交流调速课程设计
长安大学交流调速课程设计
长安大学交流调速课程设计一．摘要变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中, 具有高效节能、水压恒定等优点。
随着社会经济的发展，绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。
对于一个城市的建设，供水系统的建设是其中重要的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。
近年来，随着自动化技术、控制技术的发展，以及这些技术在供水系统的应用，高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。
本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换，实现变频恒压供水系统的功能，并且实现故障转换与报警等保护功能，使得系统控制可靠，操作方便。
二．设计要求一楼宇供水系统，正常供水量为30mV小时，最大供水量40mV小时,扬程24 米。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。
要求设计实现：⑴ 设二台水泵。
一台工作，一台备用。
正常工作时，始终由一台水泵供水。
当工作泵出现故障时，备用泵自投。
⑵ 二台泵可以互换。
⑶ 给定压力可调。
压力控制点设在水泵出口处⑷ 具有自动、手动工作方式，各种保护、报警装置。
采用OMRONCPM1A PLC富士变频器完成设计。
三．方案的论证分析传统的小区供水方式有：⑴ 恒速泵加压供水方式该方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，目前较少采用。
⑵ 气压罐供水方式气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，也使浪费加大，从而限制了其发展。
交流变频调速系统课程设计
一、绪论20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
交流异步电动机的调速方式有多种，诸如调压调速、变级调速、串级调速、滑差调速等，而变频调速优于上述任何一种调速方式，是当今国际上广泛采用的效益高、性能好、应用广的新技术。
它采用微机控制、电力电子技术及电机传动技术取得工业交流异步电机的无级调速功能。
目前在国内外已广泛应用，是自动化电力传动的发展方向。
二、交流变频调速2.1、交流变频调速的优异特性1．调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。
2．调速范围较大，精度高。
3．起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。
4．变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。
5．易于实现过程自动化。
6．必须有专用的变频电源，目前造价较高。
7．在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
2.2、与其它调速方法的比较交流电动机的调速方法有三种：变极调速、改变转差率调速和变频调速。
其中，变频调速最具优势。
这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子，因而必须对其进行检查，电机安装环境受到限制。
例如：不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。
此外，也限制了电机向高转速、大容量发展。
而交流电机就不存在这些问题，主要表现为以下几点：第一，直流电机的单机容量一般为12 - 14MW，还常制成双电枢形式，而交流电机单机容量却可以数倍于它。
第二，直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6～10kV。
交流调速水泵课程设计
交流调速水泵课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握交流调速水泵的基本原理、结构、性能和应用；技能目标要求学生能够运用所学知识对交流调速水泵进行选型、安装、调试和维护；情感态度价值观目标要求学生培养对交流调速水泵行业的兴趣和责任感，提高创新意识和团队合作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括交流调速水泵的基本原理、结构、性能和应用。
