三相异步电动机变频调速
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机变频调速原理三相异步电动机变频调速原理一、介绍电动机调速方式电动机调速是一种控制电动机转速的技术，以实现不同功率、不同扭矩负载下的工作要求。
电动机调速方式有很多，例如电阻调速、电压调速、频率调速、自耦变压器调速等。
二、三相异步电动机变频调速原理三相异步电动机调速方式中，变频调速是应用较广泛的一种方式。
它是通过改变电源输入电压的频率来控制电动机转速。
变频调速可以通过调整电机绕组磁通的频率和振幅，改变电动机的电磁特性，以达到调速的目的。
三、变频调速器变频调速器是实现变频调速的关键设备，其主要功能是将输入电源的交流电变频后，供给电动机使用。
变频调速器包含输入电容器、中间电路、输出滤波器、PWM模块等模块组成。
四、变频调速器的工作原理变频调速器采用PWM技术实现电压、频率、转矩等的控制。
其工作原理主要分为以下几个步骤：1. 输入电流输入电容器，将电流变成滤波后的直流电2. 直流电进入中间电路，经过静止变频器变成可变的中间直流电3. 中间直流电经过PWM模块，被分解成高频PWM脉冲信号4. PWM脉冲信号经过输出滤波器滤波后，形成可变频率的交流电5. 变频调速器输出可调的交流电给电动机，实现电动机转速的调节五、变频调速器的优点与其它调速方式相比，变频调速器主要有以下优点：1. 能够实现恒定功率输出2. 能够实现高精度控制3. 能够实现高效节能4. 能够实现自动平衡5. 对电动机不会造成损坏六、小结三相异步电动机变频调速是一种控制电动机转速的高效、精确的方式，其中变频调速器是实现该调速方式的关键设备。
变频调速技术在现代机械应用中得到了广泛的应用。
三相异步电动机的变极调速控制
SB3常闭触头 先断开，切断 KM1线圈电路
SB2常开触头 后闭合
KM1自锁触头复位断开
KM1主触 头断开
电动机因惯 性继续旋转
KM1互锁触头复位闭合
KM2、KM3 线圈都得电
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
2）高速运转
需要高速运转时，也需要先按下低速启动按钮SB2，把定子 绕组接成△，让电动机低速启动。 启动结束，再按下高速启动按钮SB3，把定子绕组换接成YY， 实现电动机高速运行。
KT常开延时闭合
KM1失电 拆除△接线，切除电动机正序电源
定子绕组尾端接反序电源
KM2得电 KM3得电
电动机YY连接， 定子绕组首端 高速运转 短接于一点
变极调速安装接线注意事项： 1）正确识别电动机定子绕组的9个接线端子。 2）交换任意两相电源的相序。
2）按钮控制的双速电动机变极调速
注意控制电路的线号
三、变极调速原理
把定子每相绕组都看成两个完全对称的“半相绕组”。
以U相为例，设相电流从绕组的头部U1流进，尾部U2流出。 当U相两个“半相绕组”头尾相串联时（顺串），根据右手 螺旋法则，可判断出定子绕组产生4极磁场。 若U相两个“半相绕组” 尾尾相串联（反串）或者头尾相并 联（反并），定子绕组产生2极磁场。
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
1）低速运转
需要低速运转时，按下低速启动按钮SB2，把定子绕组接成 △，让电动机低速启动，并连续运转。
合上QS，M3线圈电路
SB2常开触头后 闭合，KM1线圈
通电
KM1电气互锁触头断开， 对KM2、KM3互锁
KM1主触 头闭合
相关知识——三相异步电动机的电气调速
• 什么叫恒转矩调速？
三相异步电动机的三种调速方法
三相异步电动机的三种调速方法三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了满足不同的工作要求，需要对三相异步电动机进行调速。
本文将介绍三相异步电动机的三种调速方法。
一、电压调制调速法电压调制调速法是一种常用的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电电压来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电电压，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电电压，从而提高电动机的转速。
电压调制调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且不会对电动机的机械结构产生影响。
但是，该方法需要使用特殊的电压调制器，成本较高，且在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
