交流异步电动机的调速
浅析交流异步电动机调速方式
ｎ （ Ｓ ＝１ ） 一
化的项 目 和成本的管理人员；加强劳动纪律 ，压 电磁 调速 电动机 由笼 型 电动机 、电磁 转 ： 缩非生产用工和辅助用工，严格控制非生产人员 差离合器和 直流励磁 电源 （ 控制器 ）三部 分组
缺点 。所以 ，提高调速效 率、提高功率 因数 、 减少高次谐波 、提高性能价格 比始终是关注 重 １ 、调速效率
参考 艾詹 ｆ 吕明． １ 】 输变电工程项 目 成本管理之我见 阅． 国
家电网报， ０ ９（３ ２０ ０ ）
变频调速是改变 电动机 定子电源的频率 ， 统 主要设备室提供 变频电源的变频 器 ，变频 器 可分 成交流一直流一 交流变频器和 交流一 交流
速范围都较小 。 四 结语
３ 、串级调速
目前变频调 速系统节电效果显著 ，在 工业
十一五 将变 串级调速是指绕 线式电动机转子 回路 中串 企业适用 范围广泛 ，也是 国家 “
关键词： 电 机 调速 节 动 能
入 可调节的 附加 电势来 改变 电动机的转矩 和转 频器使用 作为电机节能 的主要 措施推广原 因之
一
浅析交流异步电动机 调速方式
唐二峰’ 赵学军 国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司 摘要誊简 流异步电 述交 动机目前调速方式
对 调速 方 式及 发展 方 向进行 了阐述 。
０５ ．％，节点效果一般为２ ％ ５ ％，性能是其他 ５ ０ 各种交流调速技术所不能比拟的。 ２ 、电动机调速范 围 变频 调速、定子调压调速和 电磁 转差离合 器调速 的调速范 围较大 其他各种调速 方法 的调
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机是一种常见的电动机械设备,它的转速可以通过改变电流和电压等参数来控制。
在调速过程中,交流异步电动机通常采用以下几种方法:
1. 调速手柄或调速螺丝
这是最常见的调速方法之一,可以通过旋转调速手柄或调速螺丝来改变电动机的转速。
调速手柄或调速螺丝通常由螺纹连接,可以通过改变它们的拧紧程度来改变电动机的转速。
这种方法简单易懂,但需要注意的是,在调速过程中要注意力度和方向,避免对电动机和连接部件造成损害。
2. 软启动器
软启动器是一种电子控制器,它可以调节电流和电压,从而实现电动机的软启动。
软启动器可以通过改变电流和电压的大小来控制电动机的启动时间和速度,从而提高生产效率。
在调速过程中,软启动器可以通过控制电流和电压的大小来调节电动机的转速。
3. 变频器
变频器是一种通过改变电压和频率来调节电流的电子设备。
变频器可以通过控制电机的电压和频率来实现快速调速,并且具有精度高、稳定性好、适应性强等优点。
在调速过程中,变频器可以根据电机的负载情况和工作频率来自动调整电压和频率,从而调节电动机的转速。
交流异步电动机的调速方法有多种,其中调速手柄或调速螺丝是最常见的方法,软启动器也是常用的方法之一。
变频器则是目前最常用的调速方法之一,它具有精度高、稳定性好、适应性强等优点,可以满足不同场合的需求。
此外,交流异步电动机还可以通过改变电机的结构和材料来优化电机的调速性能,提高调速效
率和稳定性。
交流异步电动机变频调速原理
交流异步电动机变频调速原理在异步电动机调速系统中，调速性能最好、应⽤最⼴的系统是变压变频调速系统。
在这种系统中，要调节电动机的转速，须同时调节定⼦供电电源的电压和频率，可以使机械特性平滑地上下移动，并获得很⾼的运⾏效率。
但是，这种系统需要⼀台专⽤的变压变频电源，增加了系统的成本。
近来，由于交流调速⽇益普及，对变压变频器的需求量不断增长，加上市场竞争的因素，其售价逐渐⾛低，使得变压变频调速系统的应⽤与⽇俱增。
下⾯⾸先叙述异步电动机的变压变频调速原理。
交流异步电动机变频调速原理：变频器是利⽤电⼒半导体器件的通断作⽤把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
现在使⽤的变频器主要采⽤交—直—交⽅式（VVVF变频或⽮量控制变频），先把⼯频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
交-直部分整流电路：由VD1-VD6六个整流⼆极管组成不可控全波整流桥。
对于380V的额定电源，⼀般⼆极管反向耐压值应选1200V，⼆极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