具体包括：1. 交流调速水泵的工作原理及其特点；2. 交流调速水泵的分类及其应用领域；3. 交流调速水泵的性能指标及其测量方法；4. 交流调速水泵的选型、安装、调试和维护方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
包括：1. 讲授法：通过讲解交流调速水泵的基本原理、结构和性能，使学生掌握相关知识；2. 讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3. 案例分析法：分析实际案例，使学生了解交流调速水泵在实际工程中的应用；4. 实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1. 教材：选用权威、实用的交流调速水泵教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2. 参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书，拓宽知识面；3. 多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4. 实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能动手操作，提高实践能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答、小组讨论等；作业主要评估学生的知识运用能力和动手能力；考试主要评估学生对课程知识的掌握程度。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
评估结果将作为学生成绩的重要组成部分，以激励学生努力学习。
六、教学安排本课程的教学安排将按照以下进行：共安排16周，每周2课时，共计32课时。
直流调速系统和交流调速系统课程设计1
目录第一章相关软件介绍 (2)1.1 MATLAB基础知识 (2)1.2 SIMULINK环境和模型库的应用 (3)第二章直流调速和交流调速系统基本原理简介 (6)2.1三相桥式整流电路基本原理 (6)2.2 三相桥式逆变电路基本原理 (7)2.3 PWM控制技术原理 (10)2.4 脉冲触发器介绍 (14)2.5 直流调速系统基本原理 (16)2.6 交流调速系统基本原理 (17)第三章 Matlab仿真电路设计 (18)3.1 直流调速系统仿真电路设计 (18)3.2 交流调速系统仿真电路设计 (22)3.3 系统仿真结论分析 (26)相关参考文献 (27)第一章相关软件介绍1.1 MATLAB基础知识1．MATLAB基本功能MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
交流调速系统第二版教学设计
交流调速系统第二版教学设计
介绍
交流调速系统是一个被广泛应用于工业和电气控制的系统，其主要功能是控制交流电动机运转的速度。
本教学设计将介绍关于交流调速系统的相关知识和技术，并提供实际应用案例进行演示和练习。
教学目标
1.掌握交流调速系统运行原理及其应用；
2.学习基本的调速技术以及其在实际应用中的使用方法；
3.了解交流调速系统的实际应用案例。
教学内容
第一部分：交流调速系统基础知识
1.交流电机基础知识
2.交流调速系统分类及其特点
3.交流调速系统组成部分及其功能
4.交流调速系统工作原理
第二部分：交流调速系统调速技术
1.电压调速技术
2.变频调速技术
3.矢量控制调速技术
4.电流调速技术
第三部分：交流调速系统实际应用案例
1.水泵调速控制系统
2.风机调速控制系统
3.中央空调调速控制系统
教学方法
1.线上视频授课；
2.实验演示；
3.问题解答。
评估方式
1.考试（50%）;
2.实验报告（20%）;
3.作业（30%）。
教学材料
1.教材：《交流调速系统教程》；
2.实验器材：交流电机、变频器、矢量控制器等；
3.代码和案例实验材料。
结束语
本教学设计目的在于提供对交流调速系统的了解和理解，并且运用实践进行演示和练习。
在实际生活和工作中，交流调速系统的应用非常广泛，掌握相关知识和技术，对于工程师和技术人员来说十分重要。
希望本教学设计能够帮助大家更好地理解和掌握交流调速系统相关的知识和实践技能。
交流变频调速技术课程设计
交流变频调速技术课程设计一、课程设计背景随着现代工业的发展，越来越多的设备需要使用交流电源。
然而交流电源在工作时其频率固定不变，不能根据实际需要进行调节。
而交流变频调速技术的应用能够实现交流电源频率的调整，从而达到调节设备转速、功率等参数的目的。
因此交流变频调速技术被广泛应用于工业生产、制造和控制领域。
作为电气工程相关专业的学生，学习交流变频调速技术是必须的。
因此，开展交流变频调速技术课程设计，有助于提高学生的知识水平和实践能力，增强其对该技术的理解和运用。
