变频调速技术PPT课件
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变频调速的基本控制方式ppt课件
28
机械特性曲线
n
可见，当频率ω1提高 时，同步转速n1随之提 n1c 高，最大转矩减小，机 n1b
械特性上移；转速降落 n1a
1c 1b 1a
随频率的提高而增大， n1N 1N
1N <1a <1b <1c 恒功率调速
特性斜率稍变大，其它
形状基本相似。如右图
所示。
2024/7/16
O Te
图6-5 基频以上恒压变频调速的机械特性29
2024/7/16
22
结论
➢在恒压频比的条件下改变频率 1 时，机械特性基本上是
平行下移 ➢当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来 了。而且频率越低时最大转矩值越小
➢最大转矩 Temax 是随着的 1 降低而减小的。频率很
低时，Temax太小将限制电机的带载能力，采用定子压 降补偿，适当地提高电压Us，可以增强带载能力
（U漏—漏磁阻抗压降；Us—每相电压），
当Us很大时，U漏很小；可以认为Us≈Eg 。
m
US f1
C
要改变f1实现调速，则同时应改变Us来保持Φm不变。
—恒压频比控制方式
2024/7/16
12
带定子压降补偿的恒压频比控制特性
但当f1太小时，忽略U漏则误差较大，这时可以人为增 大Us进行补偿，以减小误差。
2024/7/16
30
小结
电压Us与频率1是变频器—异步电动机调速系统的两个独立
的控制变量，在变频调速时需要对这两个控制变量进行协调 控制。 在基频以下，有两种协调控制方式。采用不同的协调控制方 式，得到的系统稳态性能不同。 在基频以上，采用保持电压不变的恒功率弱磁调速方法。
2024/7/16
《基于PLC控制的变频器多段速调速》说课课件 PPT
《基于PLC控制的变频器多段速调速》说课 课件
用PLC、变频器设计一个电动机三段速度运行的控制系统
说课流程
说教材 说教法 说学法 说教学过程 说教学反思
教材作用及地位
本课内容选自浙江天煌教仪编写的《机械设备装
调系与统控实制践技部术分变实频训器装与置本使P次L用C的课手章程册节的》 ，承让，接学选生择作从电用实气践控中制
说教学 过程
情境导入 （3分钟）
学生操作
（35分钟）
总结评价 （3分钟）
反思 （2分钟）
学生操作
1.学生根据导学单自主完成 规定学习任务。 （任务驱动\理实一体）
2.在操作过程中教师如何 引导学生掌握重点突破 难点？
（学生分析探讨\教师引 导）
3.在制作导学单时，需要 预设学生在学习过程中 碰到问题怎么办?
的不懂不会去驱动理论知识学习。
本次课程选自第三章 （第一、第二节） 承上：是该设备的电气控制部分
已学会电气控制柜本主课电教源学面目板操标作
本节：变频器 可编程控制器PLC 理论目标设：计掌一握个变电频动器机多三段段速速度度的运控行制的原控理制。系统 实启践下目：标为：后学续会设使备用运P行LC整、体变调频试器打设下计基一础个。电动机三
3.教师对学生的评价，一定要多给予激励、鼓励的话， 哪怕是仅仅完成一点任务，多表扬少批评。
应用拓展 问题交流
教 学 反 思
我是从三方面进行反思：
1.在教学过程中，发现有部分学生还是不能很好的参与 到自主学习的过程中来，这与老师事先预设的情况有 偏差，这是以后教学过程中要关注的。
2.在教学形式上，可能运用的还不充分，对于学习有困 难的学生，我们还可以把任务再进行细分，降低学习 难度同时提高他们的学习热情，
用PLC、变频器设计一个电动机三段速度运行的控制系统
说课流程
说教材 说教法 说学法 说教学过程 说教学反思
教材作用及地位
本课内容选自浙江天煌教仪编写的《机械设备装
调系与统控实制践技部术分变实频训器装与置本使P次L用C的课手章程册节的》 ，承让，接学选生择作从电用实气践控中制
说教学 过程
情境导入 （3分钟）
学生操作
（35分钟）
总结评价 （3分钟）
反思 （2分钟）
学生操作
1.学生根据导学单自主完成 规定学习任务。 （任务驱动\理实一体）
2.在操作过程中教师如何 引导学生掌握重点突破 难点？
（学生分析探讨\教师引 导）
3.在制作导学单时，需要 预设学生在学习过程中 碰到问题怎么办?