二、变频调速法变频调速法是一种基于电子技术的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电频率来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电频率，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电频率，从而提高电动机的转速。
变频调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且在低速运行时不会出现电动机振动和噪音等问题。
同时，该方法还可以实现电动机的软启动和停机，延长电动机的使用寿命。
但是，该方法需要使用特殊的变频器，成本较高。
三、转子电阻调速法转子电阻调速法是一种基于电动机本身结构的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机转子电阻来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以增加电动机转子电阻，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以减小电动机转子电阻，从而提高电动机的转速。
转子电阻调速法的优点是成本低，调速范围广，且不需要使用特殊的调速器。
但是，该方法会对电动机的机械结构产生影响，同时在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
三相异步电动机的调速方法有电压调制调速法、变频调速法和转子电阻调速法。
三相异步电动机的调速公式
三相异步电动机的调速公式三相异步电动机的调速公式是：
N = (120*f)/(P * NS)
其中，
N是电动机的转速（单位：转/分钟），
f是电源的频率（单位：赫兹），
P是电动机的极数，
NS是电动机的同步转速（单位：转/分钟）。
这个调速公式适用于没有电动机负载参与的情况下，即理论上的转速。
实际情况中，电动机调速会受到负载的影响，因此需要在调整电动机负载的同时进行调速。
在实际调速过程中，常用的方法有电压调制、频率调制、极数变换及串并联调速等。
这些方法中，电压调制是最常见的方法，通过改变电源电压的幅值来调整电动机的转速。
频率调制方法利用变频器对
电源频率进行调整，从而实现电动机的调速。
极数变换方法是通过改变电动机的极数来调整转速，适用于一些特殊场合。
串并联调速是通过改变电动机的绕组实现不同的转速,串联是将绕组连成串联电路,并联是将绕组连成并联电路,实现电动机的调速。
除了上述调速方法，还可以通过使用反馈控制的技术，例如闭环控制和矢量控制，来实现更精确的调速效果。
在工业环境中，通常会使用变频器等电力驱动设备来实现对三相异步电动机的精确调速。
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成三相异步电动机是在控制系统中应用得较为广泛的一种电动机，其是由三相异步电动机、变频器及一些辅助的控制设备组成的一种调速系统。
三相异步电动机的变频调速要实现，其中变频器就是起着关键作用的，下面我们来具体讨论一下它的基本原理及构成要素。
三相异步电动机变频调速的原理三相异步电动机变频调速的基本原理是：在网侧调整电源电压，而使用变频器改变电动机输出转速，从而使所驱动的机械设备达到调速的效果，实现了转矩精确控制，转速精确控制，功率精确控制的目的。
在三相异步电动机变频调速过程中，关键的任务是将电压变换到电机组上，并将采集的电机组反馈信号反馈到变频器上，进行反馈控制，从而使调速系统具有精确控制的可能性，实现了变频调速的效果。
变频器的结构特点变频器的主要功能是将电压变换成频率，使电源的输出频率随电源的输入电压的变化而变化，从而改变三相异步电动机的转速。
变频器的基本构成主要有电源模块、控制模块、变频模块、调速模块四大部分。
电源模块主要负责将电源输入的电压转化为模拟信号及功率放大电压，供变频模块使用。
控制模块主要负责变频系统控制逻辑的处理，其包括电压、频率、转矩等参量的检测及调节，实现三相异步电动机变频控制。
变频模块负责将电源模块输出的功率放大电压转换为频率，来改变电动机的转速。
调速模块是变频系统的动力模块，负责将变频模块的输出经过功率放大后输出给三相异步电动机，从而实现调速的功能。
总结以上就是有关三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成的介绍，三相异步电动机变频调速的基本原理是：以变频器改变电动机输出转速，从而使所驱动的机械设备达到调速的效果，变频器的主要构成主要有四大部分：电源模块、控制模块、变频模块、调速模块。
其中电源模块负责将电源输入电压转化为模拟信号及功率放大电压，而控制模块则负责变频系统控制逻辑的处理，变频模块则负责将电源模块输出的功率放大电压转换为频率，调速模块则是变频系统的动力模块，负责将变频模块的输出经过功率放大后输出给三相异步电动机，实现调速的功能。
三相异步电动机的几种调速方式