二、课程设计目的本课程设计的主要目的是：1.帮助学生了解交流变频调速技术的原理和应用；2.提高学生掌握交流变频调速技术的实践能力；3.增强学生的动手能力和创新意识。
三、课程设计内容1. 理论知识讲解交流变频调速技术的理论知识是课程设计的基础。
课程设计中应包括以下内容：•交流电机工作原理；•交流电源三相供电原理；•交流变频器作用原理；•交流电机转速调节原理。
2. 实践操作课程设计中的实践操作环节是非常重要的。
学生需要在实践操作中掌握交流变频调速技术的具体实现方法。
实践操作的步骤如下：•执行现场安全措施；•将交流电机与交流变频器连接；•对交流变频器进行参数设置；•在实验室中进行试运行；•测试电机运行状态。
3. 经验总结与创新课程设计还需要学生对实践操作过程中遇到的问题进行总结，归纳出相关的经验，尝试提出新的创新思路，以期达到更高的技术效益和学习效果。
课程设计的总结和创新建议包括以下内容：•实验结果总结；•问题分析和解决；•对实验过程与结果的评价；•对未来技术应用展望；•创新建议和问题探讨。
四、课程设计要求为了完成本课程的设计，我们需要满足以下要求：1.设计人数：每队不超过3人；2.设计周期：3-4周；3.回报要求：完成课程设计报告、操作步骤、实验数据和成果展示等。
五、课程设计分数占比本课程设计总分100分，分数占比如下：1.理论基础 20分；2.实践操作 40分；3.经验总结和创新 20分；4.报告质量和展示效果 20分。
交流调速课设
辽宁工业大学交流调速课程设计〔论文〕题目：基于Rockwell Devicenet的变频器调速控制系统设计院〔系〕：电气工程学院专业班级：自动化104班学号： 100302118学生姓名：刘兴仓指导教师：〔签字〕起止时间：课程设计〔论文〕任务与评语院〔系〕：电气工程学院 教研室： 自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 辩论20% 以百分制计算学 号 100302118 学生姓名 刘兴仓 专业班级 自动化104课程设计〔论文〕题目基于Rockwell Devicenet 的变频器调速控制系统设计课程设计〔论文〕任务课题完成的功能：利用罗克韦尔实验室的优质平台，利用Rockwell Devicenet 网络，通过变频器来控制三相笼型异步电动机的转速。
根据控制要求，给出电动机实际频率变化的趋势图，并对趋势图进行分析。
设计任务与要求：1、确定控制方案；2、在实验室条件下，通过试验调试验证程序的正确性；3、要求认真独立完成所规定的全部内容，所设计的内容要求正确、合理；4、按学校规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数：电动机参数：型号：YSJ6234；电压：220/380V ；频率：50Hz ；转数：1400r/min ，使电动机转速按如下要求变化，编写梯形图控制程序，并完成调试。
1、在0s ～30s ，电动机启动，加速到额定转速1400r/min 并保持运行,对应变频器输出频率为50Hz ；2、在30s ～60s,电动机转速由1400r/min 下降至1120r/min 保持运行，对应变频器输出频率为40Hz;3、在第60s 时刻，电动机进入自由停车状态，对应变频器输出频率为0Hz,设备停止运行。
4、给出电动机实际频率变化的趋势图。
进度方案1、熟悉课程设计题目，查找与收集相关书籍、资料。
〔1天〕；2、系统总体方案建立。
〔2天〕；3、硬件局部详细设计。
〔2天〕；4、梯形图程序设计。
课程设计——电机交流调速系统设计
用单片机控制的电机交流调速系统设计文摘单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。
通过改变程序来达到控制转速的目的。
由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。
系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，HEF4752大规模集成电路，保护电路，Intel系列单片机，Intel8253定时/记数器，Intel8255可编程接口芯片，Intel8279通用键盘/显示器，I/O接口芯片，CD4527比例分频器和测速发电机等组成。
回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。
关键词MCS-51单片机；HEF4752；8253定时器；晶闸管；整流器；三相异步电动机电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。
按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和交流两大类，直流电动机在19世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。