的不懂不会去驱动理论知识学习。
本次课程选自第三章 （第一、第二节） 承上：是该设备的电气控制部分
已学会电气控制柜本主课电教源学面目板操标作
本节：变频器 可编程控制器PLC 理论目标设：计掌一握个变电频动器机多三段段速速度度的运控行制的原控理制。系统 实启践下目：标为：后学续会设使备用运P行LC整、体变调频试器打设下计基一础个。电动机三
3.教师对学生的评价，一定要多给予激励、鼓励的话， 哪怕是仅仅完成一点任务，多表扬少批评。
应用拓展 问题交流
教 学 反 思
我是从三方面进行反思：
1.在教学过程中，发现有部分学生还是不能很好的参与 到自主学习的过程中来，这与老师事先预设的情况有 偏差，这是以后教学过程中要关注的。
2.在教学形式上，可能运用的还不充分，对于学习有困 难的学生，我们还可以把任务再进行细分，降低学习 难度同时提高他们的学习热情，
变频器技术课件
Pr.1=50 Hz Pr.2=0 Hz Pr.3=50 Hz Pr.7=4S
Pr.8=2S Pr.9=2A Pr.13=0.5Hz 运行频率先后设定为20 HZ、37HZ、45HZ，观察各频率下运
行效果。 （7）按MODE键到“操作模式”，再按“▲”或“▼”
键，切换到“点动模式”，显示“JOG”。 （8）设定Pr.15=10; Pr.16=2s; 按FWD或REV键,电机正转或
⑴ PAM控制： 脉冲幅度调制。
⑵ SPWM控制：正弦脉冲宽度调制，应用最广，调 速性能好。
⑶ 高载波的PWM控制： 主要降低噪音。
2.1.1.4变频器的基本构成
1．变频器框图
2．各部分作用： ⑴ 网侧整流器：主要是对电网交流电进行整流。 ⑵ 逆变器：负载侧的整流器为逆变器，最常见的
结构形式是六个主开关器件组成的三相桥式逆变电 路，有规则的控制主开关的通与断，可以得到任意 频率的三相交流电。 ⑶ 中间环节：变频器的负载一般为电动机，属于
1．基频以下的恒磁通调速 从基频往下调，属于恒转矩调速， 2．基频以上的弱磁通调速： 因为基频以上调速时，电压不可能升高，在电压 维持额定电压时，磁通必然减小。其调速时的控 制特性，如图2－2所示。;
图2—2 控制特性图
相应的机械特性，如图2－3所示。 图2—3 机械特性图
2.1.2、 FR—A540三菱 变频器的工作模式 2.1.2.1 FR—A540三菱 变频器接线端子的介绍 1．输入端子R、S、T接 三相电源； 2．输出端子U、V、W 接电动机； 3．控制端子分别按图 2—4中的说明接线
输入端 子状态
参数号
表2-3
RH RM
RL RM RL RH RL RH RM RH RM RL
Pr.8=2S Pr.9=2A Pr.13=0.5Hz 运行频率先后设定为20 HZ、37HZ、45HZ，观察各频率下运
行效果。 （7）按MODE键到“操作模式”，再按“▲”或“▼”
键，切换到“点动模式”，显示“JOG”。 （8）设定Pr.15=10; Pr.16=2s; 按FWD或REV键,电机正转或
⑴ PAM控制： 脉冲幅度调制。
⑵ SPWM控制：正弦脉冲宽度调制，应用最广，调 速性能好。
⑶ 高载波的PWM控制： 主要降低噪音。
2.1.1.4变频器的基本构成
1．变频器框图
2．各部分作用： ⑴ 网侧整流器：主要是对电网交流电进行整流。 ⑵ 逆变器：负载侧的整流器为逆变器，最常见的
结构形式是六个主开关器件组成的三相桥式逆变电 路，有规则的控制主开关的通与断，可以得到任意 频率的三相交流电。 ⑶ 中间环节：变频器的负载一般为电动机，属于
1．基频以下的恒磁通调速 从基频往下调，属于恒转矩调速， 2．基频以上的弱磁通调速： 因为基频以上调速时，电压不可能升高，在电压 维持额定电压时，磁通必然减小。其调速时的控 制特性，如图2－2所示。;
图2—2 控制特性图
相应的机械特性，如图2－3所示。 图2—3 机械特性图
2.1.2、 FR—A540三菱 变频器的工作模式 2.1.2.1 FR—A540三菱 变频器接线端子的介绍 1．输入端子R、S、T接 三相电源； 2．输出端子U、V、W 接电动机； 3．控制端子分别按图 2—4中的说明接线
输入端 子状态
参数号
表2-3
RH RM
RL RM RL RH RL RH RM RH RM RL
《变频调速系统》课件
03
变频调速系统的控制策略
转矩控制
01
