速系统的研究----------------------------17实验六错位选触无环流可逆系统-------------------------------------22实验七双闭环三相异步电动机调压调速系统----------------------26实验八双闭环三相绕线型异步电动机串级调速系统-------------29附录1双闭环不可逆直流调速系统主电路和控制电路连线图--32附录2逻辑无环流直流可逆调速系统主电路和控制电路连线图--33实验须知实验课是教学中的重要环节之一，通过实验，是理论联系实际，加深理解和巩固所学的有关理论知识，培养、锻炼和提高对实际系统的调试和分析、解决问题的能力，同时通过实验也培养严谨的科学态度和良好的作风，以达到工程技术人员应有的本领，因此要求每个学生不必须认真对待实验课，要求作到：一：实验前预习，要求：1、了解所有实验系统的工作原理2、明确实验目的，各项实验内容、步骤和做法3、拟定实验操作步骤，画出实验记录表格。

实验四异步电动机变频调速系统

实验四异步电动机变频调速系统（一）转速开环恒压频比控制变频调速系统实验一．实验目的1.通过实验掌握转速开环恒压频比控制调速系统的组成及工作原理。

2.掌握V/F控制方式下，选取不同的模式电机的静特性差异。

二．实验数据及分析转速开环恒压频比控制静特性n（r/min）1475 1488 1501 1511 1525 1543Ia(A) 2.5 2.2 2.0 1.9 1.8 1.7T(N.m) 100% 83.9% 68.1% 54.6% 37.4% 15%n（r/min）902 916 931 945 953 966Ia(A) 2.3 2.1 1.9 1.7 1.7 1.6T(N.m) 100% 82.7% 64.0% 46.4% 33.6% 16.5%n（r/min）475 488 495 508 518 528 Ia(A) 1.9 1.7 1.6 1.6 1.5 1.5T(N.m) 85% 69.2% 56.1% 45.1% 28.0% 21.7%n（r/min）472 485 495 506 508 525 Ia(A) 2.0 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6T(N.m) 62.5% 50.5% 39.2% 27.4% 20.8% 3.6%三．思考题1.说明转速开环恒压频比控制静特性特点答：其他条件相同，转速与频率大致成正比；频率一样时，转速越高，带动转矩能力越差。

2.说明低频补偿对系统静特性的影响。

答：由于临界转矩随f减小而减小，f较低时，电动机负载能力较弱。

低频补偿可以增强系统负载能力，同转速时有低频补偿情况T较小。

3.说明载波频率的大小对电机运行影响答：低频时转矩大，噪音小，但此时主元器件开关损耗大，整机发热较多，效率下降。

高频时转矩变小，电流输出波形比较理想。

（二）异步电动机带速度传感器矢量控制系统实验一．实验目的1.通过实验掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统的组成及工作原理；2.掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统静、动特性。

双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告

双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告一、系统结构设计双闭环直流调速系统由两个闭环控制组成，分别是速度子环和电流子环。