从而推动了电动机的调速不断向前发展，自从1834年直流电动机出现以后，直流电动机作为调速电动机的代表，在工业中得到了广泛的应用。
它的优点主要在于调速范围广，静差小，稳定性能好以及具有良好的动态性能，晶闸管变流装置的应用使直流拖动发展到了一个很高的水平，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中相当长时间内几乎都采用直流拖动系统。
尽管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向问题和在恶劣环境下的不适应问题，同时，制造大容量，高转速以及高电压直流电动机也十分困难，这就限制了直流传动系统的进一步发展。
交流电动机在1885年出现后，由于一直没有理想的调速方案，只被应用于恒速拖动系统，从本世纪30年代起，不少国家才开始提出各种交流调速的原始方案，晶闸管的出现使交流电动调速的发展出现了一个质的飞跃，使得半导体变流技术的交流调速得以实现，国际上在60 年代后期解决了交流电动机调速方案中的关键问题，70年代开始就实现了产品的高压，大容量，小型化，且已经逐渐取代了大部分传统的直流电动机的应用领域。
交流调速系统及应用课程设计
交流调速系统及应用课程设计摘要本文介绍了一门名为“交流调速系统及应用”的课程设计，旨在帮助学生理解交流调速系统的原理及应用，并学会运用PLC编写程序进行调速。
课程设计包含两个部分：理论学习和实际操作。
在理论部分，学生将学习交流电机的结构、原理以及不同类型的调速方法；在实践部分，学生将使用PLC编写程序实现交流电机的调速。
通过该课程设计，学生将获得扎实的理论基础和实际操作能力。
1. 引言交流电机作为现代工业中最常用的电机之一，在各种机械设备中扮演着至关重要的角色。
要想实现电机的控制和调速，就必须掌握交流调速系统的原理和应用。
随着PLC技术的发展和应用，利用PLC编写程序实现交流电机调速的方法也得到了广泛应用。
本课程设计旨在帮助学生深入了解交流调速系统的原理和方法，并掌握运用PLC编写程序进行调速的技能。
2. 课程设计的目标本课程设计的目标是帮助学生：1.理解交流电机的结构和原理；2.学习不同类型的交流电机调速方法；3.掌握利用PLC编写程序实现交流电机调速的技能；4.培养动手能力和解决实际问题的能力。
3. 课程内容本课程设计包含两个部分：理论学习和实际操作。
课程内容如下：3.1 理论学习1.交流电机的基本结构和工作原理；2.不同类型的交流电机调速方法的原理；3.交流调速系统的构成和工作原理；4.PLC系统的基本原理和应用；5.PLC编程基础。
3.2 实际操作1.PLC编程软件的使用方法和基本操作；2.利用PLC编写程序实现交流电机调速。
4. 课程设计的教学方法本课程设计采用“理论与实践相结合”的教学方法。
具体来说，本课程设计包括以下几个步骤：1.学生通过阅读相关教材和参考书籍，自学掌握相关理论知识；2.教师进行理论课讲解和实例演示，帮助学生掌握相关理论知识；3.学生分组进行实际操作，利用PLC编写程序实现交流电机调速；4.教师进行实验指导和实践演示，帮助学生理解实验结果。
5. 课程设计的考核方式本课程设计的考核方式主要包括以下几种：1.学生提交编写的PLC程序和实验报告；2.学生进行实际操作和口头答辩；3.学生参加理论考试。
选修《交流调速》课程标准
《交流调速》课程标准一、课程信息课程名称：交流调速课程类型：电气自动化专业延展模块课程代码：0729010 授课对象：电气自动化专业学分：2.0 先修课：电机拖动电力电子技术单片机等学时：32 后续课：变频调速修定人：杨立波修订时间：2011年9月15日二、课程性质《交流调速系统》属电气自动化专业的专业选修课。
通过本课程的学习要求学生能够熟练掌握交流调速系统的工作原理、实现方法、机械特性、运行特点及适用场合，使学生在掌握本课程的基础上，经过实验环节有能力分析和设计交流调速系统。
三、课程设计1、课程目标设计总体目标：《交流调速系统》是电气自动化技术专业的一门技术应用性很强的专业课程，坚持“以学生为主体，以学生的学习为中心”，融“教、学、做”为一体，强化对学生能力的培养。
在教学过程中突出高职教育特点，以技术应用为第一要素使学生“学其所用，用其所学”。
在教学过程中帮助学生学会学习、学会实践，同时学会协作。
在培养学生的辩证思维能力的同时加强学生的职业道德的教育，确保人才培养目标的实现。
通过本课程教学过程的实施，使电气自动化类学生具备高素质、高技能人才所必需的交流调速系统的基本理论、基本知识，基本分析方法，并具备一定的解决实际问题的能力，为学习其它后续相关课程和职业技能奠定基础。
