VVVF调速系统
VVVF技术在城市轨道交通车辆中的应用
最新发展的交流牵引电动机采用变频变压控制（VVVF）的调速方式，它使用逆变器将直流换成为交流，以电压和频率的变化来控制交流电机的调速系统已被公认为在调速性能和节能上是最为先进的调速方式，它与交流电机配合，无换向部分，运行可靠，过载能力强，结构简单，重量轻，几乎不须维修，现已在德国、日本等国已经得到了应用。它也是今后城市轨道交通车辆发展的趋势。
VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动平滑调速要求，已在生产的各个领域得到了广泛应用。但是，在代应时这种控制方式，由于输出电压较小，受定子电阻压降的影响比较显著，故造成输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，因此人们又研究出矢量控制变频调速技术。
（3）直－交变频技术（即逆变技术）
在电子学中，振荡器利用电子放大器件将直流电变成不同频率的交流电甚至电磁波，又称为振荡技术。在变频技术中，逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电又称为逆变技术。
(4）交－交变频技术（即移相技术）
异步电机VF调速轻载不稳定解决方法
异步电机使用V/F调速轻载不稳定解决方法摘要：针对异步电机V/F控制在空载及轻载状态出现的电流振荡现象，分析得出振荡原因在于定子无功电流分量振荡造成的电机定子磁链及电磁转矩振荡。
对定子无功电流分量进行振荡抑制，电流和转速得以稳定。
该方法在通用变频调速装置上仅由软件实现，不需要额外的硬件成本。
实验结果验证所述方法的有效性。
关键词：异步电机；V/F控制；振荡抑制0 引言随着电力电子技术的不断发展，交流调速技术的应用越来越广泛。
异步电机变频调速控制方法可分为：电压频比(V/F)控制方式、转差频率控制方式、矢量控制方式和直接转矩控制方式。
矢量控制的控制精度较高，能够与直流调速系统性能相媲美，因此，一直受到广泛的关注，也是异步电机控制技术研究的主要方向。
但是，矢量控制技术实现比较复杂，严重依赖电机参数，且通常需要速度传感器。
与矢量控制变频调速控制技术相比，通用变频调速技术精度相对较差，但具有不依赖电机参数，不需要速度传感器，控制方法简单、容易实现等优点。
因此，在工程实际中，通用变频调速系统得到了广泛应用，目前大部分的变频调速系统都采用这样一种模式，尤其在风机、水泵等调速性能要求不高的应用场合。
如果能对其部分性能进行改善，将使其得到更广泛的应用。
本文对异步电机V/F控制空载或轻载振荡现象进行研究，对定子无功电流分量进行振荡抑制，提高了V/F调速系统的稳定性，实验结果验证所述方法的有效性。
1 V/F调速轻载振荡分析交流电机在PWM方式供电的条件下，电机轻载或者空载的时候电机存在一个比较宽的频率段，系统会出现局部不稳定现象，这时电流幅值波动很大，输出频率也会有一定改变，电流的振荡有可能会导致系统因为过电流而误触发报警，使系统不能稳定可靠的工作。
引起振荡的原因很多，如定子电阻、转子惯量、死区时间、系统共振频率等，比较普遍的观点是电机和变频器在能量交换过程中引起的。
对死区效应进行补偿后可以有效的减少振荡的幅度，但不能从根本上抑制振荡。
《交流调速系统》课后习题答案
《交流调速系统》课后习题答案第 5 章 闭环控制的异步电动机变压调速系统5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率m P 中，有一部分是与转差成正比的转差功率s P ，根据对s P 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。
答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统 效率高低的标志。
从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。
1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。
在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。
可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。
2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。
无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。
3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。
其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。
只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。
5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW ，频率为50Hz ，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率为6.32kW ，定子铜损耗为341W ，转子铜损耗为237.5W ，铁心损耗为167.5W ，机械损耗为45W ，附加损耗为29W ，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。
实训报告
拖动控制系统综合训练报告题目：班级：姓名：学号：指导教师：成绩：江苏理工学院电气信息工程学院年月日实验二采用SPWM的开环VVVF调速系统实验2.1实验目的◆加深对SPWM生成机理和过程的理解。