速度子环负责监测电机的转速，并根据设定值与实际转速的误差，输出电流指令给电流子环。

电流子环负责监测电机的电流，并根据电流指令与实际电流的误差，输出电压指令给电机驱动器，实现对电机转速的精确控制。

二、参数选择在进行双闭环直流调速系统的设计之前，需选择合适的控制参数。

根据实际的电机参数和转速要求，确定速度环和电流环的比例增益和积分时间常数等参数。

同时，还需根据电机的动态特性和负载特性，选取合适的速度和电流传感器。

三、控制策略速度子环采用PID控制器，通过计算速度误差、积分误差和微分误差，生成电流指令，并传递给电流子环。

电流子环也采用PID控制器，通过计算电流误差、积分误差和微分误差，生成电压指令，并输出给电机驱动器。

四、仿真实验为了验证双闭环直流调速系统的性能，进行了仿真实验。

首先，通过Matlab/Simulink建立双闭环直流调速系统的模型，并设置不同转速和负载条件，对系统进行仿真。

然后，通过调整控制参数，观察系统响应速度、稳定性和抗干扰性等指标的变化。

五、仿真结果分析根据仿真实验的结果可以看出，双闭环直流调速系统能够实现对电机转速的精确控制。

当系统负载发生变化时，速度子环能够快速调整电流指令，使电机转速保持稳定。

同时，电流子环能够根据速度子环的电流指令，快速调整电压指令，以满足实际转速的要求。

此外，通过调整控制参数，可以改善系统的响应速度和稳定性。

六、总结双闭环直流调速系统是一种高精度的电机调速方案，通过双重反馈控制实现对电机转速的精确控制。

本文介绍了该系统的设计与仿真实验，包括系统结构设计、参数选择、控制策略及仿真结果等。

仿真实验结果表明，双闭环直流调速系统具有良好的控制性能，能够满足实际转速的要求。

三相异步电动机调速方式研究

三相异步电动机调速方式研究发布时间：2021-09-06T15:22:39.440Z 来源：《科学与技术》2021年第12期4月作者：李康刘超解秦[导读] 三相异步电动机是一种重要的能量转换机构，其工作原理是内部转子的转速低于旋李康刘超解秦中车永济电机有限公司山西省永济市 044502摘要：三相异步电动机是一种重要的能量转换机构，其工作原理是内部转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在相对运动而产生感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，从而实现为外界输送动力的目的。

近年来，随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅猛发展，交流电机调速日趋完善，其调速性能可以与直流电机媲美，价格也不高。

因此交流电机电力拖动系统正逐步取代直流电机拖动系统。

加强三相异步电动机调速的研究，根据不同的拖动环境，科学制定三相异步电动机调速策略，可以更好地发挥三相异步电动机的优势，更好地为工农业生产服务。

关键词：三相异步电动机；调速方式；分析研究1.三相异步电动机调速基本原理三相异步电动机是通过其内部转子与磁场间发生相对运动而产生电流，并产生磁场，与原有磁场发生相互作用，产生向外输送动力的作用力。

电动机的转速由电动机所采用的电源频率、电动机的极对数、转差率等因素所决定，因此，进行电动机调速要着重从以上几个方面入手，从而实现对三相异步电动机的调速操作。

三相异步电动机调速方法主要有变极调速、变阻调速和变频调速等几种。

变极调速是针对极对数进行调节，就是通过改变定子绕组的磁极对数，以实现调速；变阻调速是通过调节转差率来改变转子电阻，从而实现调速目的；变频调速是通过调节供电频率实现调速的目的。

2.三相异步电动机调速方式2.1变极调速变极调速即改变三相异步电动机定子绕组的极对数，是通过改变定子绕组的连接方式完成的。

以单相绕组为例，若一相绕组由两个半相绕组1和2组成。

当两个半相绕组首尾依次连接，即两个半相绕组正向串联，再通入电流，如图1（a）所示。

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。

交流调速实验指导书

实验一双闭环三相异步电机调压调速系统实验一、实验目的(1) 了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的原理及组成。

(2) 了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。

(3) 通过测定系统的静态特性和动态特性，进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电机或线绕式异步电动机在转子中串入适当电阻后使机械特性变软其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动严重，为此常采用双闭环调速系统。

双闭环三相异步电机调压调速系统的主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。

控制部分由“电流调节器”、“速度变换”、“触发电路”、“正桥功放”等组成。

其系统原理框图如图1-1所示：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，电流环对电网扰动仍有较大的抗扰作用，但在启动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。

给左转子bII加电卩 1.异步电动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P s = SR 全部消耗在转子电阻中，使转子过热。