具体目标：1.熟悉交流调速系统的分类、主要性能指标；2.掌握调压调速的原理和方法、晶闸管三相交流调压电路、调压调速系统的组成与特性分析、电磁转差离合器调速系统；3.掌握串级调速原理与基本类型、低同步串级调速系统的机械特性、串级调速的效率和功率因数、串级调速的闭环控制系统；4.掌握异步电动机变频调速的控制方法和机械特性，变频器的分类与特点、晶闸管变频器、脉宽调制型变频器；5.掌握转速开环的晶闸管变频调速系统、转差频率控制的转速闭环变频调速系统的组成和工作原理，了解矢量变换控制的基本思想。
6.了解变频调速技术的应用。
2、课程内容设计（1）设计的整体思路：课程教学应服务于高职教育的培养目标和定位，坚持以职业岗位技能培养为主线、以行业导向、工学结合为主要手段、以职业能力培养为核心，培养学生综合电机调速知识的能力和职业素质。
交流变频调速系统课程设计
一、绪论20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
交流异步电动机的调速方式有多种，诸如调压调速、变级调速、串级调速、滑差调速等，而变频调速优于上述任何一种调速方式，是当今国际上广泛采用的效益高、性能好、应用广的新技术。
它采用微机控制、电力电子技术及电机传动技术取得工业交流异步电机的无级调速功能。
目前在国内外已广泛应用，是自动化电力传动的发展方向。
二、交流变频调速2.1、交流变频调速的优异特性1．调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。
2．调速范围较大，精度高。
3．起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。
4．变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。
5．易于实现过程自动化。
6．必须有专用的变频电源，目前造价较高。
7．在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
2.2、与其它调速方法的比较交流电动机的调速方法有三种：变极调速、改变转差率调速和变频调速。
其中，变频调速最具优势。
这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子，因而必须对其进行检查，电机安装环境受到限制。
例如：不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。
此外，也限制了电机向高转速、大容量发展。
而交流电机就不存在这些问题，主要表现为以下几点：第一，直流电机的单机容量一般为12 - 14MW，还常制成双电枢形式，而交流电机单机容量却可以数倍于它。
第二，直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6～10kV。
交流调速控制系统课程设计
交流调速控制系统课程设计一、实验目的本实验旨在让学生掌握交流调速控制系统的工作原理与设计方法，理解交流电机的调速特性及其应用。
二、实验内容1.交流调速控制系统的设计及组装；2.交流电机的调速特性实验；3.利用交流调速控制系统控制交流电机的转速；4.测试交流电机在不同转速下的性能参数。
三、实验原理交流调速控制系统是通过改变电机绕组施加电压的方式来控制电机转速的。
主要包括三种类型：电压型、频率型和 PWM 型。
实验中采用电压型交流调速控制系统。
电路主要由三部分组成：晶闸管控制器、变压器、电机。
控制器可以调整交流电源输入电压的大小，从而改变电机的转速。
交流电机的调速特性取决于电压和负载。
一般情况下，电机的转速与电压呈线性关系。
在负载变化时，电机转速的变化主要取决于负载对电机的转矩要求。
四、实验设计实验器材和材料•交流电机•电压型交流调速控制系统•三相变压器•电压表•电流表•多用表实验步骤1.搭建交流调速控制系统，将三相变压器接在电机上；2.将电压表、电流表和多用表依次接在控制器输出端、变压器输入端和电机端；3.将控制器接入电源，打开电源开关，开始进行实验。
实验流程1.逐步调整交流电机转速，记下不同转速下的电压、电流、功率及效率等数据；2.根据数据绘制出交流电机的调速特性曲线（电压 - 转速曲线、效率- 转速曲线等）；3.讨论曲线所反映的电机性能特点、调速控制器的作用及其优化方法等。
五、实验结果通过实验可以得到电压 - 转速曲线、效率 - 转速曲线等数据，进而分析交流电机的调速特性。
针对不同的调速要求，可以调整控制器的输出电压，以达到最佳调速效果。
六、实验总结交流调速控制系统在现代工业中有着广泛的应用。
本实验让学生深入理解交流调速控制系统的设计原理、系统组成、性能特点及优化方法等，培养学生的实验技能、动手能力和解决问题的能力。
交流调速系统与变频器应用教学设计 (2)
交流调速系统与变频器应用教学设计一、前言交流调速系统和变频器是电气工程领域中非常重要的概念，它们分别用于控制交流电动机的转速和功率输出。
