三相异步电动机调速系统设计
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真引言随着科技的发展和电力系统的逐步完善，三相异步电动机在工业和民用领域中广泛应用。
为了满足不同负载条件下的调速需求，变频调速技术成为了最为常用的方案之一、本文基于三相异步电动机的特点，设计了一个简单的变频调速系统，并通过仿真验证了系统的性能。
一、系统结构设计根据三相异步电动机变频调速系统的基本结构，本文设计了以下几个部分：输入电源模块、变频器模块、电机驱动模块和反馈传感器模块。
1.输入电源模块输入电源模块通常由整流器和滤波器组成，用于将交流电转换为直流电，并通过滤波器减小输出的纹波电压。
本文采用了简化的输入电源模块结构，以简化设计和仿真过程。
2.变频器模块变频器模块是整个系统的核心部分，用于将直流电转换为固定频率或可调频率的交流电。
本文采用的是PWM（脉宽调制）变频器，控制器利用脉宽调制技术对直流电进行精细的调节，从而实现对输出频率的控制。
3.电机驱动模块电机驱动模块主要由电机和驱动器组成，用于将变频器输出的交流电转换为机械能，驱动电机工作。
本文使用了三相异步电动机作为驱动器，并采用了传统的电动机驱动方式。
4.反馈传感器模块反馈传感器模块用于获取电机的运行状态和工作参数，实时反馈给控制器，以实现对整个系统的闭环控制。
常用的反馈传感器有电流传感器、速度传感器和位置传感器等。
二、设计流程本文设计的变频调速系统采用闭环控制方式进行控制，设计流程如下：1.确定控制策略根据系统需求，选择适合的控制策略。
常用的控制策略有PI控制、模糊控制和神经网络控制等。
本文选择了基于PI控制的控制策略。
2.设计控制器根据控制策略设计控制器，主要包括比例环节和积分环节。
比例环节用于根据偏差信号产生控制量，积分环节用于消除系统的静态误差。
本文设计了基于PI控制器的控制器。
3.仿真系统建模根据系统的物理特性，建立仿真系统的数学模型。
本文仿真系统采用母线电压法，通过电机的等效电路进行建模和仿真。
三相异步电动机正弦波脉冲宽度调制(PWM)调速系统主电路设计
三相异步电动机正弦波脉冲宽度调制(PWM)调速系统主电路设计这个世界上的每个人都有一些惯性。
每次通电时，电动机都会旋转。
一旦关闭电源，它将趋于停止。
但是它不会立即停止，需要一些时间。
但是在它完全停止之前，它再次通电！因此，它开始运动。
但是即使到现在，也要花一些时间才能达到最大速度。
但是在它发生之前，它已经关闭电源，依此类推。
因此，此动作的整体效果是电动机连续旋转，但转速较低。
脉冲宽度调制（PWM）是一种相对较新的功率切换技术，用于在完全打开和完全关闭水平。
通常，数字脉冲具有相同的开启和关闭时间周期，但是在某些情况下，我们需要数字脉冲具有更多/更少的开启时间/关闭时间。
在PWM技术中，我们创建具有不相等数量的导通和截止状态的数字脉冲，以获得所需的中间电压值。
占空比由一个完整数字脉冲中高电压持续时间的百分比定义。
可以通过以下方式计算：占空比的百分比= T/T（周期）x 100让我们提出问题陈述。
我们需要生成一个占空比为45％的50 Hz PWM信号。
频率 = 50 Hz时间段，T = T（on）+ T（off）= 1/50 = 0.02 s = 20 ms占空比 = 45％因此，根据上述方程式求解，我们得到T（on）= 9毫秒T（off ）= 11毫秒步骤2：AVR计时器－PWM模式制作PWM时，AVR包含单独的硬件！通过使用它，CPU指示硬件产生特定占空比的PWM。
ATmega328具有6个PWM输出，其中2个位于定时器/计数器0（8位）上，2个位于定时器/计数器1（16位）上，2个位于定时器/计数器2（8位）上。
定时器/计数器0是ATmega328上最简单的PWM器件。
定时器/计数器0可以在三种模式下运行：快速PWM相位和频率校正PWM相位校正PWM每个这些模式可以反转也可以不反转。
在PWM模式下初始化Timer0：TCCR0A | =1 －设置WGM：快速PWMTCCR0A | =1 －设置比较输出模式A ，BTCCR0B | =1 －使用预分频器= 256设置计时器光强度-ADC和LDR。
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计电动机调速系统是工业生产自动化的重要组成部分，其中三相异步电动机是常用的驱动设备之一。
基于空间矢量的三相异步电动机调速系统是一种较为先进的调速技术，可以实现电机启动、调速以及制动等多种操作。
本文将从系统设计步骤、具体实现过程以及优缺点等角度，对基于空间矢量的三相异步电动机调速系统进行阐述。
一、系统设计步骤1. 确定控制策略基于空间矢量的三相异步电动机调速系统控制策略有两种：电流矢量控制和磁通矢量控制。
前者以电流为控制对象，后者则以磁通为控制对象。
在选择控制策略时需要考虑电机的性能要求以及场合需要。
2. 确定系统硬件基于空间矢量的三相异步电动机调速系统通常需要使用PLC、变频器、电机以及相关传感器等硬件设备。
在系统设计中需要根据实际情况选择合适的硬件，保证系统稳定性与可靠性。
3. 确定系统参数系统参数是基于空间矢量的三相异步电动机调速系统设计的核心要素。
主要包括控制参数、电机参数、传感器参数等。
在确定参数时需要考虑系统的可调性和可靠性，避免系统因参数不当而导致失控。
二、具体实现过程基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的具体实现过程包括以下步骤：1. 采集电机相关信号，如三相电流、电压、转速等；2. 将采集到的信号处理为矢量形式；3. 通过控制算法实现矢量控制；4. 控制变频器输出信号，调整电机电流和频率，控制电机运行；5. 通过传感器检测电机运行状态，反馈到PLC，对系统进行控制与调整。
三、优缺点1. 优点基于空间矢量的三相异步电动机调速系统具有响应快、运行平稳、噪音低、能耗低等优点。
在多种工况下均可实现稳定控制，电机性能表现出色。
2. 缺点相比传统调速方法，基于空间矢量的三相异步电动机调速系统需要额外增加控制算法和硬件设备，成本较高。
同时，系统维护也相对复杂，需要专业人员进行运维与调整。
综上，基于空间矢量的三相异步电动机调速系统是一种先进的电机控制技术，具有很大的应用前景。
双闭环三相异步电动机调压调速的系统设计与仿真课程设计模板
第1章绪论1.1 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳原理和构成调压调速即通过调整通入异步电动机旳三相交流电压大小来调整转子转速旳措施。
理论根据来自异步电动机旳机械特性方程式：其中，p为电机旳极对数；w1为定子电源角速度；U1为定子电源相电压；R2’为折算到定子侧旳每相转子电阻；R1为每相定子电阻；L11为每相定子漏感；L12为折算到定子侧旳每相转子漏感；S为转差率。