三相异步电动机的几种调速方式一、手动控制调速手动控制是一种最普遍的三相异步电动机调速方式。
它依靠加装变压器、电阻器或多脉冲变压器等器件，调节其输入电压、输入频率或输出电压，从而在一定范围内实现电动机的速度调节。
手动控制调速简单易行，但需要对其进行操作并且无法在一定时间内快速响应，因此其调速效果难以满足大功率调速应用的需求。
二、电压型调速又称为调压调速，它利用晶闸管、继电器等智能控制器调节电动机供电输入电压或输出电压，控制电动机转速。
这种调速方式具有精度高、响应快的优点，而且兼容性好，可实现精细调节。
三、频率型调速频率型调速是运用变频器将变频器输入电源的固定频率变换为可调的变频电源，并通过变频器控制电动机转速。
变频器能够调节电动机速度，实现电机无极调速，从而应用广泛。
此外，特别适用于中低速大扭矩的电动机。
四、矢量控制调速矢量控制调速又称为磁场定向控制调速。
它是一种高精度、高响应速度的调速方式，它利用磁场定向技术，利用电机开机后的瞬态响应，精确测量电机位置并控制电机转速。
与其它调速方式相比，矢量控制调速能够实现缓启动、粘滑保护，并且可以自动调整电磁场大小和角度，实现高速、高精度的调速。
五、惯量调节法惯量调节法是利用电动机惯性和输出转矩的反比关系控制电动机转速的，通常应用于重载起动场景中的电动机调速。
它适用于一些运行要求高的场合，在某些情况下，可达到更好的调速效果，但一般不适用于低速调节。
六、PWM调速PWM调速广泛应用于三相异步电动机调速中，它结合了电压调速和频率调速的优点，而且具有成本低、可靠性高等优点。
PWM调速采用高频脉冲宽度调制技术，调节输出电压的宽度，从而控制电动机转速。
PWM调速还可以实现过流保护、欠压保护等，应用性强。
以上为六种三相异步电动机的调速方式，每种调速方式都有其适用的场合。
根据实际应用需求，选择合适的调速方式可以实现电动机稳定、高效的工作。
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其特点是结构简单、可靠性高、使用寿命长等。
在工业生产中，往往需要对三相异步电动机进行调速，以满足不同的生产需求。
而变频调速技术是一种常用的调速方式，下面将介绍三相异步电动机变频调速原理。
变频调速技术是通过改变电源频率来改变电动机的转速，从而实现调速的目的。
在三相异步电动机变频调速中，需要使用变频器来实现频率的调节。
变频器是一种电子设备，可以将输入的电源电压和频率转换为可调的输出电压和频率，从而实现对电动机的调速。
具体来说，变频器将输入的交流电源转换为直流电源，然后再将直流电源转换为可调的交流电源。
在变频器中，需要使用PWM技术（脉宽调制技术）来实现对输出电压和频率的调节。
PWM技术是一种将直流电压转换为脉冲信号的技术，通过改变脉冲信号的占空比来改变输出电压的大小，从而实现对电动机的调速。
在三相异步电动机变频调速中，需要注意的是，变频器的输出电压和频率必须与电动机的额定电压和额定频率相匹配，否则会对电动机造成损害。
此外，还需要注意变频器的负载能力，以确保变频器能够承受电动机的负载。
三相异步电动机变频调速是一种常用的调速方式，可以实现对电动机的精确调节，从而满足不同的生产需求。
在实际应用中，需要注
意变频器的选择和设置，以确保电动机的正常运行。
三相异步电动机的调速
m1 p U1 2 1 ( ) 常数 ' 4 f1 2 ( L1 L2 ) Te max的降低是由定子绕组电阻 r 的影响所致。尤其是当 f1 低到使得 r 由上式可见， 1 1 ( x1 x2 ) 相比较时， Te max下降严重。 可以与 Te max
解决措施： 可以对 U1 / f1的线性关系加以修正，提高低频时的 U1 / f1 ，以补偿 低频时定子绕组电阻压降的影响（见下图）。
TY 9550PY 9550PYY ( ) /( ) 1 TYY n1 2n1
结论：Y/YY接变极调速属于恒转矩调速方式。
第12章 三相异步电动机的调速
b、△/YY接变极调速
假定变极调速前后电机的功率因数 cos1 、效率 均不变，并设每半相绕组中的电 流均为额定值 I 1N ，则 /YY变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：
改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，故为有级调速。 改变定子绕组的联结法改变绕组极对数的原理。 见下页图12－1，12－2
第12章 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的转子转速可由下式给出：
60 f1 n (1 s) p
由上式可见，三相异步电动机的调速方法大致分为如下几种： 变极调速； 变频调速； 改变转差率调速； 其中，改变转差率的调速方法涉及： 改变定子电压的调压调速； 绕线式异步电动机的转子串电阻调速； 电磁离合器调速； 绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速。