因此，对于从事电气工程相关职业的学生来说，了解并掌握交流调速系统和变频器的原理和应用是十分重要的。
本文旨在设计一份交流调速系统和变频器应用教学设计，帮助教师更好地进行这一方面的教学，提高学生的理论水平和实际操作能力。
二、教学内容交流调速系统和变频器的教学内容应包括以下方面：1.交流电动机的工作原理及特点；2.电力电子器件的基本原理和应用；3.交流调速系统的原理和应用；4.变频器的原理和应用。
在这些方面的教学中，应该注重理论知识和实际应用相结合。
这样既可以让学生深入了解交流调速系统和变频器的工作原理和特点，又可以让他们通过实际操作来加深对这些装置的认识和理解。
三、实验设计在进行交流调速系统和变频器实验时，可以设计以下实验：1.基于交流电动机的转速控制实验：实验目的：通过交流调速系统控制交流电动机的转速实验内容：选用交流电动机，通过调整交流调速系统参数，实现电动机转速的控制。
实验步骤：(1)搭建实验装置并连接交流电动机；(2)调整交流调速系统的参数，使得电动机转速变化；(3)记录测试数据并进行数据分析；(4)总结实验结果。
2.变频器控制交流电动机实验：实验目的：通过变频器控制交流电动机的转速实验内容：选用交流电动机，通过调整变频器的参数，实现电动机转速的控制。
实验步骤：(1)搭建实验装置并连接交流电动机；(2)调整变频器的参数，使得电动机转速变化；(3)记录测试数据并进行数据分析；(4)总结实验结果。
四、实验注意事项在进行交流调速系统和变频器实验时，应注意以下事项：1.实验应在专门的实验室进行，确保实验环境的安全和稳定性；2.实验应在有经验的指导老师的指导下进行；3.实验前应检查实验装置是否完好并且接线正确；4.实验时应注意实验装置的安全性，如不能进行高压实验；5.实验后应记录测试数据，并进行数据分析和总结。
晶闸管交流调速系统_电力电子课程设计
电力电子课程设计一、设计题目晶闸管交流调速系统二、设计要求根据电力拖动系统的负载特性的特点，通过晶闸管改变电动机的电源电压而改变电动机的机械特性来人为改变系统的转速，以满足其工作实际的需要。
三、设计原理方法1 绕线式异步电动机晶闸管串级调速绕线式异步电动机晶闸管窜级调速,是在绕线式异步电动机的转子回路中串联晶闸管逆变器,借以引入附加可调电势,从而控制电机转速的一种调速方法.晶闸管串级调速系统主回路接线原理图转子在不同的转速下感应出转差频率的电压,经一组不控的三相桥式变流器变成直流电压 ,此电压再经一组全控桥式变流器实现有源逆变.把电能(转差功率)馈送回电网中去,改变逆变角的大小,即可改变馈送回电网电能的多少,从而达到改变电机转速的目的.在理想条件下,转子回路经三相不控桥式整流后输出的直流电压平均值为U d=1.35SE20, 式中，S---转差率;E20—转子不动,即转差率S=1时,转子绕组开路线电势.三相全控桥式有源逆变器输出的直流电压平均值为Uβ=1.35U′21cosβ，式中,U21—逆变变压器副边绕组线电压有效值.逆变电压可看作是加于异步电动机转子回路的附加电势,只要改变逆变角β,就可改变回路中的附加电势,实现对绕线式异步电动机的转速控制.串级调速系统直流回路存在如下的电压平衡关系,即Ud=Uβ,即 1.35S E20=1.35U21cosβ;因为转差率队 s=(n1-n)/n1,所以电机转速 n=(1-s)n1=n1(1-u′21cosβ/E20)由此可见,改变逆变角β,就可以调节电动机转速.当β下降,COSβ增加,n下降;反之β增加,COSβ下降,n上升,当βmax=900时,cosβ=0,Uβ=0,相当于整流器的直流侧短接,也即转子短接,电动机在自然特性上运转.其调节过程是:如果电机原来稳定运行于某一转速n,当减小β时,则Uβ加大,直流回路I d减小,转子电流I2随之减小,电机转矩M减小,形成M<M f,电机减速;而一旦n下降,转差率S 增大,转子感应电势E2便增大,导致电流I2、I d回升；当重新获得M=M fz时，电机转速不再下降，即在低于原来转速的新转速下稳定运行；反之，如增大逆变角β，电机转速上升。
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辽宁工业大学交流调速控制系统课程设计（论文）题目：交流电机三相电压源型逆变电路设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化 132班学号：130302042学生姓名：杜鹏指导教师：（签字）起止时间： 2016.12.19-2016.12.30`课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化 132学号130302042学生姓名杜鹏专业班级自动化132课程设计（论交流电机三相电压源型逆变电路设计文）题目课题完成的功能：本课程设计以微机作为控制核心，完成交流电机三相电压源型逆变电路及绝缘栅双极晶体管 IGBT 的驱动设计。