图1-1 异步电动机在不一样电压旳机械特性由电机原理可知，当转差率s基本保持不变时，电动机旳电磁转矩与定子电压旳平方成正比。
因此，变化定子电压就可以得到不一样旳人为机械特性，从而到达调整电动机转速旳目旳1.2 双闭环三相异步电动机调压调速系统旳工作原理系统主电路采用3个双向晶闸管，具有体积小。
控制极接线简朴等长处。
A.B.C为交流输入端，A 3.B3.C3为输出端，接向异步电动机定子绕组。
为了保护晶闸管，在晶闸管两端接有阻容器吸取装置和压敏电阻。
控制电路速度给定指令电位器BP1所给出旳电压，经运算放大器N构成旳速度调整器送入移相触发电路。
同步，N还可以得到来自测速发电机旳速度负反馈信号或来自电动机端电压旳电压反馈信号，以构成闭环系统，提高调速系统旳性能。
移相触发电路双向晶闸管有4种触发方式。
本系统采用负脉冲触发，即不管电源电压在正半周期还是负半周期，触发电路都输出负得触发脉冲。
负脉冲触发所需要旳门极电压和电流较小，故轻易保证足够大旳触发功率，且触发电路简朴。
TS是同步变压器，为保证触发电路在电源正负半波时都能可靠触发，又有足够旳移相范围，TS采用DY11型接法。
移相触发电路采用锯齿波同步方式，可产生双脉冲并有强触发脉冲电源（+40V）经X31送到脉冲变压器旳一次侧第2章双闭环三相异步电动机调压调速系统旳设计方案2.1 主电路设计调压电路变化加在定子上旳电压是通过交流调压器实现旳。
目前广泛采用旳交流调压器由晶闸管等器件构成。
它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角旳大小来调整加到定子绕组两端旳端电压。
三菱变频器对异步电动机调速控制-三相异步电动机调速控制系统设计
无锡太湖学院
毕业设计（论文）
题目：三菱变频器对异步电动机调速控制-三相异步电动机调速控制系统设计
信机系机械工程及自动化专业
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：副教授）
（职称：）
2013年5月25日
无锡太湖学院本科毕业设计（论文）
诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）三菱变频器对异步电动机调速控制— 三相异步电动机调速控制系统设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
①熟练地掌握电动机的原理和控制的方法。
②熟练掌握三菱变频器的安装及其原理。
③熟练掌握三菱变频器对异步电动机的调速。
④掌握电动机与变频器之间的连接和注意事项。
⑤能够熟练掌握CAD对电路图等等的绘制。四、接受任务学生：
机械93班姓名
五、开始及完成日期：
自2012年11月7日至2013年5月25日
关键词：三相异步电动机；三菱变频器；变频调速
A
With the increasing application of VVVF asynchronous motors in the domestic and foreign markets, since the middle of 90's, China's motor manufacturers design, development and production is suitable for various series of Variable-Frequency Adjustable-Speed Three-Phase Asynchronous Motor, different applications such as: General VVVF motor series, crane and metallurgical VVVF motor series, flameproof inverter motor series, VVVF elevator motor series, roller VVVF motor series, inverter-fed motor series. Judging from the current situation, these series motors can basically meet the needs of the domestic market is the principle when the stator winding through three symmetrical three-phase current, stator and rotor rotating magnetic field is generated, according to the right-hand rule, the rotor winding induced electromotive force, the winding is closed, so generate induction current, according to the left, the rotor winding is equivalent to space winding, and electromagnetic torque, starting motor magnetic torque is greater than the resistance of synthesis of torque,, the focus is variable frequency speed control of three-phase asynchronous motor, hand when F1 < fN, for constant torque speed, torque is not changed, the rated speed is reduced, increase the starting torque of Tst, on the other hand, when F1 > fN, for constant power speed, speed regulation and constant power, rated speed increased, reduce the starting torque Tst. VVVF can achieve smooth speed wide range, frequency conversion motor with simple structure, good performance of speed regulation, high speed adjustment, more and more extensive application. The main of this paper is to utilize Mitsubishi inverter frequency, speed control of three-phase asynchronous motor.