图1-1双闭环三相异步电机调压调速系统原理图四、实验内容 (1) 测定三相绕线式异步电动机转子串电阻时的机械特性。

(2)测定双闭环交流调压调速系统的静态特性。

五、预习要求(1) 复习电力电子技术、交流调速系统教材中有关三相晶闸管调压电路和异步电机晶闸管调压调速系统的内容，掌握调压调速系统的工作原理。

(2) 学习有关三相晶闸管触发电路的内容，了解三相交流调压电路对触发电路的要求。

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。

双闭环直流调速实验报告

一、实验目的1. 熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本原理。

2. 掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

3. 掌握调节器的工程设计及仿真方法。

4. 通过实验验证双闭环直流调速系统的性能，分析其动态响应和稳态特性。

二、实验原理双闭环直流调速系统由转速环和电流环组成，通过转速负反馈和电流负反馈实现对电机转速和电流的精确控制。

转速环的输出作为电流环的给定值，电流环的输出控制晶闸管整流装置的输出电压，从而调节电机的转速。

三、实验内容1. 系统搭建与调试- 搭建双闭环直流调速系统，包括晶闸管整流装置、电动机、转速检测环节、电流检测环节、转速调节器和电流调节器等。

- 对系统进行调试，确保各环节工作正常。

2. 参数测定- 测定晶闸管整流装置的输出电压、电流和功率等参数。

- 测定转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。

3. 调节器设计- 设计转速调节器和电流调节器，采用PI调节器。

- 根据实验要求，确定调节器的参数。

4. 系统仿真- 使用MATLAB/Simulink软件建立双闭环直流调速系统的仿真模型。

- 对系统进行仿真，分析其动态响应和稳态特性。

5. 实验结果分析- 分析实验数据，评估系统的性能。

- 分析系统在不同负载条件下的响应和稳定性。

四、实验步骤1. 系统搭建- 按照实验电路图搭建双闭环直流调速系统。

- 连接晶闸管整流装置、电动机、转速检测环节、电流检测环节、转速调节器和电流调节器等。

2. 系统调试- 调整晶闸管整流装置的触发角，使输出电压和电流稳定。

- 调整转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。

- 调整转速调节器和电流调节器的参数，使系统稳定运行。

3. 参数测定- 使用示波器、电流表、电压表等仪器测定晶闸管整流装置的输出电压、电流和功率等参数。

- 使用转速表和电流表测定转速检测环节和电流检测环节的灵敏度。

4. 调节器设计- 根据实验要求，设计转速调节器和电流调节器。

- 使用MATLAB/Simulink软件进行调节器参数的优化。

异步电动机采用调压调速时

异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电动机或绕线式异步电动机在转子中串入适当的电阻后是机械特性变软后，其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动严重，为此长采用双闭环调速系统。

双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。

控制部分由“电流调节器”，“速度变换”，“触发电路”，“正桥功放”等组成。

其系统原理框图如图所示。

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想同，而电流环的作用则有所不同。

在稳定运行的情况下，电流环对电网扰动仍有较大的抗绕作用，但在启动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。

异步电动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，反转和能耗制动。

但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因为低速运行时转差率功率Ps=SPm全部消耗在转子电阻中，会使转子过热。

222222交流调速调压系统的电气原理图如图所示。

交流调压调速系统的仿真模型如图所示。

下面介绍各部分的建模与参数设置过程。

1.系统的建模和模型参数设置（1）主电路的建模和参数设置由图可见，主电路由三相对称交流电压源，晶闸管三相交流调压器，交流异步电动机，电动机信号分配器等部分组成。

此处着重讨论晶闸管三相交流调压器，交流异步电动机，电动机测试信号分配器的建模和参数设置问题。

@1晶闸管三相交流调压器的建模和参数设置。

晶闸管三相交流调压器通常是采用三对反并联的晶闸管元件组成，单个晶闸管采用“相位控制”方式，利用电网自然换流。

图（）所示为晶闸管三相交流调压器的仿真模型及模块符号。

图（）所示为三相交流调压器中的晶闸管元件的参数设置情况。

在图（）中我们是用单个晶闸管元件按三相交流调压的接线要求建成仿真模型的，单个晶闸管元件的参数设置仍然遵循晶闸管整流桥的参数设置原则。

双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告

双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告一、实验目的1.实现双闭环三相异步电机的调压调速系统；2.了解电机调速系统的工作原理及稳态特性；3.掌握电机调速过程中的调节和优化方法。