◆熟悉SPWM变频调速系统中直流回路、逆变桥器件和微机控制电路之间的连接。
◆了解SPWM变频器运行参数和特性。
2.2实验内容一、在不同调制方式下，观测不同调制方式与相关参数变化对系统性能的影响，并作比较研究：1.同步调制方式时，在不同的速度下，观测载波比变化对定子磁通轨迹的影响；2.异步调制方式时，在不同的速度下，观测载波比变化对定子磁通轨迹的影响；3.分段同步调制时，在不同的速度下，观测载波比变化对定子磁通轨迹的影响；二、观测并记录启动时电机定子电流和电机速度波形；三、观测并记录突加与突减负载时的电机定子电流和电机速度波形；四、观测低频补偿程度改变对系统性能的影响五、测取系统稳态机械特性；2.3实验设备●NMCL－13B电机研究型变频调速系统实验平台及其相关组件●异步电动机M04，他励直流发电机M03●直流电机励磁电源、电阻负载等相关挂箱●万用表、示波器等2.4 实验原理1、异步电动机恒压频比控制基本原理由异步电动机的工作原理可知，通过改变定子绕组交流供电电源频率，即可实现异步电机速度的改变。
但是，在对异步电机调速时，通常需要保持电机中每极磁通保持恒定，因为如果磁通太弱，铁心的利用率不充分，在同样的转子电流下，电磁转矩小，电动机的带负载能力下降；如果磁通过大，可能造成电动机的磁路过饱和，从而导致励磁电流过大，电动机的功率因数降低，铁心损耗剧增，严重时会因发热时间过长而损坏电机。
如果忽略电机定子绕组压降的影响，三相异步电动机定子绕组产生的感应电动势有效值E与电源电压U可认为近似相等，在基频电压以下改变定子电源频率f进行调速时，若要保持气隙磁通Φm恒定不变，需保持电动机每极磁通为额定值的控制策略为恒压频比（U/f）控制。
vvvf电梯的电动机控制系统
第5章程序调试、运行
5.1正常情况下程序调试…………………………………………………………25
5.2过程分析………………………………………………………………………25
5.3用指示灯来模拟电梯的运行过程…………………………………………………25
2.2.3变压变频调速系统……………………………………………………………8
2.3系统构成及原理…………………………………………………………………8
2.3.1系统结构方框图………………………………………………………………8
2.3.2工作原理………………………………………………………………………9
2.3.3速度曲线…………………………………………………………………………9
层站部分包括层门（厅门）、呼梯装置（召唤盒）、门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置等。
轿厢部分包括轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵箱、指层灯、通讯及报警装置等。
1.2采用电梯曳引机方案
电梯的核心部分是它的传动系统。电梯曳引驱动系统对电梯的起动加速、稳速运行和制动减速起着控制作用，其性能直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精度和乘坐舒适性等指标。目前电梯曳引电动机以感应电动机为主，其驱动技术经历了从继电器控制的双速驱动到可编程序控制的调压调速驱动，进而到微机控制的调频调压及矢量控制驱动。电梯曳引机作为驱动电梯的动力源，主要采用电机配以减速器的传动方式。
2.3.4控制方式对电机参数的影响………………………………………………10
第3章VVVF电梯电器元件、设备的选择
3.1主回路………………………………………………………………………………11
爱登堡VVVF门机操作使用手册
四、PLC 各输入输出信号、运行频率说明：
输入信号 X0--力矩保持信号 X1--光幕、触板信号
X2--开门信号 X3--关门信号 X4--关门到位信号 X5--开门到位信号 X6--关门限位信号 X7--开门限位信号
输出信号 Y0--开门信号输出 Y1--关门信号输出 Y2--开关门变速信号 Y3--开关门变速信号 Y4--关门到位输出 Y7--开门到位输出
4）按设定键[SET]，再用上下键调整数值
5）按设定键[SET]，写入参数
6）按方式键[MODE]，使变频器回到原状态；显示器显示 000
六、操作调试过程中应注意的问题：
1、不要将交流电源接到输出端子（U/T1、V/T2、W/T3）上；
2、输入电源不得超过 240VAC，且应是稳定的电压，以免过电压烧坏变频器；
爱登堡 VVVF 门机操作使用手册
运行频率及加减速由 Y0、Y2、Y3 信号控制；具体控制信号如下：
mk8888
Y0
Y2
Y3
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
ON
ON
OFF
ON
ON
ON
参数 P19 设定为 2 速度 1（出厂设定为 0.5Hz) 速度 2(P32),第二加/减速(P39/P40) 速度 3(P33),第三加/减速(P41/P42) 速度 4(P34),第四加/减速(P43/P44)
LU
压不足）
• 考虑瞬时停电再起动功能
OL
• 输出电流大于等于电热偶设定电流的 125% 或大于等于变频器额定电流的 150%持续时 间达到或者超过一分钟（过载）
vvvf变频驱动电路工作原理
vvvf变频驱动电路工作原理
VVVF，即Variable Voltage and Variable Frequency，意为可变电压、
可变频率，也就是变频调速系统。
其工作原理是通过控制电路来控制主电路，主电路中的整流器将交流电转变为直流电，直流中间电路将直流电进行平滑滤波，逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电。
逆变器通过控制开关的频率，来实现电压和频率的调节。
