变频调速技术及应用复习提纲概要

复习提纲

1、根据公式，说明交流异步电动机和同步电动机调速的方法各有哪些？

交流电机同步转速

交流感应电机转速

交流异步电动机调速的方法:(1)变频调速(2)变极调速(3)变转差率调速

第一：改变感应电机的极对数p ，从而改变电动机的转速。这种方法只能一级一级地调速，不能平滑调节，而且电机体积较大，接线复杂，电机运行性能较差； 第二：改变感应电机转差率s 。绕线式感应电动机通过在转子中外加调速电阻，实现改变转差率，使得转速改变。缺点是调速电阻需要消耗一定能量，绕线式电动机结构较复杂，适用于中小容量电动机；

第三：改变电源频率f1。通过改变电源频率来改变交流电动机转速。是当前应用最广泛的交流调速技术。既适用于同步电机，也适用于感应电机。 交流同步电机转速 只有变频调速

根据交流异步电机的转速公式

n=n1(1-s)=60f1/p(1-s)

可知：交流异步电动机有以下三种基本调速方法：

（1）改变定子极对数p 调速。 （2）改变电源频率f1调速。 （3）改变转差率s 调速。

()()116011=-=-f n n s s p

1160=f n p 1160=f n p

2、按电动机能量类型可将异步电机调速分为几种类型？

（1）转差功率消耗型调速系统

（2）转差功率馈送型调速系统

（3）转差功率不变型调速系统

3、现代交流调速系统由哪些部分组成？

现代交流调速系统的组成

4、目前应用最多、最广泛的交流调速方法是哪种？主要应用于哪些场合？

变频调速：改变电源频率f1。通过改变电源频率来改变交流电动机转速。是当前应用最广泛的交流调速技术。既适用于同步电机，也适用于感应电机。5、叙述异步电动机工作原理、铭牌的意义、旋转方向等

工作原理:

三相交流异步电动机工作原理：(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率，ns为磁场转速，n为转子转速。

三相异步电动机的转速永远低于旋转磁场的同步转速，使转子和旋转磁场间有相对运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产生转矩。转速的差异是异步电机运转的必要条件。在额定情况下，转子转速一般比同步转速低2-5%。

旋转方向：电磁转矩Tem及转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向相同。铭牌的意义

(1) 额定功率PN

(2) 额定电压UN

(3) 额定电流IN

(4) 额定频率fN

(5) 额定转速nN

(6) 额定功率因数cos N

(7) 绝缘等级与温升

6、异步电动机提高动态性能的关键是什么？

从运动方程式可以看出，提高动态性能的关键有两条：减小转动惯量和控制动态转矩。

7、如何根据负载性质选择调速方式？

恒转矩负载配合恒转矩调速方式

恒功率负载配合恒功率调速方式

8、电动机能够长期稳定运行的条件是什么？

em L

d

T T J

dt

Ω

-=

2

T

375

em L

GD dn

T

dt

-=

三相异步电动机

型号Y132S－6功率 3 kW 频率

50Hz

电压380 V 电流7.2 A 联结Y

转速960r/min 功率因数0.76 绝缘等级 B

2

T

375

em L

GD dn

T

dt

-=

9、电流互感器利用什么原理测量电流？（电磁感应原理） 电流互感器（Current transformer 简称CT ）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途.

电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次大电流转换成二次小电流来使用 ，二次不可开路。

10、光电编码器的测速原理是什么？用什么方法测高速？用什么方法测低速？ 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，是目前应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光电探测装置组成。在伺服系统中，由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转．经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出，根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式3种。

M 法测高速 T 法测低速

11、异步电动机变频调速的原则是什么？

电机调速时，希望保持电机中每极磁通量 m 为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。

对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，

m 保

持不变是很容易做到的。

在交流异步电机中，磁通

m 由定子和转子磁势合成产生，要保持磁通恒定就需要费一些周折了。

三相异步电动机定子每相电动势

由式（6-1）可知，只要控制好 Eg 和 f1 ，便可达到控制磁通

m 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。 m N s 1g S 44.4Φk N f E （6-1）