三相异步电动机变频调速系统设计开题报告
三相异步电动机变频调速系统设计开题报告开题报告一、课题背景与研究意义三相异步电动机是目前工业生产中最为常用的电动机之一，广泛应用于各个领域。
而变频调速系统是对电动机进行速度控制的主要手段之一，具有节能、精准控制、稳定性好等优点，因此在工业生产中被广泛采用。
本课题旨在设计一个三相异步电动机变频调速系统，实现对电动机的精确调速，提高工业生产的效率。
二、研究内容与目标1.研究三相异步电动机的基本原理和调速方法。
2.研究变频器的工作原理和调速控制策略。
3.设计一个三相异步电动机变频调速系统，实现对电动机的精确控制和调速。
4.验证设计系统的性能和效果，分析并总结系统的优缺点。
三、研究方法与步骤1.查阅相关文献，了解三相异步电动机的基本原理和调速方法，以及变频器的工作原理和调速控制策略。
2.设计系统的硬件结构，包括电路设计和电路元件的选择。
3.设计系统的软件控制部分，包括调速算法的设计和程序编写。
4.搭建实验平台，进行系统的调试和测试。
5.对设计系统的性能和效果进行评估和分析。
四、预期结果与进展计划本课题的预期结果是设计一个能够实现对三相异步电动机精确调速的变频调速系统，并验证其性能和效果。
具体进展计划如下：1.第一周：查阅相关文献，了解三相异步电动机和变频调速系统的基本原理。
2.第二周：设计系统的硬件结构，包括电路设计和元件的选择。
3.第三周：设计系统的软件控制部分，包括调速算法的设计和程序编写。
4.第四周：搭建实验平台，进行系统的调试和测试。
5.第五周：对设计系统的性能和效果进行评估和分析。
6.第六周：撰写开题报告。
五、存在的问题与挑战1.三相异步电动机和变频调速系统的原理较为复杂，需要深入研究和理解。
2.系统的硬件设计和软件控制部分需要充分考虑系统的可靠性和稳定性。
3.实验平台的搭建和测试需要耗费较多的时间和精力。
六、研究计划1.学习并掌握三相异步电动机和变频调速系统的基本原理。
2.设计并搭建实验平台，完成系统的调试和测试。
三相异步电动机变频调速系统设计
名称：三相异步电机调速系统逆变主电路设计摘要：变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency）。
本设计的思路是先以PLC控制变频器，再用变频器再对电机进行调速。
关键词：异步电机变频器PLC 调速陕西工院Abstract: The inverter is a power electronic conversion device of AC electric transmission system,which converts AC power-frequency voltage and frequency to be fit for AC motor speed control ,and is called VVVF (Variable Voltage Variable Frequency).The design is based on that the PLC controls the inverter, and then the inverter controls the speed of the motor's .Key words: induction motor inverter PLC speed control引言异步电机调速系统的种类很多，但是效率很高、性能最好、应用最广的是变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，是交流调速的主要发展方向。
目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及空调器、洗衣机、电冰箱等家电中。
与其它交流电机调速方式对比，变频调速的优点：平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全；在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度；无级调速，调速精度大大提高；电机正反向无需通过接触器切换；非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制；变频器总体来说用在启动频繁的马达上，节能效果明显。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
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。
三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真
三相的异步电动机变频调速系统设计的及仿真引言：在现代工业生产中，电动机作为一种重要的动力设备，广泛应用于各种机器和设备中。
为了满足不同工艺和运行要求，需要调节电动机的运行速度。
传统的方法是通过改变电源的频率来达到调速的目的。
然而，这种方法存在一定的局限性，无法实现精确的调速效果。
因此，引入变频调速系统成为了提高电机调速性能的有效手段。
本文将对三相异步电动机变频调速系统的设计及仿真进行详细介绍。
一、系统设计：1.变频器设计：变频器是变频调速系统的核心部分，用于将输入电源的频率和电压变换成适合电动机工作的频率和电压。
变频器由整流器、滤波器和逆变器组成。
整流器将输入的交流电变换成直流电，滤波器用于平滑输出电压，逆变器将直流电转换成可控的交流电输出。
变频器还包括控制模块，用于实现调速功能。
2.控制系统设计：控制系统包括速度传感器、PID控制器和功率放大器。
速度传感器用于实时测量电机转速，PID控制器根据设定转速和实际转速之间的差异，调节变频器的输出频率和电压，以实现电机的准确调速。
二、系统仿真：为了验证设计的可行性和调速性能，可以使用MATLAB/Simulink进行系统仿真。
具体的仿真流程如下：1. 搭建电机模型：根据电机的参数和等效电路，搭建电机的MATLAB/Simulink模型，包括电机的输入端口、输出端口和机械负载。
2. 设计控制系统：在Simulink中添加速度传感器、PID控制器和功率放大器，并与电机模型连接起来。
3.设定仿真参数：设置电机的参数、控制系统的参数和仿真时间等参数。
4.进行仿真实验：根据实际需求，设置不同的转速设定值，观察电机的响应情况，如稳态误差和调速时间等。
5.优化系统性能：根据仿真结果，调整参数和控制策略，优化系统的调速性能，如减小稳态误差和调速时间。
三、结论：三相异步电动机变频调速系统是一种能够实现精确调速的调速方案。
通过合理设计和仿真验证，可以得到一个性能稳定、调速精度高的变频调速系统。
项目16三相异步电动机变极调速控制电路
控制电路应具备手动控制和自 动控制两种模式，以满足不同 的控制需求。
控制电路应选择合适的控制元 件，如继电器、定时器和传感 器等，以实现精确的控制效果。
保护电路设计
01