当逆变器接通时，开关元件从正极到负极的电流通过，从而产生正向电压，当逆变器断开时，开关元件的电流被切断，从而产生反向电压。
通过改变开关元件的通断时间，就可以实现输出电压和频率的调节。
以上内容仅供参考，建议查阅专业教材或咨询专业人士获取更准确的信息。
交流调速重点总结
第一章异步电动机变压变频调速理论基础1.异步电动机变压变频（VVVF）调速系统简称变频调速系统，变频调速技术的关键是如何获得频率可变的大功率供电电源。
变频调速系统的核心是变频器。
2.变频调速的控制方式可分为两大类：开环控制，具体的有U/F控制方式；闭环控制，具体的有转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制等方式。
3.异步电动机的固有机械特性：当异步电动机工作在额定电压，额定频率，定子按规定接线方式联结，转子回路不串电阻、电抗和电容，而是自己短路的，在这种条件下的机械特性是其固有特性。
（电磁转矩与转速的关系称为机械特性）。
4.电动机常用的典型调速方式有两种，即恒转矩调速方式和恒功率调速方式。
异步电动机的调速分为基频下调和基频上调两种情况，基频下调通常采用恒转矩调速方式，基频上调通常采用恒功率调速方式。
5.基频下调：（1）保持Es/f1==const的严格恒磁通控制（2）保持Us/f1=const的近似恒磁通控制（U/f控制）。
6.基频上调：（1）近似恒功率调速方式（电磁转矩T与频率成反比变化称为恒功率调速）：电压不变，升高频率的调速方式是近似恒功率调速方式。
（2）严格恒功率控制方式7.负载的转矩特性：负载的转矩特性是指生产机械负载的静态阻转矩和转速之间的关系。
典型的负载转矩大致分为：（一）恒转矩负载：静负载转矩在任何转速下总保持恒定或基本恒定，其负载功率PL与转速成正比变化（传送带、搅拌机、挤压机等摩擦类负载和起重机、提升机等重力负载）。
（二）恒功率负载：静负载转矩与转速大致成反比，负载功率基本保持不变，与转速无关（轧钢机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷纸机、开卷机等以及各种机床）。
（三）平方转矩负载：在各种风机、水泵、油泵中，随着叶轮的转动，空气或液体在一定速度范围内所产生的阻力大致与转速N的二次方成正比（所需功率与速度的3次方成正比）。
第二章电力电子变频器及PWM控制原理1.根据变频过程中有无中间直流环节，电力电子变压变频器可分为交-交变频器和交-直-交变频器。
异步电动机变频调速系统VVVF系统
主讲:赵士滨
广师©
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第七章 异步电动机变频调速系统（VVVF系统）
§7-1变频调查的基本控制方式
三相异步电机定子第相电动势的有效值是： 式中 Eg—— 气隙磁通在定子每相中感应电罢势有效值，单位 为V； f1——定子频率，单位为HN； N1——定子每相绕组串联匝数； kN1——基波绕组系数； Φm——每极气极隙磁通量，单位为Wb。 只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通Φm的目的。
广师©
* U 为了解决这个问题，在 给定信号 和电压、 频率的控制信号Uabs 之间设置了给定积 分器GI和绝对值变 换器GAB。
广师©
（一）给定积分器
由模拟电子路给成的给定积分器原理图如图7-28所示，它 包含了三级运算放大器。
广师©
第一级是放大倍数的极性鉴别器（R1>100R0）其输出电压U1只取 * * 与给定电压 U 相反的极性,不管 U 大小如何,U1都是饱和值. * 第二级是反向器，使其输出电压U2的极性再倒一下，变成与 U 极 性相同。 第三级是积分器，经RC积分使输出电压 Ugi 成为斜坡信号，积 分的变化率用电位器RP来调节。
广师©
SPWM变频器的工作原理
图7-12a是SPWM变频 器的主电路，图中 VT1 ~ VT6 是逆变器的六个功率开关 器件（在这里画的是 GTR），各由一个续流二 极管反并联接，整个逆变 器由三相整流器提供的恒 直流电压供电。图7-12b是 它的控制电路，一组三相 对称的正弦参考电压信号 Ura、Urb 、Urc 由参考信 号发生器提供，其频率决 定逆变器输出的基波频率， 应在所要求的输出频率范 围内可调。
广师©
参考信号的幅值也 可在一定范围内变 化，以决定输出电 压的大小。 三角波载波信号 是共用的，分别与 每相参考电压比较 后，给出“正”或 “零”的饱和输出， 产生SPWM脉冲序 列波Uda、 Udb 、 Udc ，作为逆变器功 率开关器件的驱动 控制信号。
变频调速开环vf控制系统参数的设置与应用
课程设计三相异步电动机(15KW电机）变频调速开环V/F控制系统参数的设置与应用（616G5）学校:XXXX大学院系:机电工程学院专业:电气工程及其自动化指导老师:XXX姓名:XXX学号:0805107XX设计要求学生应熟悉各种电气设备，电动机，变频器，传感器，PID调节器等。
要求完成资料收集工作、提出设计方案并完成全部设计工作。
在设计工作中，对所提供的各部分图纸应符合制图标准，并要求所有电气工程符号应采用国家统一标准。
目录一交流调速系统概述二变频调速系统概述三电机选择及参数四安川变频器（616g5）特点与优势五三相异步电动机（5.5KW）变频调速开环V/F控制系统（616g5）参数设定六结束语参考文献一交流调速系统概述1.1 交流调速系统的特点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。
这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的，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。