转矩控制是通过控制电机的输出转矩来满足系统的转矩需求。
02
在转矩控制中，电机的转速和转矩是独立控制的，可以根据负
载的需求精确地调整转矩。
转矩控制广泛应用于需要精确转矩控制的场合，如电梯、起重
03
机等。
速度控制
1
速度控制是通过控制电机的输出转速来满足系统 的速度需求。
群控管理
在多台电梯并存的场合，变频调速系统可以实现群控管理 ，根据乘客需求和电梯运行状态，智能调度和控制多台电 梯的运行，提高电梯的使用效率。
05
变频调速系统的维护与保养
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查变频器是否有异常声 音、异常气味、过热等现 象。
清洁保养
定期清洁变频器的外壳和 散热风扇，保持其良好的 散热性能。
电力能源
用于风力发电、水力发 电等可再生能源设备的
控制和调节。
交通运输
应用于地铁、动车、船 舶和飞机等交通工具的
驱动和控制。
空调和制冷
变频空调和制冷设备能 够实现节能降耗，提高
舒适度。
变频调速系统的优缺点
节能降耗
根据实际需求调节电机速度，减少能源浪费。
精确控制
可以实现高精度的速度和位置控制。
变频调速系统的优缺点
定期检查与保养
定期检查
每季度或半年对变频器进行一次全面检查，包括 所有接线、元件、散热系统等。
保养内容
根据检查结果，对变频器进行必要的保养，如更 换元件、清洗散热系统等。
注意事项
在保养过程中，应遵循安全操作规程，确保人员 和设备安全。
06
《变频调速节能技术》课件
应用领域拓展
变频调速节能技术的应用领域将不断扩大，不仅 局限于电机控制，还将应用于更多领域的节能减 排。
政策支持
随着全球对节能减排的重视程度不断提高，政府 将加大对变频调速节能技术的政策支持力度，推 动其快速发展。
谢谢
THANKS
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制器等部分组成。整流器将输入的交 流电转换为直流电，滤波器对直流电进行平滑滤波，逆变器将平滑后的直流电再 转换为频率可调的交流电，控制器则对整个变频器进行控制和调节。
电机的工作原理
电机是一种将电能转换为机械能的装置，其转速与输入电源 的频率成正比。通过改变电机的输入电源频率，可以方便地 调节电机的转速。
电梯系统的变频调速节能
总结词
通过优化电梯电机的运行速度曲线，提高运行效率和节能效果。
详细描述
电梯系统中的电机需要频繁启动和停止，采用变频调速技术可以根据乘客需求和电梯运行状态，动态调整电机运 行速度，减少不必要的能耗，同时提高电梯的运行效率和舒适度。
工业电动机的变频调速节能
总结词
通过精确控制工业电动机的运行速度，降低能源消耗和生产成本。
《变频调速节能技术》PPT课 件
目录
CONTENTS
• 变频调速节能技术概述 • 变频调速节能技术的工作原理 • 变频调速节能技术的应用实例 • 变频调速节能技术的未来发展 • 结论
01 变频调速节能技术概述
CHAPTER
变频调速节能技术的定义与原理
定义
变频调速节能技术是一种通过改变电 机输入电源的频率，从而改变电机转 速，实现设备运行速度调节的技术。
原理
基于电机学中的基本定律，电机的转 速与电源频率成正比，通过改变电源 频率，可以平滑地调节电机转速，实 现设备的无级调速。
变频调速节能技术的应用领域将不断扩大，不仅 局限于电机控制，还将应用于更多领域的节能减 排。
政策支持
随着全球对节能减排的重视程度不断提高，政府 将加大对变频调速节能技术的政策支持力度，推 动其快速发展。
谢谢
THANKS
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制器等部分组成。整流器将输入的交 流电转换为直流电，滤波器对直流电进行平滑滤波，逆变器将平滑后的直流电再 转换为频率可调的交流电，控制器则对整个变频器进行控制和调节。
电机的工作原理
电机是一种将电能转换为机械能的装置，其转速与输入电源 的频率成正比。通过改变电机的输入电源频率，可以方便地 调节电机的转速。
电梯系统的变频调速节能
总结词
通过优化电梯电机的运行速度曲线，提高运行效率和节能效果。
详细描述
电梯系统中的电机需要频繁启动和停止，采用变频调速技术可以根据乘客需求和电梯运行状态，动态调整电机运 行速度，减少不必要的能耗，同时提高电梯的运行效率和舒适度。