保护电路负责监测控制电路的工作状态，并在出现异常情况时 及时切断主电路，以保护电动机和控制电路的安全。
02
保护电路应具备过载保护、短路保护、欠压保护和过流保护等
机械故障
检查电动机的轴承、转子等机械部件 是否正常，是否有异物卡住。
控制电路故障
检查控制电路的接线是否正确，控制 元件是否正常工作，如继电器、接触 器等。
调速不灵敏
总结词
调速器故障
当调速不灵敏时，可能是由于调速器故障 、电动机故障或控制电路故障等原因。
检查调速器的设定值是否正确，调速范围 是否合适，调速器是否需要调整或更换。
接触器选择
总结词
接触器是控制电路中的重要元件，选择合适的接触器能够确保电动机的正常运行 和保护电路安全。
详细描述
在选择接触器时，需要考虑其额定电流和电压，以确保接触器能够承受电动机的 正常电流和电压。同时，需要考虑接触器的机械寿命和电气寿命，以确保接触器 能够长期稳定地工作。
继电器选择
总结词
继电器是实现自动控制的关键元件，选择合适的继电器能够实现精确的控制逻辑和保护电路安全。
步骤2
调整控制电路板上的变极调速开关，观察电 动机的转速变化，确保调速功能正常。
步骤4
记录调试过程中的各项数据，为后续分析提 供依据。
调试结果分析
分析1
根据电动机的转速变化情况，判断变极调速控制 电路是否正常工作。
分析3
对比实际运行数据与理论值，分析误差产生的原 因，并提出改进措施。
三相异步电机交流变频调速系统设计实验
三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院测控技术实验中心2010/11/2三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书一、实验目的：1. 了解三相异步电机调速的方法；2. 熟悉交流变频器的使用；3. 掌握三相异步电机交流变频调速系统设计。
4. 交流异步电动机机械特性及变频调速特性测试二、控制系统设计要求系统设计要求能够实现三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
图1 控制系统硬件结构图三、基本知识：1.异步电动机调速系统种类很多，常见的有：(1)降电压调速；(2)电磁转差离合器调速(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速(4)绕线转子异步电机串级调速(5)变极对数调速(6)变频调速等等。
2.三相交流异步电动机2.1 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。
n转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流⑴磁场以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2.2 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 空间位置上互差rad 3/2π电度角。
由定子三相绕组的布置来保证⑵ 在时间上互差rad 3/2π相位角（或1/3周期）。
由通入的三相交变电流来保证。
2.3 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0n 。
两者之差称为转差：n n n -=∆0转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：0/n n s ∆=同步转速0n 由下式决定：p f n /600=上式中，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：p s f n /)1(60-=3.异步电动机调速由转速p s f n /)1(60-=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。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》三相异步电动机变频调速系统是一种应用广泛的电机控制系统，通过对电机的供电频率和电压进行调整，实现电机的调速功能。
本文将对三相异步电动机变频调速系统进行详细的设计。
1.系统结构三相异步电动机变频调速系统主要由电机、变频器和控制系统三部分组成。
电机作为执行元件，接受变频器输出的电压和频率进行运行；变频器则负责将输入的电网电压和频率转换为适合电机运行的电压和频率；控制系统则完成对变频器的控制和监测，实现对电机的精确调速。
2.硬件设计在硬件设计方面，需要选择适合电机的变频器和控制器，并完成相应的接线和连接。
变频器通常需要选择带有电压和频率调节功能的型号，以满足不同工作条件下的电机要求。
控制器则需要选择具备快速响应和稳定性能的型号，以确保系统的准确调速。
3.变频器参数设置变频器的参数设置对于电机的工作性能影响较大。
在设置参数时，首先需要根据电机的额定功率和工作特性确定变频器的额定输出功率。
同时，还需要根据电机的额定电压和额定转速设置变频器的额定输出电压和额定输出频率。
此外，还需要根据电机的负载特性设置变频器的过载保护和反馈调节参数。
4.控制系统设计控制系统的设计主要包括速度信号检测、计算和反馈控制三个步骤。
速度信号检测可以通过安装编码器或霍尔传感器等装置实现。
根据检测到的速度信号，控制系统可以计算出电机的当前转速，并与设定的目标转速进行比较，得到误差信号。
通过对误差信号进行PID控制，控制系统可以调整变频器的输出频率和电压，以实现对电机转速的控制。
5.保护措施设计三相异步电动机变频调速系统在运行过程中需要考虑到一些保护措施，以防止电机过载、短路等故障。
常见的保护措施包括过载保护、过流保护、过热保护和失速保护等。
通过在控制系统中添加相应的保护逻辑和监测装置，可以及时发现并处理电机故障，保证系统的安全运行。
总之，三相异步电动机变频调速系统设计涉及到硬件设计、变频器参数设置、控制系统设计和保护措施设计等方面。
双闭环三相异步电动机调压调速系统设计
双闭环三相异步电动机调压调速系统设计引言：异步电动机的转速恒小于旋转磁场的转速n1，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。
如果n=n1，转子绕组与定子磁场之间无相对运动，则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生，可见n<n1是异步电动机工作的必要条件。
由于电动机转速n与旋转磁场转速n1不同步，故称为异步电动机。
一、三相异步工作原理三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场。
转速的大小由电动机极数和电源频率而定。
旋转磁场的转速n1称为同步转速。
它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：n1=60f1∕p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。