纵观电力拖动的发展过程，交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域，虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同，但它们始终是随着工业技术的发展，特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争。
在过去很长一段时期，由于直流电动机的优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽调速范围的电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统。
然而由于直流电动机其有机械式换向器这一致命的弱点，致使直流电动机制造成本高、价格昂贵、维护麻烦、使用环境受到限制，其自身结构也约束了单台电机的转速，功率上限，从而给直流传动的应用带来了一系列的限制。
相对于直流电动机来说，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。
因此，近几十年以来，不少国家都在致力于交流调速系统的研究，用没有换向器的交流电动机实现调速来取代直流电动机，突破它的限制。
学习任务7：电梯的电力拖动系统
学习任务7电梯的电力拖动系统任务分析通过本任务的学习，了解电梯的机械特性，了解双速电梯、调压调速电梯和变频变压调速电梯的工作原理。
建议课时建议完成本任务为10学时。
学习目标应知1.电梯传动系统的动力学特性。
2.电梯运行速度给定曲线设计。
3. 双速电梯、调压调速电梯和变频变压调速电梯的工作原理应会1.了解电梯机械特性。
2.了解电梯永磁驱动方式学习任务7.1——交流双速拖动系统基础知识一、电力拖动方式电梯运行性能的好坏，很大程度上取决于电力拖动系统的优劣。
随着科学的发展，电梯电力拖动系统经历了从简单到复杂，从不完善到完善的过程。
目前我国曳引式电梯电力拖动系统有两大类型，一是交流拖动系统，即用交流电动机作动力的拖动系统；二是直流拖动系统，即用直流电动机作动力的拖动系统。
交流拖动系统，有单速、双速、调速之分。
直流拖动系统，有可控硅励磁和可控硅供电系统之分。
1.交流单速拖动方式只有一种运行速度，一般只用于服务电梯（杂物电梯），速度小于0.5米/秒。
2.交流双速拖动方式有两种运行速度，大量用于货梯，，速度为0.25米／秒～1.0米/秒。
3.交流调速拖动方式电动机的转速可调的拖动系统，一般用于客梯。
交流调速拖动系统又可分为调压调速（ACVV）和变压变频调速（VVVF）系统。
ACVV系统是通过对交流电动机的定子进行调压调速，减速时配合涡流制动、能耗制动、反接制动等进行减速控制，以获得好的舒适感和平层准确度，多用于2米／秒以下速度的电梯。
VVVF系统是采用变压变频技术，对电动机的供电频率和电压进行控制，可以达到直流电动机驱动电梯的水平，具有体积少，重量轻，效率高，节能省电等优点。
4.直流可控硅励方式是一种发电机--电动机调速系统（简称：G-M调速系统）我国生产的直流电梯多是G-M调速电梯。
调整发电机的励磁电流，就可改变发电机的输出电压，实现了电动机的调压调速。
由于G-M调速系统能耗大，维修困难。
我国早已不生产此类电梯。
基于DSP的异步电机VVVF开环调速系统
运动操纵实验1.基于DSP的异步电机V/F开环调速系统2.基于DSP的转差频率操纵系统3.基于DSP的矢量操纵系统实验一 基于DSP 的异步电机V/F 开环调速系统一、 实验目的1. 了解以TMS320F2812为核心组成的全数字操纵异步电动机变频调速实验的硬件与软件组成。
2. 把握采纳空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电机开环变频（VVVF ）调速系统的工作原理。
3. 了解CCS 软件的利用。
二、 实验内容1.熟悉实验系统的组成结构，并在此基础上完成接线。
2.熟悉上位机进行变频调速操纵软件。
3.采用SVPWM 实现电机开环VVVF 变频调速实验。
4. 在上位机上改变频率与电压参数，操纵电机的转速。
三、 工作原理1.异步电动机是一个机、电、磁综合体，大部份能量的交互是通过磁场完成。
在电机调速时,要维持电动机中每极磁通量m Φ为额定值不变，不然不但达不到希望的成效，乃至有可能损坏装置和电机。
铁磁材料特性呈非线性，磁通和电流的增加是不成比例的。
为了充分利用铁磁材料，电机额定工作时的磁通N 1Φ取在磁化曲线的临界饱和点。
当忽略定子绕组漏抗压降时，加在定子绕组上的电源电压：m Ns s k N f E U φ11144.4=≈变频调速时，若是单把频率f 1由额定频率f 1N 开始向频率降低的方向改变，而维持电压1U 不变，那么上式可知，电机的每极磁通m Φ将增大，励磁电流I m 也将增加。
若磁通m Φ增加1倍，那么电流m I 将增大几十倍，以至于在空载情形下也会使励磁电流m I 大于电机的额定电流I N ，这时大量的能量消耗在电机损耗上，使电机过热。
因此，交流调速时改变频率1f 时，必需协同调剂电压1U ，使磁通m Φ大体维持不变。
(1)基频以下调速时m Φ不变。
当频率1f 从额定值N f 1向下调剂时，必需同时降低电压1U ，使const f U =11。
低频时，电压值较小，定子漏磁阻抗压降所占比重增加，不能再忽略。
沈阳维多自控技术 WDT-VF 变频调速电梯控制系统 说明书