工业电动机的变频调速节能
总结词
通过精确控制工业电动机的运行速度，降低能源消耗和生产成本。
《变频调速节能技术》PPT课 件
目录
CONTENTS
• 变频调速节能技术概述 • 变频调速节能技术的工作原理 • 变频调速节能技术的应用实例 • 变频调速节能技术的未来发展 • 结论
01 变频调速节能技术概述
CHAPTER
变频调速节能技术的定义与原理
定义
变频调速节能技术是一种通过改变电 机输入电源的频率，从而改变电机转 速，实现设备运行速度调节的技术。
原理
基于电机学中的基本定律，电机的转 速与电源频率成正比，通过改变电源 频率，可以平滑地调节电机转速，实 现设备的无级调速。
变频调速选用课件第三章-PWM控制技术
交流电机调速
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制
《变频器技术》课件
变频器的控制方式
V/f控制
01
通过改变输出电压的幅值和频率，保持电动机的磁通量为恒定
，适用于对调速精度要求不高的场合。
转差频率控制
02
通过改变电动机的转差频率来实现调速，调速范围较小，但稳
定性较好。
矢量控制
03
通过控制电动机的励磁电流和转矩电流，实现对电动机转矩的
直接控制，调速范围广，精度高。
变频器的调速原理
《变频器技术》PPT 课件
目录
• 变频器技术概述 • 变频器的组成与分类 • 变频器的工作原理 • 变频器的应用实例 • 变频器的安装与维护 • 变频器技术的发展前景与展望
变频器技术概述
01
变频器技术的定义与原理
总结词：理解基础
详细描述：变频器技术是一种通过改变交流电频率来控制电机速度的电力电子技术。其基本原理是利 用半导体开关器件的通断控制，将工频电源转换成不同频率的交流电源，从而实现电机的变速运行。
02
03
安装环境应干燥、通风良好，避免潮湿和高 温环境。
确保电机与变频器之间的电缆连接正确，避 免短路或断路。
04
安装过程中应遵循产品说明书，遵循安全规 范，防止触电等事故。
变频器的日常维护与保养
定期检查变频器的散热 风扇是否正常运转，确 保散热良好。
检查电缆连接是否紧固 ，避免因接触不良引起 的故障。
随着技术的不断进步和应用需求的不 断提高，高效能变频器的性能指标将 得到进一步提升，应用领域也将不断 扩大。
智能化变频器的探索与研究
智能化是当前工业自动化领域的重要 趋势，变频器作为工业自动化控制的 核心设备之一，其智能化水平直接影 响到工业自动化水平。
智能化变频器具备自适应、自学习、 自诊断等功能，能够根据不同的工况 和运行需求自动调整运行参数，提高 运行效率和稳定性。
变频器教学课件第四章变频调速的控制
→ƒX↓→nM↓ →ｐ↓→ＸF↓ →直至（ＸF≈ＸT）为止。 反之，如ｐ＜ｐT： 则ＸF＜ＸT→（ＸT－ＸF）＞０ →ƒX↑→nM↑ →ｐ↑→ＸF↑ →直至（ＸF≈ＸT）为止。
21
4．6．2 ＰＩＤ调节的概念
1．问题的提出 控制的依 据：（ＸT－ＸF） 控制的目标：（ＸF≈ＸT）→（ＸT－ＸF）≈０
4．2．2 旋转方向的改变
图 4－10图３改路－１变ａ４旋）继主转电电方器路向控制的的方ｂ正法）、控反制转电电路 a）错误或不妥的方法 b）正转控制 c）反转控制 功能别称： 电机方向选择、运行方向设定、端子运行正反转功能 、转向限制。
7
4．3 外接控制端子的应用
4．3．1 输入控制端子举例
1．外接输入端子应用举例
1．报警输出端
图 4－14 跳闸报警输出端子的应用示例
2．模拟量输出端
图 4－15 模拟量输出端子的应用示例 a）模拟量输出的接法 b）修改成频率表 c）对应关系 相关 功能：模拟量输出端子功能选择、模拟输出变量低限、模拟输 出变量高限、模拟输出设定、模拟输出增益、模拟输出内容、模拟输出 信号的换算因子。
1．前后接续的同步控制
图 4－19 前后接续的同步控制 2．继电器同步控制
图 4－20 b 手动同步控制电路（继电器） a）1 单元 ）2 单元 c）3 单元 d）升速统调 e）降速统调
13
4．4．3 自动同步控制
图 4－21 自动同步控制电路 a）张力架结构 b）控制电路
14
4．5 变频与工频的切换控制
1
第 4 章 变频调速系统的控制
4．1 变频器的外接主电路
4．1．1 外接主电路的配置
1．变频器的输入主电路
图 4－1 变频器输入主电路 a）主电路接法 b）电路图