由此绘出保持U1 / f1=常数时变频调速的典型机械特性如下图所示。为便于比较，图 中还同时绘出了 Te max 常数时的机械特性，如图中的虚线所示。
三相异步电动机变频调速时 的机械特性( U1 / f1 =常数)
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。
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成三相异步电动机变频调速技术是将变频器与三相异步电动机相结合，利用变频器改变电动机的工作频率，使用电动机调节转速，从而实现调节机器的工作状态。
变频调速技术具有高可靠性、节能降耗特性，在电机驱动应用中得到广泛的应用，在工业生产、家用电器等领域都发挥着重要的作用。
本文将介绍三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成。
一、三相异步电动机变频调速的原理三相异步电动机变频调速，是把变频器和三相异步电动机结合在一起，利用变频器对电动机的运行频率进行调节，从而改变电动机的转速，实现调节机械设备的工作状态，可有效提高机器的运行精度和可靠性。
变频调速技术的基本原理是通过改变电源频率，来改变电动机的转速。
电动机的转速与电压相关，电源频率的改变可以改变电动机的转速。
变频器为电动机提供的电压是恒定的，并且可以随电源频率的改变而改变电动机的转速。
通过改变电源频率，可以调节电动机的转速，实现变频调速。
二、变频器的基本构成变频器是三相异步电动机变频调速的核心设备，它由控制器、变频电路和电压调节等部分组成。
（1）控制器：控制器是控制变频器运行的主要部件，它负责处理输入指令，根据指令来控制变频电路的变频比，并确保运行的稳定性。
（2）变频电路：变频器是控制电动机运转的主要部件，它由电容开关、功率晶体管、变频器等组成，它负责处理控制器输出的指令，控制电动机运转的变频比。
（3）电压调节：电压调节器用于调节变频器输出的电压，确保变频器在不同转速下给电动机提供恒定的电压输出以及满足电动机每秒最大转速的要求。
三相异步电动机变频调速技术，是一种通过改变电源频率调节电动机转速来改变机械设备的工作状态的高精度控制技术，是当今工业自动化生产中广泛应用的技术之一。
变频调速技术的实现，主要依赖变频器的控制器、变频电路和电压调节这三个部件。
变频器的控制器处理输入信息，调整变频电路的变频比，保证变频器的正常运行；变频电路给电动机供电，改变电源频率实现电动机转速的调节；而电压调节器则负责确保恒定的电压输出以及有效的转速调节。
三相异步电动机的变频调速
三相异步电动机的变频调速改变三相异步电动机电源频率fi，可以改变旋转磁通势的同步转速，从而达到调速的目的。
如果电源频率连续可调，可以平滑调节电动机的转速。
额定频率称为基频，变频调速时可以从基频向上调，也可以从基频向下调，下面分别进行分析。
忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压U¡≈E¡=4.44fW1kw1Фm(2.63)如果保持电源电压为额定值，降低电源频率，则随着fi的下降，气隙每极磁通Φ增加。
电动机磁路本来就刚进入饱和状态，Φ增加，磁路过饱和，励磁电流会急剧增加，电机的功率因数下降，负载能力减小，甚至导致无法正常运行。
因此，降低电源频率时，必须同时降低电源电压。
降低电源电压U有两种控制方法。
1.保持E/f=常数降低电源频率f1的同时，保持E/f=常数，则Φ=常数，是恒磁通控制方式。
当改变频率f时，若保持E:/f=常数，最大转矩Tm一常数，与频率无关，并且最大转矩对应的转速落降相等，也就是不同频率的各条机械特性曲线是近似平行的，机械特性的硬度相同。
这种调速方法与他励直流电机降低电源电压调速相似，机械特性较硬，在一定的静差率要求下，调速范围宽，而且稳定性好。
由于频率可以连续调节，因此变频调速为无级调速，平滑性好。
另外，电动机在正常负载运行时，转差率s较小，因此转差功率P,较小，效率较高。
2.保持U/fi=常数当降低电源频率f时，保持U/fx=常数，则气隙每极磁通Φ≈常数。
U、/f、=常数时的机械特性不如保持E/fi=常数时的机械特性，特别是当低频低速时，机械特性变坏了。
升高频率向上调速时，升高电源电压是不允许的，只能保持电压UN 不变，频率越高，磁通Φ越低，因此是一种弱磁升速的方法，类似他励直流电机弱磁调速。
机车三相异步电动机调速特性—变频调速的特性
变频调速的特性
在通常情况下，等值电路中的Xm>>X1和X‘2，Im很小，则I1≈I’2，
这样电流公式可以简化为：
I1 I '2
U1
( R1
R'2 S
)2
(X1
X '2
)2
上式代入：
T
mp
2f1
I '22
R'2
/