强迫系统进入检修状态。 （３） 、门区信号（１５） 。门区开关ＳＭＱ是安装在轿顶的感应开关。在井道中 每层安装一个桥板与ＳＭＱ对应，桥板长度为 0.3m。当轿厢停止在某层平层位置时， ＳＭＱ应位于该层门区桥板的中间。门区信号是ＰＬＣ机对位置控制的基准信号。 （４） 、上端站信号（１８）和下端站信号（１９） 。由安装在井道中上、下端站 换速点位置的端站开关产生此信号，在轿厢上安装一块 0.2m 长的桥板与之对应，上、 下端站信号的作用是强迫系统进入换速状态，同时如果层站记忆出错可进行层站数校 正。 （５） 、消防信号。当系统要进入消防状态时，由消防开关ＳＸＦ控制消防继电器 ＫＸＦ吸合，ＫＸＦ的一个常开点给ＰＬＣ机输入此信号。ＰＬＣ收到此信号的后， 首先控制电梯无条件返回一楼，然后按消防规律调度电梯运行。 ２、速度控制部分。速度控制部分主要包括变频调速器、速度调节单元和制动单 元三个组件。变频调速器作为电梯调速系统中的主驱动元件，可产生三相频率、相序 可变和电压可调的交流电驱动主电机。 本电梯系统中的拖动部分是采用日本安川（ＹＡＳＫＡＷＡ）公司生产的多功能 全数字化低噪声通用变频器 Varispeed-676G5（简称ＶＳ－676G5） ，并在该变频器中配 有该公司生产的速度控制卡（ＰＧ－Ｃ卡） 。ＶＳ－676G5 变频器是采用正弦波ＰＷＭ 控制方式，其主要工作原理是：该变频器的主回路采用交－直－交方式。由电网输入 给变频器的三相频率和电压固定的交流电经整流电路转变成直流电，在控制电路控制 下，再经逆变电路的大功率晶体管ＩＧＢＴ转变成频率和电压均可变的三相交流电， 以达到通过改变供给电机的供电频率和电压的方法来调节电机速度的目的。当电动机 的转子转速高于由变频器供给电动机定子三相交流电所形成的旋转磁场的速度时，电 动机进入发电制动状态。这时，电动机将发出的电能，通过变频器逆变电路中反并联 在大功率晶体上的续流二级管向变频器的直流侧电容充电。当变频器直流侧电压超过 直流侧的上限值时，变频器中的制动单元电路工作，将变频器直流侧多余的能量，通 过变频器制动中的大功率晶体管释放到连在制动单元上的制动电阻上，以达到稳定变 频器直流侧电压和制动电机的目的。 三、日本安川ＶＳ－Ｇ7 变频器在电梯控制系统中所用控制端子说明 （一）变频器逻辑输入信号：电压等级为ＤＣ ２４Ｖ １、正转运行ＦＷＤ。变频器端子①，低电平有效。当该输入端为低电平时，变 频器将正转运行；当输入端为高电平时（或悬浮２、反转运行ＲＥＶ。变频器端子②，低电平有效。当该输入端为低电平时，变 频器将反转运行；当该输入端为高电平时（或悬浮时） ，变频器将停止运行。在这里规 定，该端口有效时，电梯为下行运行。 ３、变频器复位输入端ＲＥＳＥＴ。变频器端子④，低电平有效。当变频器由于 某种原因出现过流、过压、欠压等故障时，可由该输入端对变频器进行复位，以解除 变频器的故障，使变频器恢复到正常状态。 ４、点动输入端ＪＯＧ。变频器端子⑦，低电平有效。当该输入端有效时，变频 器将根据端子①或端子②给出的运行方向以Ａn－０９参数所设定的速度来运行。当该 输入端有效时，变频器将不予理采主速指令端口，也就是说，该输入端的优先级高于 主速指令输入端。在电梯系统中，将以此信号作为电梯检修运行的控制端。 ５、加减速时间选择端。变频器端子⑧。该输入端子为可编输入端，在这里我们 将它设置加减速时间选择端。当该输入端断开时，变频器采用Ｃ１－０１、Ｃ１－０
VVVF电梯电气控制系统简介
VVVF电梯电气控制系统简介一，电梯技术发展和演变20多年前我们接触的电梯主要是交流双速梯，部分较高档场所用的是带直流发电机组的直流电梯，机房有点像小型发电厂，后来又出现了交流调速电梯，简称ＡＣＶＶ，但由于器件和技术原因，真正成功的交流调速梯也不多。
想想现在一快板子加一个变频器加几个接触器，一台相当不错的电梯电控系统就诞生了。
大公司能生产优异的电梯，小公司也可利用相当成熟的技术生产不错的电梯，过去一台电梯二个星期没有故障记录已经是相当不错了，现在一台电梯一年不出故障也是很平常，当然除电控方面的进步以外，机械方面也有了很大的改进，特别是门系统，现在的门系统基本上是专门厂家生产，门系统故障大大减少。
过去的维保和现在维保内容实际上也有很大的改变，过去维保除一般保养外，很大部分花在电梯的修理上，现在保养电梯，因为电梯故障率很低（当然不包括老电梯）除一般保养和检查外，应该花很多时间熟悉电梯图纸和原理，电梯电线敷设，平时应记录正常时的各种数据以便故障时比较。
现在电梯看上去比过去简单，但实际上难度更大，过去一台电梯你有较好电气知识，用功3—6月可能成为电梯专家了，但现在可能你干了五年，还可能没进门，原因是过去一、二张蓝图就可以把一台电梯电控说的清清楚楚，但现在一台电梯的资料如果全部对你公开，没有三、五年你也消化不了。
而且新技术层出不穷，所以现在搞电梯搞一辈子，学一辈子。
二，维修人员，电梯初学者应掌握的知识。
因为现在电梯电控比过去复杂多了，你也没有精力和时间把每一种电梯搞清楚，所以每个人应根据你自己的工作内容和基础制定学习内容。
下面几个基本方面我们应该掌握：1，必须熟悉电梯整个外围线路：首先熟练的看懂电梯电气随机线路图及每部分内容如安全回路、厅门锁电路、门机电机、输入输出电路、主回路、系统的供电电路、电源分类、以及以上几部电路之间的逻辑关系。
2，必须对电梯电控系统框图有良好的了解：看懂电梯电气随机资料，对整个电控系统要有框图概念，即可以分成哪些块，块与块的连接，信号的类型。
交直流调速系统复习题
一、判断题：(判断题正确打T，错误打F)1、当系统机械特性硬度相同时，理想空载转速越低，静差率越小。
（F）2、如果系统低速时的静差率能满足要求，则高速时肯定满足要求。
（T）3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。
（T）4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。
（F）5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。
（T）6、要改变直流电动机的转向，可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。