21
4．6．2 ＰＩＤ调节的概念
1．问题的提出 控制的依 据：（ＸT－ＸF） 控制的目标：（ＸF≈ＸT）→（ＸT－ＸF）≈０
4．2．2 旋转方向的改变
图 4－10图３改路－１变ａ４旋）继主转电电方器路向控制的的方ｂ正法）、控反制转电电路 a）错误或不妥的方法 b）正转控制 c）反转控制 功能别称： 电机方向选择、运行方向设定、端子运行正反转功能 、转向限制。
7
4．3 外接控制端子的应用
4．3．1 输入控制端子举例
1．外接输入端子应用举例
1．报警输出端
图 4－14 跳闸报警输出端子的应用示例
2．模拟量输出端
图 4－15 模拟量输出端子的应用示例 a）模拟量输出的接法 b）修改成频率表 c）对应关系 相关 功能：模拟量输出端子功能选择、模拟输出变量低限、模拟输 出变量高限、模拟输出设定、模拟输出增益、模拟输出内容、模拟输出 信号的换算因子。
1．前后接续的同步控制
图 4－19 前后接续的同步控制 2．继电器同步控制
图 4－20 b 手动同步控制电路（继电器） a）1 单元 ）2 单元 c）3 单元 d）升速统调 e）降速统调
13
4．4．3 自动同步控制
图 4－21 自动同步控制电路 a）张力架结构 b）控制电路
14
4．5 变频与工频的切换控制
1
第 4 章 变频调速系统的控制
4．1 变频器的外接主电路
4．1．1 外接主电路的配置
1．变频器的输入主电路
图 4－1 变频器输入主电路 a）主电路接法 b）电路图
第六章交流异步电动机变频调速系统PPT课件
电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻
抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg，
8
则得 U s 常值
这是恒压频f1 比的控制方式。
（6-3）
但是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻 抗压降所占的份量就比较显著，不再能忽略。
这时，需要人为地把电压 Us 抬高一些，以便 近似地补偿定子压降。
3
第一节 变频调速的基本控制方式和机械特性 通过改变定子供电频率来改变同步转速实现
对异步电动机的调速，在调速过程中从高速到 低速都可以保持有限的转差率，因而具有高效 率、宽范围和高精度的调速性能。可以认为， 变频调速是异步电动机的一种比较合理和理想 的调速方法 。
原理：利用电动机的同步转速随频率变化的特 性，通过改变电动机的供电频率进行调速。保
带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下
图中的 b 线，无补偿的控制特性则为a 线。
2. 基频以上调速
在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，
但定子电压Us 却不可能超过额定电压
9
UsN ，最多只能保持Us = UsN ，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。
Us UsN
11
Us Φm
恒转矩调速
UsN ΦmN
Us
恒功率调速
Φm
O
f1N
f1
图6-2 异步电机变压变频调速的控制特性
异步电动机的变压变频调速是进行分段控制的：
基频以下，采取恒磁恒压频比控制方式；
基频以上，采取恒压弱磁升速控制方式。
12
U Te
P
N
UN
Te
U
P
O
变电压调速
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由上可知，只改变频率f实际上并不能正常凋速。在许多场合，要求在调 节定子供电频率的同时，调节定子供电电压U的大小，通过u和f的配台实现 不同类型的调频凋速。
所以，变频的同时也必须变压，这也就是变频器常被简称为 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 的原因。
n＝n1(1－s)＝6p0f1(1－s)
调速方式主要有： 1、变极调速 2、变频调速 3、变转差率调速 4、转子串电阻调速（绕线式）
10
表面看来，只要改变定子电压的频率f就可以调节转速大小 了，但是事实上只改变，并不能正常调速．为什么呢?