S
电磁转矩为：
T
m p (U1 )2
2 f1
( SR1
R'2
Sf1 R'2 ) S2(X1
I'2
SE 1 R'2
E1 f2 R'2 f1
且在恒功率范围内，U1已提高到一定数值，可认为U1≈E1，故得
T
mp
2R'2
(U1 f1
)2
f2
或：
Tf1 KU12
f2 f1
K (U12 f1
)
f2
KU12 S
变频调速的特性
（1）U1不变，S=f2/f1=常数的调节方式
由于f1较高，与电抗相比可忽略R1的影响，则最大转矩可
异步电机等效电路
变频调速的特性 一、异步电机的等值电路及转矩表达式
图中 U1 、I1 — 电源相电压和电机定子
电流； I1 — 归算到定子侧的转子电
流； Im — 电机激磁电流； E1 E2 — 分别为一相定子感应电势和归算到定子
侧的转子感应电势； S — 转差率，为
转差频率与定子频率的比值：S=f2/f1； R1、X1 — 定子绕组电阻及漏电抗； R2'、X2 —归算到定子侧的转子电阻及 漏电抗； Rm、Xm — 激磁电阻及电抗。
三相交流异步电动机调速方法
三相交流异步电动机调速方法一、调频调速法调频调速法是通过改变电源的频率来改变电动机的转速。
传统的调频调速法使用直流电源的伺服电动机，通过改变直流电压的大小来改变电动机的转速。
而对于异步电动机，调频调速法使用的是变频器。
变频器是一种能够改变交流电频率的装置，可以将常规的50Hz或60Hz的交流电源转换为可变频率的交流电源。
当将变频器与异步电动机配对使用时，可以通过改变输出频率来改变电动机的转速。
调频调速法的原理是：变频器将电网电源的交流电压转换为直流电压，并经过变频器内部的变换电路转换为可控的交流电源输出，通过调整变频器的输出频率，可以改变电动机的转速。
调频调速法的优点是：调速范围广，可靠性高。
通过调整变频器的输出频率，可以使电动机在范围内任意转速。
同时，调频调速法可以保持电动机的高效率，提高能源利用效率。
二、电压调制调速法电压调制调速法是通过改变电源的电压来改变电动机的转速。
这种调速方法在控制电动机转速时需要改变电源电压的大小，以达到改变电动机转速的目的。
电压调制调速法的原理是：在控制电动机转速时，通过改变供电电压的大小，从而改变电机的转速。
在供电电压改变的同时，也要保持电动机的机械可靠性和高效率。
电压调制调速法的优点是：控制简单，实时性好。
通过改变供电电压，可以快速实现电动机的转速调节，同时也不会对电动机的机械可靠性和高效率造成影响。
三、频率调制调速法频率调制调速法是通过改变电源的频率来改变电动机的转速。
与调频调速法类似，频率调制调速法使用的是变频器。
频率调制调速法的原理是：通过调整变频器的输出频率，改变电动机的转速。
在频率调制调速法中，可以通过输入指定的频率值，使电动机按照指定的频率运行。
频率调制调速法的优点是：控制精确，稳定性好。
可以通过输入指定的频率值，实现电动机的精确调节，同时也保持电动机的稳定性。
四、极数切换调速法极数切换调速法是通过改变电动机的外部电路来改变电动机的转速。
这种调速方法是通过改变电动机的极数来改变电动机的转速。
三相异步电动机变频调速
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近，磁场转速 n1改变后，电机转速 n 也60 f 1可知，改变电源频率 f 1，可以调节磁场旋转，从就随之变化，由公式 n1p而改变电机转速，这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率 f 1连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；f1为定子电源频率； N1为定子每相绕组匝数； k m为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1，且保持定子电源电压U1不变，则气隙每极磁通m 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，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，这是不允许的。
因此，降低电源频率 f 1时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率 f 1时，保持U1为常数，使气每f 1极磁通m 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。
这时，电动机的电磁转[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 ， 即dT ，有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知：当U1常数时，在 f 1 较高时，即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时， r 1 = x 1 x 2 ，随着 f 1 的降低， T m 减少的不多； 当 f 1 较低时， x 1 x 2较小； r 1 相对变大，则随着 f 1 的降低， T m 就减小了。