（F）7、在转速电流双闭环调速系统中，转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。
（T）8、α=β工作制可以消除直流平均环流，但不能消除瞬时脉动环流，故称作有环流可逆调速系统。
(T)9、调速系统工程设计方法中，典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。
（F）10、相对于单闭环控制，双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。
（T）11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，其中电流环既可设计成典型I型，也可设计成典型II 型。
（T）12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。
（T）13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。
（F）14、从电源的性质出发，可将静止式变频装置分为两类：电压源和电流源型变频装置。
（T）15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，要先设计内环后设计外环。
（T）16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流，故称作无环流可逆调速系统。
( F )17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。
( T ）18、工程设计法中，近似处理的原则是近似前后的相角裕度不变。
（T）19、电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆。
(T）20、调速系统工程设计方法中，典Ⅰ系统是由一个积分环节和一个惯性环节串联而成的单位反馈系统。
(T）21、异步电机的变频调速属转差功率不变型调速，是各种调速方案中性能最好的一种方法。
（T）22、交流调压调速系统中，对恒转矩负载来说，随着转速的降低，转差功率sP2增大，效率升高。
PLC控制的VVVF电梯.
PLC控制的VVVF电梯一、原理简介概况：目前电梯控制系统有二种方式：电梯专用多CPU组成的控制系统和PLC构成的控制系统。
前者具有控制灵活、功能强、易于专业化生产和成本较低等优点，但它技术要求高，必须具有产品开发能力。
而后者具有使用方便、工作可靠、编程易懂、故广为中小生产厂欢迎，广泛用于中低速度电梯控制系统。
由于电力电子器件的发展和控制技术理论日趋成熟，在电挮拖动系统中均釆用VVVF(变压变频)技术。
由于电挮对平层精度、乘坐舒适感、可靠性要很高，而且要求具有零速起动和零速抱的性能，故对系统的调速比、动态、静态特性要求很高，因此电梯拖动中均釆用矢量闭环控制系统。
在电梯拖动系统中，为了节约电能，采用带对重的平衡系统，因此随着轿厢内乘客的变化和运行方向的攺变，电动机可运行在四个工作象限，因此在选用变频器时也必须具有该功能。
电梯操纵方式有单挮控制、二台并联、多台群控等，各种控制功能有数十种之多。
本例仅介绍单挮控制系统中自动测量层高及与变频器相关的内容。
控制原理与功能介绍：可逆高速计数器：以往轿厢在井道中运行的位置信号采用机械式选层器，或者在井道内安装位置传感器，这种方式不仅结构复杂、维修保养困难、可靠性差，容易造成错层等毛病，影响电梯正常运行，现在已经淘汰。
目前采用在电动机轴伸端安装双向脉冲编码器，它输出相位相差90度的A、B相脉冲，把它输到变频器PG卡中，它既作为速度反馈信号，并通过分频脉冲输出A1、B1脉冲，它们之间相位仍差90度。
把A1、B1脉冲送到PLC的高速计数端X0和X1。
由C251作可逆计数，上行做加法，下行做减法。
由于利用本机可逆高速计数器，它的频率相应为2KC，所以输入脉冲必需经过PG卡分频，分频系数与编码器脉冲数和电动机极对数有关。
自动测量楼层高度:电梯控制系统中，轿厢位置信号是十分重要的。
它是信号登记、信号消除、自动减速自动定向和楼层显示的依据。
在电梯运行前，必须对每房楼层高度进行测量並保存在数据寄存器D 中。
交流变频调速基本原理
交流变频调速基本原理一．异步电动机概述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。
⑴磁场以n0转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流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．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在空间位置上互差2π/3 rad电度角。
这一点，由定子三相绕组的布置来保证⑵在时间上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）。
这一点，由通入的三相交变电流来保证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n0，两者之差称为转差：Δn＝n0－n转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：s＝Δn / n0同步转速n0由下式决定：n0＝60 f / p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n＝60 f（1－s）/ p二．异步电动机调速由转速n＝60 f（1－s）/ p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。
所以，要改变p，必须将定子绕组制为可以换接成两种磁极对数的特殊形式。