（⼆）变频器元件作⽤电容C1：是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，变压器是⼀种常见的电⽓设备，可⽤来把某种数值的交变电压变换为同频率的另⼀数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻：有三个作⽤,⼀过电压保护,⼆耐雷击要求,三安规测试需要.热敏电阻：过热保护霍尔:安装在UVW的其中⼆相,⽤于检测输出电流值。
选⽤时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻：作⽤是防⽌开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容⼆端的电压为0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。
如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过⽆穷⼤的电流导致整流桥炸掉。
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法交流异步电机调速方法对于工业生产具有重要意义，它能够提高生产效率、节约能源并且减少设备的维护成本。
下面我们将详细介绍交流异步电机调速的方法，包括电压调节、频率调节、转子电阻调节和变频调速等。
我们来看电压调节方法。
一、电压调节电压调节是一种简单而有效的交流异步电机调速方法。
通过调节电源的电压来改变电机的输出转矩和转速。
在低电压状态下，电机的输出转矩和转速会降低，而在高电压状态下则会增加。
这种方法简单易行，但是效果有限，且可能影响电机的寿命。
二、频率调节频率调节是另一种常见的交流异步电机调速方法。
通过改变电源的输出频率来改变电机的转速，实现调速的效果。
在工业生产中，通常采用变频器来实现频率调节，它能够准确地控制电机的输出频率，实现精确的调速效果。
频率调节方法精度高，但需要专门的变频器设备，成本也相对较高。
三、转子电阻调节转子电阻调节是一种早期的交流异步电机调速方法。
通过改变电机转子上的外接电阻，来改变电机的转速。
这种方法已经日渐淘汰，因为它存在电器损耗大、调速精度低等缺点。
四、变频调速变频调速是目前应用最广泛的一种交流异步电机调速方法。
通过变频器来改变电源的频率和电压，从而控制电机的输出转速。
变频调速具有调速范围广、响应速度快、能耗低等优点，已经成为许多工业生产中的标配调速方法。
除了以上介绍的几种方法外，还有一些基于磁阻变化原理的电磁式调速、基于转子电流控制的矢量调速等高级调速方法。
随着科技的发展，交流异步电机调速技术也在不断演进，相信未来会有更多更先进的调速方法出现，为工业生产带来更多便利和效益。
论交流异步电动机的调速应用
XXXX大学毕业设计题目：交流异步电动机调速设计与应用姓名：学院：专业：（专业必须为全称）班级：（用阿拉伯数字填写）学号：（用阿拉伯数字填写）指导教师：年月日目录目录 (1)摘要 (2)第1章绪论 (3)1．1电气传动技术的发展概况 (3)1．2 定子调压调速 (3)1．3 串级调速 (3)1．4 变极调速 (4)1．5 变频调速 (4)1．6普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 (4)第2章变频调速技术及其应用 (5)2．1变频调速技术的意义与应用 (5)2．2异步电动机的变频变压调速(VVVF) (5)2．3变频器的基本结构 (5)2．4 SPWM变频器的原理 (6)第3章普通交流异步电动机变频调速性能 (9)3．1普通交流异步电动机的T形等效电路 (9)3．2交流异步电动机起动频率范围的确定 (9)3．3交流异步电动机起动原理 (10)第4章普通交流异步电动机变频调速最佳调速范围 (12)4．1变频调速对普通交流异步电动机的影响 (12)4．2 电动机性能的测试方法及设备 (14)结论与展望 (15)参考文献 (16)致谢 (17)摘要普通交流异步电动机变频调速系统被广泛应用，但是，普通交流异步电动机都是按恒频、恒压设计的，在频率改变时，电动机的参数和性能都将发生改变。
由于异步电动机本身的非线性性，加上工作频率的改变，使其建模非常困难，因此，长期以来，在设计普通交流异步电动机变频调速系统时，只是凭借经验确定一些重要参数。