三相异步电机变频调速的工作原理
三相异步电机变频调速的工作原理1.基本原理：三相异步电机是通过电磁感应的原理产生转动力的，其转速与供电频率成正比。
变频调速就是通过改变电机的供电频率，来改变电机的转速。
2.变频器：变频调速系统的核心是变频器，也称为交流变频调速器。
它由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成。
变频器可以将输入的固定频率、固定电压的交流电能转换成可变频率、可调电压的交流电能。
3.电压变频调速：在电压变频调速中，变频器通过提供可调的电压来改变电机的供电电压，进而控制电机的转速。
变频器会根据控制信号，调整输出电压的频率和幅值，使得电机的转速与所需的转速匹配。
4.频率变频调速：在频率变频调速中，变频器通过改变电机的供电频率来控制电机的转速。
变频器会通过改变输入电压的频率，改变电机的额定转速。
例如，如果输入电压的频率为50Hz，变频器将其转换为30Hz，电机的转速将降低为原来的60%。
5.闭环控制系统：为了实现精确的调速，变频调速系统通常采用闭环控制方法。
这种方法通过在电机轴上安装编码器等位置传感器，将电机的实际转速反馈给控制系统。
控制系统会根据设定的转速和实际转速之间的误差，调整变频器的输出，使得实际转速接近设定转速。
6.调速特性：三相异步电机变频调速具有良好的调速特性。
在负载变化较小的情况下，调速范围广，调速精度高。
同时，变频调速系统还具有起动电流小、起动冲击小、能耗低等特点。
总结起来，三相异步电机变频调速是通过改变电机的供电频率来调节电机的转速的方法。
其核心是变频器，通过调整电压或频率来控制电机的供电，同时采用闭环控制系统实现精确的调速。
该方法具有调速范围广、调速精度高等特点，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
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一、三相异步电动机变频调速原理
由于电机转速n 与旋转磁场转速1n 接近，磁场转速1n 改变后，电机转速n 也就随之变化，由公式1
160f n p
=可知，改变电源频率1f ，可以调节磁场旋转，从而改变电机转速，这种方法称为变频
调速。
根据三相异步电动机的转速公式为
()()1
16011f n s n s p
=
-=- 式中1f 为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s 为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率1f ，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率1f 连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为
1111m 4.44m U E f N k φ≈=
式中1E 为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；1f 为定子电源频率；1N 为定子每相绕组匝数；
m k 为基波绕组系数，m φ为每极气隙磁通量。
如果改变频率1f ，且保持定子电源电压1U 不变，则气隙每极磁通m φ将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，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，这是不允许的。
因此，降低电源频率1f 时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m φ的目的。
.1、基频以下变频调速
为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f 时，保持
1
1
U f 为常数，使气每极磁通m φ为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。
这时，电动机的电磁转
矩为
()()2
22
2
11
1
111
2
12222111211222p r r m pU f m U s
s T f r r f
r x x r x x s s ππ⎡⎤
⎛⎫
⎢⎥ ⎪⎢⎥ ⎪⎢⎥ ⎪⎝
⎭⎣⎦
''⎛⎫=
= ⎪''⎛⎫⎝⎭'+++'+++ ⎪
⎝
⎭
[1][8]
上式对s 求导，即
0dT
ds
=，有最大转