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。
交流异步电动机机械特性的参数表达式如下：变压调速是异步电动机调速方法中的一种，由三相异步电动机机械特性参数表达式可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同点的转速的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可下，电磁转矩与定子电压以机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。
本实验即采用定子调压调速系统，就是在恒定交流电源与交流电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器，即改变定子电压调速。
如下图画出了定>子电压为、、 (时的机械特性。
1 / 17sab 通风机负载特c”Ua1Sm n m b' 'c '>U'U>U11”T ema T L x二、设计流程:1电动机的选型假设电动机工作于普通机床主轴传动系统中，设定最大转速为，可选出电动机型参数如下：1440r/min12A 满载时定子电流：Y132S-4 额定功率：5.5KW 型号：0.84 满载时功率因数：满载时效率：85.5% 满载时转速：1440r/min2.2N.m /额定转矩：/额定电流：7A 堵转转矩堵转电流210mm 定子外径：115mm 气隙长度0.4mm 铁芯长度：1-0.9mm -d：136mm定子内径：定子线规根数1~9mm 绕组形式：单层交叉节距：47每槽线数：Z1/Z2:36/32 定转子槽数系统结构确定如图所示2 / 172主电路设计：2.1晶闸管的选择晶闸管选择主要根据变流器的运行条件，计算晶闸管电压、电流值，选出晶闸管的型号规格。
基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计
高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计考生姓名：彭中建准考证号： 011811306047 专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院指导教师：唐晓庆职称：讲师重庆科技学院二O一三年七月十五日高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计考生姓名：彭中建准考证号： 011811306047专业层次：本科指导教师：***院（系）：机械与动力工程学院重庆科技学院二O一三年七月十五日摘要随着科技的进步，电机的运用已经深入到各行各业的各个领域。
而现今也是一个资源高度消耗造成能源匮乏的时代，在这个时候考虑如何让其在高可靠性的同时又有效的节约能源耗费提高自身的效率，这不仅可以使企业的生产成本降低，而且对于社会的可持续发展有着重要的意义。
本文所讨论的是利用PLC控制的三相异步电机变频调速的基本原理与实现方法。
三相异步电机一般的调速方法有：降压调速，转子回路串电阻调速，变极调速，串极调速，变频调速等。
但是这些调速方法都有着各自的缺点，降压调速的调速范围很小，没有多大的实用价值；转子回路串电阻调速不利于空载或轻载调速，效率低，经济性差；变极调速调速的平滑性差；串极调速的控制设备复杂，成本高，控制困难。
所以调速性能至少需从两方面考虑。
第一，应从节能和提高效率的角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率。
第二，应从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足调速精度、动态响应等各项指标的要求。
综上所述，利用PLC控制的变频调速系统，是使三相异步电动机实现高性能高效率调速的有效办法。
通过改变定子绕组的供电频率f来实现，当转差率s一定时，电动机的转速n基本上正比于f。
很明显，只要有输出频率可以平滑调节的变频电源，就能平滑的调节异步电动机的转速。
关键词：变频调速，PLC，异步电机The three-phase asynchronous motor variable frequency speed regulation system based on PLC designAbstractHuman being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on. These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rays has a deviation, small gear are rotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together.Control system mainly includes the sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection system is used to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances received different light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors.Keywords: Frequency control, PLC, asynchronous motor目录中文摘要 (I)英文摘要 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
(完整版)《三相异步电动机变频调速系统的设计》
控制电路：采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828，控制电路的主要功能是接受各种设定信息和指令，根据这些指令和设定信息形成驱动逆变器工作的信号。这些信号经过光电隔离后去驱动开关管的关断。）
5、方案的可行性分析：
（1）参考了相关的文献和记录，并在老师的指导下制定了可行的计划。
整流电路：整流部分将交流电变为脉动的直流电，必须加以滤波。在本设计中采用三相不可控整流。它可以使电网的功率因数接近1。
滤波电路：因在本设计中采用电压型变频器，所以采用电容滤波，中间的电容除了起滤波作用外，还在整流电路与逆变电路间起到去耦作用，消除干扰。
逆变电路：逆变部分将直流电逆变成我们需要的交流电。在设计中采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT。
[6]周志敏.变频调速系统工程设计与调试,人民邮电出版社,2009.