通常一套绕组只能换接成两种磁极对数。
变极调速的主要优点是设备简单、操作方便、机械特性较硬、效率高、既适用于恒转矩调速，又适用于恒功率调速；其缺点是有极调速，且极数有限，因而只适用于不需平滑调速的场合。
2．改变转差率s （变转差率调速）以改变转差率为目的调速方法有：定子调压调速、转子变电阻调速、电磁转差离合器调速、串极调速等。
⑴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，转子感应电动势减少，转子电流减少，转子受到的电磁力减少，转差率s增大，转速减小，从而达到速度调节的目；同理，定子电压升高，转速增加。
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右手定则决定 电流方向
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运动控制系统
6.1.3 异步电动机转速与运行状态
异步电动机的工作原理决定了它的转速一般低于同步转速 n0。
如果异步电动机的转子转速达到同步转速，则旋转磁场与 转子导条之间不再有相对运动，因而不可能在导条内感应 产生电动势，也不会产生电磁转矩来拖动机械负载。
转差率s：转子转速n与旋转磁场转速n0之差称为转差，转 差与磁场转速n0之比，称为转差率s。 s n0 n 100 % n0
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运动控制系统
➢ 转差功率消耗型调速系统
这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中， 上述第①、②、③三种调速方法都属于这一类。在三类异 步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速 时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降 低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成 本最低，所以还有一定的应用价值。
率Pmech，称作机械功率； 另一部分是传输给转子电
路的转差功率Ps，与转差 率 s 成正比。
~ Pem
Pmech Ps
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运动控制系统
即 Pem = Pmech + Ps Pmech = (1 – s) Pm Ps = sPm
从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消 耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标 志。
在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，但定 子电压U1 却不可能超过额定电压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。
按照电力拖动原理： 基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速” ； 基频以上，转速升高时转矩降低，属于“恒功率调速”。
Te Cmm Ircosr 式中，Ce——转矩系数；Φm ——气隙磁通；
θr——转子的功率因数角
异步电机的转速公式：
n 60 f1(1 s) / p n0 (1 s) 因此，异步交流电机的调速方法可分为变频调速、变极对 数调速和变转差率调速。
14
运动控制系统
按电动机的调速方法分类
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运动控制系统
➢ 转差功率馈送型调速系统
在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子 侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率 越多，上述第④种调速方法属于这一类。无论是馈出还 是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终 都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要 增加一些设备。
交-交变频器主要特点：
➢ 可直接引用成熟的直流可逆调速的技术； ➢ 输出到电机的电流近似于三相正弦电流，附加损耗
小； ➢ 采用的元器件数量较多； ➢ 输出频率不能高于电网频率的1/3～1/2，一般低于
20Hz； ➢ 价格不高，转速较低。
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运动控制系统
6.6.2 交-直-交变频器
此类变频器在恒频交流电源和变频交流输出之间有一 个“中间直流环节”，所以又称间接式变压变频器。
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，要保持磁通恒定就比较麻烦。
20世纪70年代，开始研究交流调速系统。 20世纪80年代，交流调速系统开始广泛应用。 交流拖动控制系统已经成为当前电力拖动控制的主要
发展方向。
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运动控制系统
直流电机的主要缺点
电刷和换相器的磨损，因而必须经常检查维修； 换向火花使直流电机的应用环境受到限制； 换向能力限制了直流电机的容量和速度
交流调速系统的应用领域
一般性能的节能调速 高性能的交流调速系统 特大容量、极高转速的交流调速