二、实验原理1.双闭环三相异步电机调压调速系统的组成本次实验所用的电机调压调速系统主要由以下三个部分组成：（1）电源控制模块：主要是对驱动电机的电源进行控制，电源的形式可以是AC或DC。

（2）DSP控制模块：对电机进行调速调压和保护，实现电机的闭环控制。

（3）电机驱动模块：主要包括功率放大器和信号变换器。

2.电机调速控制原理实现电机调速控制主要通过改变电机转矩的大小和方向来实现。

根据电机理论，电机的转矩和电机 stator winding 上的电流之间有着线性关系，因此，改变电机 stator winding 上的电流大小和方向来改变电机的转矩。

启动电机的一种典型方法是通过 stator winding 上的正弦波 AC 电源激励。

通过改变 AC 电源的频率和幅度，可以改变电机的转速。

当电机开始旋转后，其转速可以通过反馈闭环控制来调节和控制。

例如，根据 PI 控制器的输出，可以调整电机的功率放大器来调整电机的 stator winding 上的电流，从而实现电机的转速调节和控制。

3.电机调压控制原理与电机调速不同，电机调压是通过控制电机 stator winding 上的电压大小来调整电机的输出功率和转矩。

在调压控制中，需要根据负载的需求来确定合适的电压值，并通过反馈机制来实现闭环控制。

三、实验内容与步骤1.实验装置准备本次实验所用的设备包括三相异步电动机、DSP开发板、电源、三相电表、频率计和电源电压采样电路等。

首先进行电机的接线，通过电源采样电路连接电源进行电压的采样和测量，再通过三相电表测量电机中三相电流和电机的输入功率等。

2.实验参数设置设置电机参数，包括电机的额定电压、额定功率、转速、电流等参数，并将这些参数输入到 DSP 控制模块中。

实验四双闭环三相异步电动机调压调速系统

实验四双闭环三相异步电动机调压调速系统（验证性）一．实验目的1．熟悉相位操纵交流调压调速系统的组成与工作。

2．了解双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成。

3．通过测定系统的静特性和动态特性进一步明白得交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二．实验内容1．测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。

2．测定双闭环交流调压调速系统的静特性。

3．测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。

三．实验系统组成及工作原理双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机（转子回路串电阻）。

操纵系统由电流调剂器(ACR)，速度调剂器(ASR)，电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器等组成。

其系统原理图如图7-1所示。

整个调速系统采纳了速度，电流两个反馈操纵环。

那个地址的速度环作用大体上与直流调速系统相同而电流环的作用那么有所不同。

在稳固运行情形下，电流环对电网波动仍有较大的抗扰作用，但在起动进程中电流环仅起限制最大电流的作用，可不能显现最正确起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。

异步电机调压调速系统结构简单，采纳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刻低速运行，因低速运行时转差功率全数消耗在转子电阻中，使转子过热。

四．实验设备和仪器1．MCL系列教学实验台主操纵屏。

2．MCL—18组件。

3．MCL—33组件。

4．三相绕线型异步电动机-负载直流发电机-测速发电机组5．MEL—03三相可调电阻器。

6．MEL —11组件。

7．双踪示波器。

．8．万用表。

五．注意事项1．接入ASR 组成转速负反馈时，为了避免振荡，可预先把ASR 的RP3电位器逆时针旋到底，使调剂器放大倍数最小，同时，ASR 的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF ）。

3．测取静特性时，须注意电流不准超过电机的额定值（0.55A ）。

111111111双闭环三相异步电动机调压调速系统设计

双闭环三相异步电动机调压调速系统设计引言：异步电动机的转速恒小于旋转磁场的转速n1，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。