[7]张占彪.试论变频调速异步电动机在设计中的注意要点,2014.
[8]《电气应用》2011年总索引.电气应用,2012.
[9]崔坚.西门子S7可编程控制器STEP7编程指南,机械工业出版社,2007.
[10]Low-voltage distribution design specifications [S]. China plans Press.2006.
直到上世纪80年代，电力电子的发展变成了用晶闸管整流供电和现代控制论的迅猛发展是交流调速器取代直流调速成为必然。进入90年代，通用变频器以优异的控制性能，在调速领域独树一帜，并在工业领域及家电产品中得到迅速推广。此外，变频技术和变频制造从一般意义的拖动技术中分离出来，成为世界各国在工业自动化和机电一体化领域中争抢先站的阵地，各发达国家更是在该技术领域注入极大地人力物力，使之目前已进入高新技术行业。在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从硅变换为碳化硅，使电力电子新元件具有了耐高压、低损耗、耐高温的优点。
基于PLC控制的三相异步电动机变频调速系统设计
西门子ＭＭ４ ０ ２ 是用于控 制三相交 流电动机速 度的
变频器系列 。该 系列有 多种型号 ，从单相 电源 电压 、额
定功率 １０ 到三相 电源电压 、额 定功率 １ｋ 可供用 ２Ｗ ｌＷ
户选用。本文选用的ＭＭ４０ ２订货号为６ Ｅ ４０ Ｕ １ Ｓ ６ ２ ２ Ｃ ７
５ ０，额 定参数 为 ：电源 电压２ ０～２ ０ ＡＡ ２ ３ Ｖ，单相交
Ｓ ＵＢ Ｒ Ｅ Ｎ Ｆ ＮＯ
流 ；额定输 出功率０７ｋ ；额定输入 电流９ Ａ；额定 ． Ｗ ５ ． ９
输 出电流３９ ． Ａ。
１ ＩＩ１ ６ —Ｎ ｍ ｔ ｓＩ２ ｏ －Ｎ ｏ Ｊ
Ｏ ＴＡ２ Ｕ ［ Ｃ ＇ － Ｉ
ＭＭ４ ０ ２ 变频 器模块面板上 引出了ＭＭ４０ ２的数字输 入点 ： Ｉ Ｄ ＮＩ（ 端子⑤），Ｄ Ｎ （ ⑥），Ｄ Ｎ （ Ｉ ２ 端子 Ｉ ３ 端 子⑦ ）。数字输入量端子可连接￣Ｐ Ｃ Ｊ ＩＬ 的输 出端 ，当变 频器命令 参数 Ｐ７０ ２ （ ０ ０＝ 外部端 子控制 ）时 ，可 由Ｐ Ｃ Ｌ 控制 变频 器的端 子 ⑤、端子 ⑥ ，实现 电动 机正 反转起 动／ 。模 拟量输 入点 ：Ａ Ｃ （ 停止 Ｄ ＋ 端子 ③），ＡＤ Ｃ
【 要】三相异步电动机的变频调速控制是工业 摘
自动 化生产实践 中常 用的调速 方案 。介 绍 了Ｓ ２ ０ ７ ０ 系列
ＰＣ Ｌ 在三 相 交流 异 步电动机 变频调速 系统 方 面的应 用 ，
给 出 了系统 的硬 件 设 计 方 案 和 控 制 程 序 ，说 明 了 系统 的
＝ 三相异步电机调速原理
通 用机械制造 ‘
Ｇ Ｍａｕａｔ ｅ Ｍ ｎｆｃ ｒ ｕ
基于Ｐ 控制的三相异步 Ｌ Ｃ 电动机变频调速系统设计
三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制
三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制异步电动机变频调速所要求的变频电源几乎都采用静止式变频器。
利用变频器进行调速控制时，只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序，即可以达到对输出进行换相的目的，很容易实现电动机的正、反转切换。
本文介绍了PLC在三相交流异步电动机变频调速系统方面的设计，说明了系统的控制策略和工作原理，探讨三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制。
1、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统设计三相交流异步电动机变频调速系统，以可编程序控制器PLC 作为核心控制部件，通过速度传感器将电动机的转速信号传给PLC, PLC经过控制规律的运算后，给出控制信号，改变电动机输入电压的频率，来调节电动机的转速，从而构成了一个闭环的速度控制系统。
如图1 所示。
2、三相异步电动变频器电路连接的要点2.1变频器前面一定要加接触器输入侧接触器的作用。
一般说来，在断路器和变频器之间，应该有接触器。
a. 可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电。
b. 发生故障时可自动切断变频器电源，如：变频器自身发生故障，报警输出端子动作时，可使接触器KM迅速断电，从而使变频器立即脱离电源。
另外，当控制系统中有其他故障信号时，也可迅速切断变频器电源。
2.2变频器与电动机之间是否接输出接触器并不要求和工频进行切换时，变频器与电动机接触器，则有可能在变频器的输出频率较高的致变频器跳闸。