假设现在只改变f调速．设f上升，则φ将下降，于是拖动转矩T下降，这样 电动机的拖动能力会降低，对恒转矩负载会因拖不动而堵转；倘若调节f下 降，则φ上升．会引起主磁通饱和，这样励磁电流急剧升高．会使定子铁芯 损耗I2R急剧增加。这两种情况都是实际运行中所不允许的。
控制电压
控制电压
载波
载波
PWM调制
17
交流调速的控制核心是： 只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果
V/F控制－－－－简单实用，性能一般，使用最为广泛 只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定
例: 对于380V 50Hz电机，当运行频率为40HZ时，要保持V/F 恒定，则 40HZ时电机的供电电压:380×（40/50)＝304V
提升机、风机等
2
交（直）流电气传动系统的特点
直流电气传动系统特点： 控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高 电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护
交流电气传动系统特点： 控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式 性能较差，对硬件要求较高 电机无电刷，无换向火化问题 电机功率设计不受限 电机不易损坏，适应恶劣现场 基本免维护
（3）其它部分 包括端盖、风扇等。
4
按转子结构分： 笼型感应电动机
绕线型感应电动机
5
右图是一台三相笼型感应电动 机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
6
Байду номын сангаас
笼型转子铁 心和绕组结 构示意图
三相绕线型 转子结构图
7
8
2、三相感应电动机的工作原理
（1）转动原理
电生磁：三相对称绕组通往
三相对称电流产生圆形旋转磁 场。
低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高 矢量控制－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚 模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电
流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的 转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到90代计算 机技术迅速发展才真正大范围使用
变频调速技术及应用
殷鹏
1
一、电气传动系统概述
定义 以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流） 电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统 构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
减速箱等
执行机构
磁生电：旋转磁场切割转子
导体感应电动势和电流。
电磁力：转子载流（有功分
量电流）体在磁场作用下受电 磁力作用，形成电磁转矩，驱 动电动机旋转，将电能转化为 机械能。
•V2
W1
•
n1 •
•
•n
U1
•
U2
W2 V1
9
三、交流异步电机的变频调速
当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随 着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
14
单相逆变电路工作原理
U1
S1,S3导通
S1 Ed
S4
S2 U1
S3
S2,S4导通 S1,S3导通
f1
Ed S1,S3导通
S2,S4导通
S2,S4导通
f2
逆变器的功能：
通过改变开关管导通时间改变输出电压的频率
通过改变开关管导通顺序改变输出电压的相序
15
S1 S3 S5 电机
Ed UUV
W
Ed
3
二、 三相感应电动机的工作原理及结构
1、三相感应电动机的结构
（1）定子部分 定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。
（2）转子部分 转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸 导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组 为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
PWM控制是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为一系列等幅(幅 值等于输入直流电压)电压脉冲序列，控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达 到变压变频的目的。改变开关通断时间比就可以改变输出电压的大小。
逆变器的输出 脉冲的幅度取决于逆变器直流电压，脉冲的宽度取决于控制电压 uc，而脉冲宽度的变化周期就是控制信号的周期1／f。
V
U
UVW 561 612 123 234 345 456 561 612
S4 S6 S2
UVW
缺点： 输出电压的谐波分量太大 电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧坏电机 转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳 直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题
16
PWM（Pulse Width Moduration）调制
意可调的交流电，而且转换前后的相数相同，又称直接
式变频器。
12
变频器的电路结构
通用变频器的构造 主回路包括整流部分、直流环节、逆变部分、制动或
回馈环节等部分。
13
交流低压交直交通用变频器系统框图
～
整流部分
储能环节
逆变部分
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流电路将交流电变换成直流电， 直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波， 逆变电路将直流电再逆变成交流电。
11
变频器的分类与特点
根据变频器的变流环节的不同进行分类 ：
（1）交直交变频器
交直交变频器是先将频率固定的交流电"整流"成直流电， 再把直流电"逆变"成频率任意可调的三相交流电，又称 间接式变频器。目前应用广泛的通用型变频器都是交直 交变频器。
（2）交交变频器
交交变频器就是把频率固定的交流电直接转换成频率任
所以，变频的同时也必须变压，这也就是变频器常被简称为 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 的原因。
n＝n1(1－s)＝6p0f1(1－s)
调速方式主要有： 1、变极调速 2、变频调速 3、变转差率调速 4、转子串电阻调速（绕线式）
10
表面看来，只要改变定子电压的频率f就可以调节转速大小 了，但是事实上只改变，并不能正常调速．为什么呢?