设计任务及要求：（ 1）确定交流电机逆变电路驱动系统总体设计方案及系统控制结构框图。
课程（ 2）完成交流电机逆变主电路设计，包括直流侧电压源输入、分立搭建IGBT 器件、三相设逆变电路输出及相关辅助电路。
计（（ 3）完成 IGBT 驱动电路设计，选择专用的IGBT 混合集成驱动电路实现与主电路的接口论及相关保护电路的设计。
文）（ 4）完成单片机最小系统及驱动接口的硬件和软件设计。
任（ 5）撰写课程设计论文，包括系统组成总体结构及方案说明、硬件设计、软件设计等内容。
务技术参数：额定直流输入电压220V ，连续工作功率输出10kW ，逆变输出电压380VAC±2%，逆变输出波形为正弦波，逆变输出频率50Hz±0.5% ，转换效率93%，功率因数， 0.99。
（ 1）布置任务，查阅资料，确定系统设计方案（ 2 天）（ 2）系统各组成部件功能分析与设计（ 3 天）进度（ 3）系统功能电路设计及软件设计（ 3 天）计（ 4）撰写、打印设计说明书（ 1 天）划（ 5）验收及答辩（ 1 天）指导教师评平时：论文质量：答辩：语及总成绩：指导教师签字：成绩年月日注：成绩：平时 20%论文质量 60%答辩 20%以百分制计算摘要三相电压型逆变电路的主电路。
直流电源采用相控整流电路，由普通晶闸管组成。
逆变电路由 6 个导电臂组成 ,每个导电臂均由具有自关断能力的全控型器件及反并联二极管组成，所以实际上也是一种全控型逆变电路。
电压型逆变电路主要用于两方面：笼式交流电动机变频调速系统。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管 )和 MOS( 绝缘栅型场效应管 )组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件 , 兼有 MOSFET 的高输入阻抗和GTR 的低导通压降两方面的优点。
GTR 饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大 ;MOSFET 驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT 综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
关键词：三相电压型； IGBT ；逆变电路目录第 1 章绪论 . (4)第 2 章课程设计的方案 (6)2.1 概述 . (6)2.2 系统组成总体结构 . (6)第 3 章硬件设计 (8)3.1 主电路的设计 (8)3.2 IGBT 驱动电路 (9)3.3 保护电路 (13)3.4 驱动电路的设计 . ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第 4 章控制电路的设计 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。
4.1 采用单片机控制 . (14)4.2 单片机程序 ........................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
4.3 三相电压源逆变电路的连接. .................................................................................. 错误!未定义书签。
第 5 章软件设计 .. (16)5.1 系统总流程图 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
5.2 单片机初始化流程图. (19)5.3 子程序流程图 (20)第 6 章课程设计总结 . (21)参考文献 (22)第1章绪论逆变电路直流侧电源是电压源的称为电压型逆变电路，三相电压型逆变电路的主电路。
直流电源采用相控整流电路，由普通晶闸管组成。
逆变电路由6个导电臂组成 , 每个导电臂均由具有自关断能力的全控型器件及反并联二极管组成，所以实际上也是一种全控型逆变电路。
电压型逆变电路主要用于两方面 , 逆变电路是通用变频器核心部件之一，起着非常重要的作用。
逆变电路是与整流电路相对应，把直流电变成交流电的电路。
逆变电路的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
逆变电路的应用非常广泛。
在已有的各种电源中，蓄电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，需要通过无源逆变电路；无源逆变电路与其它电力电子变换电路组合形成具有特殊功能的电力电子设备，如无源逆变器与整流器组合为交 - 直 - 交变频器 ( 来自交流电源的恒定幅度和频率的电能先经整流变为直流电，然后经无源逆变器输出可调频率的交流电供给负载 ) 。