如果n=n1，转子绕组和定子磁场之间无相对运动，则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生，可见n<n1是异步电动机工作的必要条件。

由于电动机转速n 和旋转磁场转速n1不同步，故称为异步电动机。

一、三相异步工作原理三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场。

转速的大小由电动机极数和电源频率而定。

旋转磁场的转速n1称为同步转速。

它和电网的频率f1及电机的磁极对数p 的关系为：n1=60f1∕p对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。

所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。

交流异步电动机机械特性的参数表达式如下：变压调速是异步电动机调速方法中的一种，由三相异步电动机机械特性参数表达式可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同点的转速下，电磁转矩e T 和定子电压S U 的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。

本实验即采用定子调压调速系统，就是在恒定交流电源和交流电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器，即改变定子电压调速。

如下图画出了定子电压为1U 、'1U 、"1U ('"111U U U >>)时的机械特性。

()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=2'21'1'23lr ls r S r sL L S R R S R UT ωω二、设计流程1电动机的选型:假设电动机工作于普通机床主轴传动系统中，设定最大转速为1440r/min，可选出电动机型参数如下：型号：Y132S-4 额定功率：5.5KW 满载时定子电流：12A满载时转速：1440r/min 满载时效率：85.5% 满载时功率因数：0.84 堵转电流/额定电流：7A 堵转转矩/额定转矩：2.2N.m铁芯长度：115mm 气隙长度0.4mm 定子外径：210mm定子内径：136mm 定子线规根数-d：1-0.9mm每槽线数：47 绕组形式：单层交叉节距：1~9mm定转子槽数Z1/Z2: 36/32系统结构确定如图所示2主电路设计：2.1晶闸管的选择晶闸管选择主要根据变流器的运行条件，计算晶闸管电压、电流值，选出晶闸管的型号规格。

三相异步电机双闭环调速控制系统设计

三相异步电机双闭环调速控制系统设计O 引言三相交流异步电机以其结构简单，体积小，重量轻，价格低，维修方便等优点，广泛应用于武器装备、给料系统、数控机床、柔性制造技术、各种自动化设备等领域，其转速控制系统性能的优劣直接决定了设备性能的发挥。

随着高性能微处理器及新型电力电子器件的出现，使得应用全控型电力电子器件和空间矢量(SVPWM)控制技术进行变频调速的方式已成为交流电机调速控制的主流。

相对于其他微处理器，DSP 具有运算速度快，可以自己产生有死区时间的PWM 输出，可以实现诸如模糊控制等复杂的算法，外围硬件少等优点，因而广泛用于电机的数字控制。

本文以TMS320LF2407A DSP 芯片和AT89S52 单片机为核心，设计了针对三相交流异步电机的全数字调速控制系统。

实验结果表明，该系统具有实时显示，数据存储，动态响应快，控制精度高，抗干扰性强等优点。

1 TMS320LF2407A 简介TMS320LF2407A 主要包括算术逻辑运算单元(CALU)、寄存器集、辅助算术逻辑单元(ARAU)、乘法器、乘法移位器、累加器、加法移位器、时钟锁相环电路、两个完全等同的事件管理器A，B(包括通用定时器、比较单元、捕获／正交编码器脉冲电路)、内部A／D 转换器、双串口、看门狗、CAN 总线电路单元等。

TMS320LF2407A 采用先进的哈佛结构，流水线作业，在30 MHz 内部时钟频率下，指令周期仅为33 ns。

其内部存储器包含2 类RAM 块。

一类为DRAM，另一类为SRAM。

对DRAM 而言又划分为3 个RAM 块，即B0，B1，B2，容量依次为256 字，256 字，32 字。

这些RAM 全部允许在一个指令周期内访问两次，因此在数据处理能力上有显著的增加。

同时，B0 块还可以通过程序动态地配置为数据存储器区或程序存储器区。

若配置为程序区可在上电时把浮点算法子程序或者数据表从外部慢速EPROM。