本论文计算分析了在基频以下、以恒压频比方式供电下，变频调速时普通交流异步电动机启动电流、转矩的变化规律，并提出了根据电动机负载确定其最佳启动频率范围的方法。
然后，以具体的普通交流异步电机变频调速系统为研究对象，重点测试了变频调速时异步电动机的各项性能数据，并据此提出了普通交流异步电动机变频调速的最佳调速范围，从而为普通交流异步电动机变频调速系统的设计提供了重要的理论依据。
实验二 三相交流异步电动机变频调速实验
实验二三相交流异步电动机变频调速实验一、实验目的1.学习和掌握变频器的操作及控制方法；2.深入了解三相异步电动机变频调速性能；3.进一步学习PLC控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。
二、实验原理1.三相交流异步电动机变频调速原理通过改变三相异步电动机定子绕组电压的频率，可以改变转子的旋转速度，当改变频率的同时改变电压的大小，使电压与频率的比值等于常数，则可保证电动机的输出转矩不变。
变频器就是专用于三相异步电动机调频调速的控制装置。
它的输入为单相交流电压（控制750W及以下的小功率电动机）或三相交流电压（控制750W以上的大功率电动机），而输出为幅值和频率均可调的三相交流电压供给三相异步电动机。
变频器的生产厂家很多，产品也很多，但基本原理相同。
本实验中采用的是松下小型变频器VFO 200W，有如下几种操作模式。
（1）运行/停止、正转/反转的操作模式：对于电动机的启动/停止以及正反转的控制有外部操作和面板操作两种模式，通过专用参数的设定来实现。
面板操作模式：通过变频器自带面板上的操作键实现运行/停止、正转/反转控制；外部操作模式：通过接在变频器专用输入端开关信号的接通、断开实现运行/停止、正转/反转。
（2）频率设定模式：频率的设定分为面板设定、外部设定两种，通过专用参数的设定来实现。
面板设定模式是根据面板上的电位器或专用键来设定频率的大小。
外部设定模式可以通过变频器上专用输入端上的电位器、电压信号、电流信号、开关编码信号以及PWM信号来实现频率的设定。
2.实验电路图本次实验的主要内容为“外部控制和外部电位器频率设定”。
实验电路图如图17.1所示。
图17.1 三相交流异步电动机变频调速实验电路图由图17.1可知，运行时，PLC程序要使Y4为1，停止时要使Y4为0，频率大小通过改变1、2、3端连接的电位器位置来调节。
3.电路接线表本实验的电路接线表如下表17.1（注：图17.1中方框内的接线已经在内部接好，不需再接线）表17.1 三相交流异步电动机变频调速实验电路接线图三、实验步骤1.按表17.1接线（为了安全起见，接线时请务必断开QF4）；2.征得老师同意后，合上断路器QF2和QF4，接通操作面板上的电源开关；3.运行PC机上的PLC工具软件FXGP_WIN-C，输入课前编好的PLC程序（或直接打开已经编制好的，路径为：HJD-DJ1 \程序\实验17\变频调速.PMW），确认程序无误后，将其写入到PLC并运行。
交流异步电动机变频调速原理及特点
交流异步电动机变频调速原理及特点摘要：在交流异步电动机的各种调速方法中，变频调速因其调速性能好、效率高被公认为是异步电动机的一种比较理想调速方法，也是交流调速系统的主要发展方向。
下面就变频调速的基本原理与基本控制方式，分类与特点谈谈自己的理解.关键词：功率因数；恒转矩负载；恒功率负载；脉冲幅度调制方式；脉冲宽度调制方式一变频调速的基本原理与基本控制方式1.变频调速的基本原理根据异步电动机的转速表达式n=（1-s）60f/p可知，改变异步电动机的供电频率f，可以改变异步电动机的转速n，这就是变频调速的基本原理.由电机理论可知，三相异步电动机定子每相电动势E为：E=4.44fNQ.从该式可知，磁通Q是由E和f共同决定的.在电动机定子供电电压保持不变情况下，只改变频率f，将引起磁通Q的变化，可能出现励磁不足或励磁过强的现象.当频率f降低时，磁通将增加，这会引起磁路饱和，定子励磁电流上升，铁耗急剧增加，造成电动机功率因数和效率下降，这种情况是电机实际运行所不允许的；反之，当频率升高时，则磁通将减小，同样的转子电流下将使电机输出转矩下降，电动机的负载能力下降.因此，在变频调速时，应尽可能使电动机的磁通保持额定值不变，从而得到恒转矩的调速特性.而对于恒功率负载，因为P=Mn=定值，也就是说，对恒功率负载采用变频调速时，若满足电压与频率平方根的比值等定值，则电机的过载能力不变，但气隙磁通将发生变化；若满足电压与频率的比值等定值，则气隙磁通维持不变，但过载能力将发生变化.这说明变频调速特别适用恒转矩负载.2.