矩和临界转差率为()()
()
22
11111
22221111121111212222m m p U T f f r r x x f r r x x ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭''++++++ ()
2
2
2112m s r x x '=
'++由上式可知：当
1
1
U f =常数时，在1f 较高时，即接近额定频率时，()112r x x '+，随着1f 的降低，m T 减少的不多；当1f 较低时，()12x x '+较小；1r 相对变大，则随着1
f 的降低，m T 就减小了。
显然，当1f 降低时，最大转矩m T 不等于常数。
保持1
1
U f =常数，降低频率调速时的机械特征如图1所示。
这相当于他励直流电机的降压调速。
图1 变频调速的机械特性
（a ）基频以下调速（
1
1
U f =常数）??（b ）基频以上调速（1U =常数） （a ） 2、基频以上变频调速
在基频以上变频调速时，也按比例身高电源电压时不允许的，只能保持电压为n U 不变，频率
1f 越高，磁通m φ越低，是一种降低磁通升速的方法，这相当于它励电动机弱磁调速。
保持n U =常数,升高频率时，电动机的电磁转矩为()
2
2
2112211122r m pU s
T r f
r x x s
π⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪⎢⎥
⎪⎢⎥ ⎪⎝
⎭
⎣⎦
'=
'
'+
++
上式求
0dT
ds
=，得最大转矩和临界转差率为
()
(
)
2
112
21111222m T f r r x x π=
'+++ ()
2
2
21
12m s r x x =
'++
由于1f 较高，1x 、2x '和
2
r s
'比1r 大的多，则上式变为 ()()2111121
22121121
112212m m m pU T f x x f r r s x x f L L f ππ≈'∝
'+'≈=∝
''++
因此，频率越高时，m T 越小，m s 也越小。
保持 n U 为常数，升高频率调速时的机械特性如图1（b ）所示。
二、SIMULINK 仿真模型
建立三相异步电动机的变频调速仿真模型，可以采用simulink 提供的仿真模块，如交流电源，电压测量，异步电机，电机测量等。
其中，三相交流电源位于【Power System 】的Power Electronics 中，将三相交流电源的频率设置成60z H ，电压值设置的与电机的电压相同。
电压表位于【Power System 】的Measurement 中，异步电机模块位于【Power System 】库的Machines 中，双击电机模型，设置其参数，设置如图（a ）所示，设置增益K 的值为（30/）其仿真图形如实例图（b ）所示。
（a ）变频调速仿真模型
（b ）异步电动机参
数设置
三、结果集分
析
这是个简单的电机调速仿真系统，虽然简单但是仍然要观察电机的性能指标，其中比如超调，
调节时间等。
上升时间r t 是输出响应从零开始第一次上升到稳态值所需的时间。
r t 越小，表示初始响应速度越快。
由自动控制原理可知，系统的快，稳是相对矛盾的，两者是冲突的，一般我们都在寻找一个两者最佳的平衡点。
根据参数设定将，s t 分别设定为40ms ，由于初始设定的频率为60z H ，根据 1
160f n p
= 可知1n 应该为1800r/min 。
（1）未变频时仿真结果
（c ）示波器读数
由图可知，由于没有负载，所以定子和转子电流以及电磁转矩均最终趋于0，根据公式
1
160f n p
=
可知，转速最终稳定在1800r/min ，同时在40ms 左右，电机的转速到达标准，与预定结果差入不大。
（2）变频时仿真结果（基频以下调速）
改变电源频率，将其变为50z H ，由于这是基频以下调速，所以为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f
时，保持1
1
U f =常数，因此电压要相应的改变成，重新运行仿真模型，得到仿真结果如图（d ）
（d ）示波器读数
由示波器读数可知，当频率变为50z H 后，根据公式1
160f n p
=
可知，转速最终稳定在1500r/min ，同时由图可知频率改变后，相应的反应时间也变短了，也就是说反应更快了。
(3)变频时仿真结果（基频以上调速）
改变电源频率，将其变成为70z H ，由前面的理论知识可知，基频以上调速时电源电压n U 是不变的，重新运行仿真模型，得到仿真图形如图（e ）所示。
（e ）示波器读数 由图可知，转速约为满足1
160f n p
=
2100r/min ，
这个公式的理论计算结果，不过电机的响应时间与基频以上调整时的响应时间要大的多，同时，
如果将频率进行更细微的调整，转速也会有相应细微的变化。