假设现在只改变f调速．设f上升，则φ将下降，于是拖动转矩T下降，这样 电动机的拖动能力会降低，对恒转矩负载会因拖不动而堵转；倘若调节f下 降，则φ上升．会引起主磁通饱和，这样励磁电流急剧升高．会使定子铁芯 损耗I2R急剧增加。这两种情况都是实际运行中所不允许的。
控制电压
控制电压
载波
载波
PWM调制
17
交流调速的控制核心是： 只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果
V/F控制－－－－简单实用，性能一般，使用最为广泛 只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定
例: 对于380V 50Hz电机，当运行频率为40HZ时，要保持V/F 恒定，则 40HZ时电机的供电电压:380×（40/50)＝304V
提升机、风机等
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交（直）流电气传动系统的特点
直流电气传动系统特点： 控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高 电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护
交流电气传动系统特点： 控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式 性能较差，对硬件要求较高 电机无电刷，无换向火化问题 电机功率设计不受限 电机不易损坏，适应恶劣现场 基本免维护
（3）其它部分 包括端盖、风扇等。
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按转子结构分： 笼型感应电动机
绕线型感应电动机
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右图是一台三相笼型感应电动 机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
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Байду номын сангаас
笼型转子铁 心和绕组结 构示意图
三相绕线型 转子结构图
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2、三相感应电动机的工作原理
（1）转动原理
电生磁：三相对称绕组通往
三相对称电流产生圆形旋转磁 场。
低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高 矢量控制－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚 模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电
流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的 转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到90代计算 机技术迅速发展才真正大范围使用
变频调速技术及应用
殷鹏
1
一、电气传动系统概述
定义 以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流） 电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统 构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
减速箱等
执行机构
磁生电：旋转磁场切割转子
导体感应电动势和电流。
电磁力：转子载流（有功分
量电流）体在磁场作用下受电 磁力作用，形成电磁转矩，驱 动电动机旋转，将电能转化为 机械能。
•V2
W1
•
n1 •
•
•n
U1
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U2
W2 V1
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三、交流异步电机的变频调速
当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随 着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
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单相逆变电路工作原理
U1
S1,S3导通
S1 Ed
S4
S2 U1
S3
S2,S4导通 S1,S3导通
f1
Ed S1,S3导通
S2,S4导通
S2,S4导通
f2
逆变器的功能：
通过改变开关管导通时间改变输出电压的频率
通过改变开关管导通顺序改变输出电压的相序
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S1 S3 S5 电机
Ed UUV
W
Ed
3
二、 三相感应电动机的工作原理及结构
1、三相感应电动机的结构
（1）定子部分 定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。
（2）转子部分 转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸 导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组 为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
PWM控制是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为一系列等幅(幅 值等于输入直流电压)电压脉冲序列，控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达 到变压变频的目的。改变开关通断时间比就可以改变输出电压的大小。
逆变器的输出 脉冲的幅度取决于逆变器直流电压，脉冲的宽度取决于控制电压 uc，而脉冲宽度的变化周期就是控制信号的周期1／f。
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UVW 561 612 123 234 345 456 561 612
S4 S6 S2
UVW
缺点： 输出电压的谐波分量太大 电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧坏电机 转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳 直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题
16
PWM（Pulse Width Moduration）调制
意可调的交流电，而且转换前后的相数相同，又称直接
式变频器。
12
变频器的电路结构
通用变频器的构造 主回路包括整流部分、直流环节、逆变部分、制动或
回馈环节等部分。
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交流低压交直交通用变频器系统框图
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整流部分
储能环节
逆变部分
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流电路将交流电变换成直流电， 直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波， 逆变电路将直流电再逆变成交流电。
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变频器的分类与特点
根据变频器的变流环节的不同进行分类 ：
（1）交直交变频器
交直交变频器是先将频率固定的交流电"整流"成直流电， 再把直流电"逆变"成频率任意可调的三相交流电，又称 间接式变频器。目前应用广泛的通用型变频器都是交直 交变频器。
（2）交交变频器
交交变频器就是把频率固定的交流电直接转换成频率任