变频调速的基本控制方式异步电动机的变频调速分为以下两种情况.即额定频率以下的恒磁通变频调速和额定频率以上的弱磁通变频调速.首先额定频率以下的恒磁通变频调速，这是从电机额定频率向下调速的情况.由于磁通与E/f成正比，故调节定子的供电频率f时，按比例调节定子的感应电动势E，即保持E/f=常数，可以实现恒磁通变频调速，这相当于直流电动机调压调速的情况，属于恒转矩调速方式.但是，由于定子感应电动势是无法直接测量和直接控制的，因此，只能直接调节的是外加的定子供电电压U.若忽略定子绕组阻抗压降，则U=E，因此可以采用U/f=常数的恒压比控制方式进行变频调速.在进行恒压比的变频调速时，当f较小时，由于U也较小，因而定子绕组阻抗压降相对较大，故不能保持磁通不变.因此，这种恒压比的变频调速只能保持磁通近似不变，实现近似的恒磁通变频调速，在这种情况下，可以采用专门电路，在低速时人为地适当提高定子电压，以补偿定子阻抗压降的影响，使磁通基本保持不变，实现恒磁通、恒转矩的变频调速。
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点异步电动机是一种常用的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
为了满足不同工作条件下的需求，异步电动机需要进行调速。
本文将介绍异步电动机的调速方法及其特点，并从人类视角出发，用自然流畅的语言描述。
一、定子电压调制法定子电压调制法是一种常见的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变定子电压的幅值和频率来实现调速。
具体操作是改变电源电压的大小和频率。
当电压增加时，电动机转速会增加；当电压减小时，电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是操作简单，调速范围较大，但调速精度较低。
二、转子电流调制法转子电流调制法是另一种常用的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变转子电流的幅值和相位来实现调速。
具体操作是改变转子电流的大小和相位差。
当电流增加时，电动机转速会增加；当电流减小时，电动机转速会降低。
这种调速方法的特点是调速响应快，调速精度高，但操作复杂，需要专门的电调设备。
三、频率变换调速法频率变换调速法是一种比较复杂但调速效果较好的异步电动机调速方法。
其原理是通过改变电源频率来实现调速。
具体操作是通过变频器将电源的频率转换为所需的频率。
这种调速方法的特点是调速范围广，调速精度高，但设备成本较高，需要专门的变频器设备。
四、电阻调速法电阻调速法是一种简单但调速范围较小的异步电动机调速方法。
其原理是通过在转子电路中串联电阻来改变转矩和转速。
具体操作是改变电阻的大小。
当电阻增加时，电动机转速会降低；当电阻减小时，电动机转速会增加。
这种调速方法的特点是操作简单，但调速范围有限，调速精度较低。
总结起来，异步电动机的调速方法有定子电压调制法、转子电流调制法、频率变换调速法和电阻调速法。
这些调速方法各有特点，适用于不同的工作条件和需求。
定子电压调制法操作简单，调速范围大；转子电流调制法调速响应快，调速精度高；频率变换调速法调速范围广，调速精度高；电阻调速法操作简单，但调速范围有限。
根据实际需求选择合适的调速方法，可以提高异步电动机的工作效率和稳定性。
三相交流异步电动机的启动调速及制动
三相交流异步电动机的启动调速及制动一、三相交流异步电动机的启动电动机从接入电网开始转动，逐渐增加转速一直达到正常转速为止，这段过程为启动过程，通常只有几十分之一描到几秒钟。
启动电流与启动转矩是衡量电动机好坏的主要依据。
电动机开始转动时转子电路中感应电动势最大，一般为额定情况下的20倍左右。
但由于此时转子电抗也最大，故转子电流为额定情况下的5-8倍。
由于异步电动机转子电能是由定子绕组供给的，所以定子绕组中的电流亦将为额定时的4-7倍。
起动时虽然转子电流较大，但此时电抗也很大，则使转子功率因数COS①2很小，所以启动转矩并不大。
启动电流大，电网电压降大，影响其他电气设备的正常工作；其次对于频繁开、停的设备将使其电动机发热，影响电动机的寿命。
启动转矩小，电动机不能带负载启动或是启动时间过长而使电动机温升过高。
衡量电动机启动性能的好坏，主要有如下三点：1、启动电流尽可能小；2、启动转矩尽可能大些；3、启动设备简单、经济，操作方便二、三相鼠笼式异步电动机的启动1、全压启动把电动机直接接到电压与电动机额定电压相等的电网上则称为全压启动。