当电网提供的50Hz工频电源不能满足负载的需要，就需要用交 - 直- 交变频电路进行电能交换。
如感应加热需要较高频率的电源；交流电动机为了获得良好的调速特性需要频率可变的电源。
随着电力电子技术的发展，逆变电路主要应用于各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等；还可以应用于交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分。
逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。
逆变电路可用以构成静止式中频加热电源。
它具有主电路简单、起动性能好的优点，但负载适应性较差，故只适用于负载变化不大但又需要频繁起动的场合。
由于电压型逆变电路具有直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻感负载时需要提供无功功率等特点而具有广泛的应用。
在晶闸管逆变电路中，负载换相式电压型逆变电路利用负载电流相位超前电压的特点来实现换相，不用附加专门的换相电路，因而应用较多。
常见的三相电压型逆变电路有三相全桥型、三单相全桥型及三相多电平型等几种。
单个的三相全桥和三单相全桥型逆变器具有结构和控制简单的优点，但由于受其容量和谐波性能的限制，很少将它们直接应用到电力系统中。
此外，三相全桥型逆变器不能直接用于补偿系统的零序分量。
为实现三相全桥和三单相全桥型逆变器的大容量化，常采用的方法有两种：一是每个逆变器桥臂采用多个开关器件串联和并联，该方法存在的主要问题是当器件的串并联个数较多时，每个器件的均压、均流将变得非常困难。
此外，该方法无助于逆变器谐波性能的提高。
二是采用多重化结构，该方法还可提高装置的谐波性能。
但也存在两个问题：一是多重化需采用特殊结构的变压器，这种变压器存在结构复杂、造价高、体积大的缺点，因此多重化的数目受到限制；二是逆变器各个桥臂的开关器件需在关断状态下承受整个直流侧电压，由于现有单个开关器件耐压值的限制，在制造大容量补偿装置时仍需采用多个开关器件串联的方法来解决开关器件的耐压问题。
除了采用多重化方法外，提高谐波性能的另一种方法是采用对开关频率要求相对较高的 PWM 调制方式，只是装置的损耗将随开关频率的增加而增加。
克服上述缺点的一种有效方法是采用多电平逆变器。
在三相多电平逆变器中，开关器件在关断状态时只需承受一个直流电容器上的电压，较好地解决了在大容量装置中开关器件的耐压问题。
它不需要通过变压器的多重化方法，就能输出阶梯波形的电压，即输出电压谐波含量低。
此外，多电平逆变器还具有响应速度快、损耗小的优点，但也具有结构复杂、造价高的缺点。
当电平数过多时，由于电路中相应的附加二极管、杂散电感和限流电感过多，装置损耗过大，一般不予采用。
此外，多电平逆变器还存在直流侧电容器均压问题，为解决这个问题，应对多电平逆变电路进行了改进，但由于过多地采用了钳位电容器，使电路的结构变得更为复杂。
第2章课程设计的方案2.1概述本次设计主要是综合应用所学知识，设计交流电动机三相电压源型逆变电路，直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉冲；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻感负载时需提供无功。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
在三相逆变电路中，应用最广的是三相桥式逆变电路，采用 IGBT 作为开光器件的电压型三相逆变电路。
2.2系统组成总体结构电源三相逆变电路交流电机驱动和保护单片机控制核心图 2.1 系统的结构框图由 220V 直流电源给三相逆变电路供电，由单片机89C51 来编写程序， IGBT 驱动电路，模块选用EXB841，来使三相逆变电路运行，采用过电流保护，提高电路的稳定性，三相逆变电路输出电流给交流电机，使直流电转变为交流电，更好的给交流电机供能。
电压型三相桥式逆变电路，电路由三个半桥电路组成，开关管可以采用全控型电力电子器件，以IGBT 为例， VD1-VD6 为续流二极管。
电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式为180°导电型，即每个桥臂的导电角为180°。
同一相上下桥臂交替导电。
各相开始导电的时间一次相差 120°。
在一个周期内， 6 个开关管触发导通的次序为 V1-V2-V3-V4-V5-V6 ，依次相隔 60°，任意时刻均有三个管子同时导通，导通的组合顺序为V1V2V3 ， V2V3V4 ，Ｖ3V3V4V5 ，V4V5V6,V5V6V1 ，每种组合工作。