a. 当一台变频器只控制一台电动机，且并不要求和工频进行切换时，变频器与电动机之间不要接输出接触器。
因为如果接入了输出接触器，则有可能在变频器的输出频率较高的情况下启动电动机，产生较大的启动电流，导致变频器跳闸。
b. 必须接输出接触器的情况有两种：当一台变频器接多台电动机时，每台电动机必须要有单独控制的接触器。
另外，在变频和工频需要切换的情况下，当电动机接至工频电源时，必须切断和变频器之间的联系。
通用变频器，一般都是采用交、直、交的方式组成，利用普通的电网电源运行的交流拖动系统，为了实现电动机的正、反转切换，必须利用触器等装置对电源进行换相切换。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》三相异步电动机变频调速系统设计摘要：变频调速技术是现代电气控制领域中的重要技术之一，广泛应用于水泵、风机、压缩机等各种场合。
本文以三相异步电动机为对象，着重介绍了变频调速系统的设计思路和实施步骤。
通过整理相关文献和实践经验，提供了一个完整的设计指南，希望能对读者进行指导和借鉴。
关键词：三相异步电动机；变频调速；设计一、引言随着工业自动化程度的不断提高，越来越多的机械设备开始采用变频调速技术。
相比传统的定频运行方式，变频调速具有调速范围广、运行稳定、能耗低等优点，在提高设备性能和效率的同时，也可以延长设备的使用寿命。
三相异步电动机作为最常用的驱动器之一，广泛应用于各个领域。
二、变频调速系统设计思路1.设计目标确定：根据实际需求确定设计的目标，包括调速范围、调速精度、系统运行稳定性等方面。
2.系统结构设计：根据目标确定系统的结构形式，包括控制器的选择、传感器的安装位置等。
3.控制策略选择：选择合适的控制策略，包括开环控制和闭环控制。
4.参数调节及整定：对系统的各项参数进行调节和整定，以获得最佳的运行效果。
三、变频调速系统实施步骤1.电机选型：根据实际需求选定合适的三相异步电动机。
2.变频器的选取：根据电机的功率、调速要求等参数选取合适的变频器。
3.运行控制程序的设计：根据实际需求设计运行控制程序，包括开机、停机、变速等功能。
4.传感器的选取与安装：根据系统要求选取合适的传感器，并将其正确安装在电机或相关位置。
5.控制器的选取与配置：根据系统的需求选取合适的控制器，并进行相应的配置和参数设定。
6.调试与测试：完成系统的硬件和软件的安装后，进行系统的调试和测试，以确保其正常工作。
7.系统运行与优化：在系统正式投入使用后，对系统进行运行监测和性能优化，以获得最佳的运行效果。
四、应用实例以一台水泵为例，设计了一个变频调速系统，并进行了实际测试。
通过对变频器的调节和控制器的优化，实现了水泵的稳定运行和能耗降低的目标。
三相异步电动机变频调速控制系统设计
三相异步电动机变频调速控制系统设计一、引言三相异步电动机广泛应用于工业生产中，以其结构简单、制造成本低、容量大、耐用等优点而受到青睐。
然而，传统的电动机调速方式并没有很好地满足各种应用场景的需求。
变频调速系统是一种能够根据不同需求实现高效调速的解决方案。
本文将介绍三相异步电动机变频调速控制系统的设计方案，包括系统的原理、硬件设计、软件设计及性能测试等内容。
二、系统原理系统主要由以下几个部分组成：1.变频器：负责将输入的电源交流电转换为可调的电压和频率，供给电动机使用。
变频器通常包括整流器、逆变器和滤波器等电路。
2.控制电路：包括信号输入、测量电路、调速逻辑电路等。
其中，信号输入模块负责接收用户的控制信号；测量电路负责测量电动机的转速和电流等参数；调速逻辑电路负责根据用户控制信号和测量参数计算出变频器的控制信号。
3.电机驱动：负责将变频器输出的电压和频率传送给电动机，驱动电动机工作。
三、硬件设计硬件设计包括电路的选型和布局。
其中，变频器的选型需要考虑电源电压和频率、电机额定参数、控制精度等因素。
控制电路的设计需要选择合适的传感器和控制芯片，保证调速系统的稳定性和性能。
硬件布局上，需要合理布置各个电路模块，使得信号传输和功率传输互不干扰。
同时，还需考虑防护措施，确保系统的安全性。
四、软件设计软件设计主要包括控制算法和用户界面设计。
控制算法根据用户的设定值和实际测量值，计算出变频器的控制信号。
控制算法一般采用闭环控制方法，包括PID控制、模糊控制等。
用户界面设计可采用上位机软件，通过图形界面实现对调速系统的设置和监控。
五、性能测试为了验证系统设计的可行性和性能，需要进行性能测试。
性能测试包括静态特性测试和动态特性测试。
静态特性测试主要是测量系统的静态输出特性，如电机的转速、电流和功率等。
动态特性测试则是模拟实际工况下的负载变化情况，测试系统的动态响应和稳定性。
六、总结三相异步电动机变频调速控制系统的设计方案包括系统原理、硬件设计、软件设计和性能测试四个方面。
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真.