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运动控制系统
6.1.1 交流电动机的主要类型
交流电机主要分为异步电机和同步电机两大类，每类 电机又有不同类型的调速系统。
同步电机的转速与交流电源频率之间存在严格的对应 关系。
异步电动机定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依 靠电磁感应作用，使转子绕组感生电流，产生电磁转 矩，实现机电能量转换。异步电机又有三相和单相两 种。
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运动控制系统
6.7.1 通用变频器的基本结构功能
泵升限制电路——由于二极管整流器不能为异步电机的 再生制动提供反向电流的通路，所以除特殊情况外，通 用变频器一般都用电阻吸收制动能量。减速制动时，异 步电机进入发电状态，首先通过逆变器的续流二极管向 电容C 充电，当中间直流回路的电压（通称泵升电压） 升高到一定的限制值时，通过泵升限制电路使开关器件 导通，将电机释放的动能消耗在制动电阻上。为了便于 散热，制动电阻器常作为附件单独装在变频器机箱外边。
四极旋转磁场示意图
10
运动控制系统
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的定子铁心 上嵌有三相对称绕组，接通 三相对称电源后，在定子、 转子之间的气隙内产生以同 步转速旋转的旋转磁场。
左手定则 决定导条 受力方向
转子导条被这种旋转磁场切 割，在导条内产生感生电流， 磁场又对导条产生电磁力， 于是转子就跟着旋转磁场旋 转。
变转差率调速： ① 转子串电阻调速
② 定子调压调速
③ 电磁转差离合器调速
④ 串级调速
变极对数调速： ⑤ 鼠笼型转子
变频调速：
⑥ 交交变频调速
⑦ 交直交变频调速
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运动控制系统
按电动机的能量转换类型分类
按照交流异步电机原理，
从定子传入转子的电磁功
率Pem可分成两部分：一 部分是拖动负载的有效功
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运动控制系统
VVVF控制的电压模式
定子每相电动势
式中，
E1 4.44 f1N1K N1m
E1 ——气隙磁通在定子每相中的感应电动势有效值（V）； f1——定子电源频率（Hz）； N1——定子每相绕组匝数； KN1——绕组系数； Φm——每极气隙磁通量（Wb）。
只要控制好 E1 和 f1 ，便可达到控制磁通Φm 的目的。
8
运动控制系统
旋转磁场
iA Im cost iB Im cos(t 120 ) iC Im cos(t 240 )
当三相对称绕组接上三相对称电源，就产生旋转磁场。 9
运动控制系统
旋转磁场
n0
60 f1 p
式中，
n0为同步转速，单
位r/min； p为极对数； f1为交流电源的频率。
第六章 VVVF调速系统
1
运动控制系统
本章提要
交流异步电动机 交流调速基本控制结构 交流调速基本类型 交流变频调速系统 VVVF控制 变频器 通用变频器
2
运动控制系统
6.1 交流异步电动机
交流调速的发展
在20世纪上半叶，电机拖动的格局：不变速拖动系统， 占整个电力拖动容量的80%，采用交流电机；可调速 拖动系统，占整个电力拖动容量的20%，采用直流电 机。
主电路——由二极管整流器UR、PWM逆变器UI和中间 直流电路三部分组成，一般都是电压源型的，采用大电 容C滤波，同时兼有无功功率交换的作用。
限流电阻R0 ——为了避免大电容C 在通电瞬间产生过大 的充电电流，在整流器和滤波电容间的直流回路上串入 限流电阻（或电抗），通上电源时先限制充电电流，再 延时用开关K 将其短路，以免长期接入时影响变频器的 正常工作，并产生附加损耗。
恒压恒频(CVCF)
AC ~ 50Hz
整流
中间直流环节
变压变频 (VVVF)
DC 逆变
AC
恒压恒频(CVCF)
AC ~ 50Hz
中间直流环节
变压变频(VVVF)
C
PWM 逆变器
AC
DC
调压调频
31
运动控制系统
SPWM变频调速原理
正弦波 三角波
Ud O - Ud
t
32
运动控制系统
6.7 通用变频器
从整体结构上看，变频器可分为交–直–交变频器和交 –交变频器两大类。
变流器
平滑电路
ห้องสมุดไป่ตู้逆变器
M
控制器
变频器基本结构
28
运动控制系统
6.6.1 交-交变频器
此类变频器只有一个变换环节，因此又称直接式变频器。
VF ~ 50Hz
u o
+ Id
- VR
负 载
u0
-
-Id +
~ 50Hz
O
t
29
运动控制系统
25
运动控制系统
基频以下调速
要保持m不变，当频率 f1 从额定值 f1N 向下调节时， 必须同时降低 E1，使
E1 常数 f1
即采用恒值电动势频率比的控制方式。 当电动势值较高时，可认为定子相电压U1≈E1，
U1 常值 f1
这是恒压频比的控制方式。
26
运动控制系统
基频以上调速
~
给定
控制器
u0 f0
逆变器
us
f1
M~
电压/电流检测
转速/位置检测
21
运动控制系统
6.4.1 异步电动机稳态等效电路
U1, ω1
Rs
L1s
L'1r
I1 Es
Im
I2
E1 Lm
E'r
R'r s
U1— 定子相电压 ； 1—电源角频率；
Es—定子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势； E1—气隙（或互感）磁通在定子每相绕组中的感应电动势； E‘r—转子全磁通在转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）。