天津职业技术师范大学课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真指导老师：班级：机检1112班组员天津工程师范学院课程设计任务书机械工程学院机检1112 班学生课程设计课题：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日二、同组学生：三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）：1、目的和意义交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。
为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。
2、具体内容写出设计说明书，内容包括：（1）各主要环节的工作原理；（2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）；（3）调节器参数的计算过程。
2．画出一张详细的电气原理图；3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节器参数进行校正，验证设计结果的正确性。
将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。
4、考核方式1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。
其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）；2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。
五、参考文献1、陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003指导教师签字：教研室主任签字：目录第一章绪论 (2)第二章系统总体设计方案 (4)2.1 概述 (4)2.2系统组成结构及工作原理 (4)2.2.1恒压频比控制下的机械特性 (4)2.2.2变频器 (6)2.2.3变频器主电路工作原理 (6)2.2.4整流电路 (7)2.2.5逆变电路 (7)2.2.6调节器 (9)2.2.7启动制动 (10)第三章硬件设计及选型 (11)3.1主电路的设计 (11)3.2整流电路设计 (11)3.3逆变电路的设计 (12)第四章simulink仿真 (13)4.1建立模型 (13)4.2 未变频时仿真结果 (14)4.3变频时仿真结果（基频以下调速） (15)4.4变频时仿真结果（基频以上调速） (17)关于变频调速的总结 (18)附电气图 (19)参考文献 (19)第一章绪论在交流调速中，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。
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三、设计（论文）起止日期： 任务下达日期： 完成日期： 年 年 月 月 日 日
指导教师签名： 年 四、教研室审查意见： 教研室负责人签名： 年 月 日 月 日
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摘
要
本文所讨论的是三相异步电动机的串级调速的基本原理与实现方法。对于一般 交流电动机的调速，我们都是从电动机的定子侧引入控制变量（改变定子供电电压、 频率）来实现的，这对于转子处于短路状态的三相笼型异步电动机是唯一的途径。 但是，对于绕线式异步电动机来说，其转子绕组能够通过变量以实现调速。绕线式 异步电动机转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。通常转子电流随负载的大 小决定，不能任意调节；而转子回路阻抗的调节属于耗能型调速，缺点较多，所以 转子侧的控制变量只能是电动势。在发挥绕线式异步电动机转子的可控性优势的基 础上，提高调速性能需要从两方面着手： 1 从节能角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用 的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率 2 从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足 调速精度、动态响应等指标的要求。 综合所述，利用串级调速系统，是使绕线式异步电动机实现高性能调速的有效 办法。用转子串反电动势来代替电阻，吸收转差功率；用双闭环控制提高系统的静、 动态性能。把这种用附加电动势的方法将转差功率回收利用的调速称为双闭环串级 调速。 【关键字】节能，双闭环，调速，变极
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Abstract
This paper discusses the three-phase induction motor cascade speed control principle and Realization method. For the general AC motor speed, we are all from the motor stator side of the introduction of the control variable ( a change in the stator voltage, frequency ) to achieve, the rotor in a short-circuit state AC squirrel cage rotor asynchronous motor is the only way. However, for winding type asynchronous motor, due to its rotor winding through the variables to achieve the speed. The rotor side of the control variables are the current, electromotive force, resistance. Usually the rotor current with load determines the size, cannot be adjusted; and the rotor loop impedance regulator belonging to the energy dissipation type adjustable speed, a lot of problems, so the rotor side control variables can only be electromotive force. In the play of wound-rotor asynchronous motor control on the foundation of the advantage, improve speed performance to need from two aspects: 1 from the energy point of view, should be the loss in rotor of additional resistance on energy absorption, energy or converted into other useful feedback to the grid, to enhance the transmission efficiency of the system 2 from the high performance speed requirements are taken into account, the application of control theory, the closed loop speed control system composition, meet the accuracy of speed, dynamic response requirement. Above all, use of cascade speed regulation system, is to make the winding type asynchronous motor speed and effective measures to realize high performance. With rotor EMF to replace resistor, absorb slip power; double closed-loop control system can improve the static, dynamic performance. This additional electromotive force method will slip power recovery speed is known as a double closed loop cascade speed control. 【eywords 】Energy saving, Double closed-loop, Speed control, Variable pole
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A n h u i Vo c a c t i o n a l & Te c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y & Tr a d e
毕 业 论 文
三相异步电动机调速系统设计
Three-phase asynchronous motor drive system design
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目录
摘 要................................................................................................................................................. 1 Abstract.............................................................................................................................................4 第 1 章 三相异步电动机的工作原理及结构................................................................................ 6 1.1 三相异步电动机工作原理................................................................................................. 6 1.2 工作原理..............................................................................................................................7 第 2 章 三相异步电动机调速概述................................................................................................ 9 2.1 调速概念.............................................................................................................................9 2.2 调速方法.............................................................................................................................9 2.3 调速范围...........................................................................................................................13 2.4 动态速降...........................................................................................................................13 2.5 恢复时间...........................................................................................................................13 第 3 章 串级调速的基本原理及线路............................................................................................ 13 3.1 串级调速的基本原理........................................................................................................13 3.2 串极调速基本类型........................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 串极调速系统的启动方式............................................................... 错误！未定义书签。 结 论.................................................................................................................................................18 致 谢.................................................................................................................................................19 参考文献...........................................................................................................................................20