这种方法的优点是操作简便，成本低；但启动电流较大。
为了保证电动机启动时不引起电网电压下降太多，电动机的额定容量满足下列经验公式的要求时才允许全压启动：Ist∕IR<3∕4+上述表达式中ISt表示电动机起动电流，IR表示电动机额定电流，一般情况下1st大约为4〜7倍，因为电动机的额定容量不超过电源变压器容量的15%〜20%时都允许全压启动。
2、降压启动降压起动是用降低电动机端电压的办法来减小启动电流。
当电压降低时起动转矩按电压的平方成正比例下降，故此种方法适用于空载或轻载情况下起动。
降压起动有三种方法：a.串电阻降压起动：这种方法是在三相定子绕组中串接相同电阻（或变阻器）。
分手动与自动控制两种。
b.星形一三角形降压起动：这种起动方法适用于工作时定子绕组为三角形接法的电动机。
4章 交流异步电动机变频调速系统
为交流异步电动机转矩系数，其中Nr为转子绕组有效匝数；
φr为转子功率因数角。
可见，转矩控制的困难体现在以下几点： T T ① m 是由定子电流is iA , iB , iC 和转子电流 ir ia , ib , ic 共同产生的，它的
空间位置相对于定子和转子都是运动的。 ② m 与 I r 是两个相互耦合的变量，且 I 对于一般的鼠笼形异步电机是无法 r ③ r 是与转速相关的时变量（与转差s有关）， 且当电机运行时转子电阻 Rr 随温度变化而变化， Te 也随之变化。除此以外，式中的 Te 只是平均转矩的概念， 对平均转矩的控制已十分困难了，更何况瞬时转矩。对转速的控制实质上就是 对转矩的控制，转矩控制的困难是实现交流电机高性能调速的主要障碍，也是 过去限制交流调速系统获得广泛应用的主要原因。 2）调速装置中器件发展的限制：调速装置中两大组成部件是主电路和控制电路。 主电路中的主要器件—电力电子功率器件在近五十年来更新换代了五代之多，以 适应变频调速（PWM脉宽调制）的需要。控制电路中的主要器件—微处理器在 近二十年中运算速度提高了数倍，以适应高性能变频调速复杂算法的需要。交流 调速系统的发展依赖于新型电力电子器件的应用、微电子技术的发展。
直流调速系统中各部分分别为5%，40%和55%，而交流调速系统中各部分分别 为10%，60%和30%。特别是当功率大于500 kW，交流调速系统的成本比直流 调速系统的成本明显降低。 4.1.2交流电动机的调速方法及其主要应用领域 1．交流电动机的调速方法 由电机学可知，交流电动机的同步转速表达式为 60 f s （4.6） ns np ns 为同步转速。 式（4.6）中，np为电机极对数；fs为电机定子供电频率； (1) 同步电动机的调速方法 可见，均匀地改变同步电动机的定子供电频率fs，就可以平滑地调节电动机
交流异步电动机的调速
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晶闸管串级调速
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的原理线路图
TY TYY
U U
IN 2p 2IN p
1
❖ 功率增加一倍，转速增加一倍，转矩保持不便；
❖ 属于恒转矩调速
❖ 适用于：恒转矩负载，如起重机、运输带等
20变极调速的机械特性：
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皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
❖ 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
T1
T2
s smD
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（三）晶闸管串级调速的基本原理
晶闸管串级调速具有调速范围宽，效率高（转差功率可反馈电 网），便于向大容量发展等优点，是很有发展前途的绕线转子异步 电动机的调速方法。它的应用范围很广，适用于通风机负载，也可 用于恒转矩负载。其缺点是功率因数较差，现采用电容补偿等措施， 功率因数可有所提高。总之，晶闸管串级调速向大功率发展，是很 有前途的。
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12
第三节 改变定子极数调速
❖ 改变定子极对数的同时，必须相应改变转子的级数。 绕线式电机要满足这个要求很困难；
❖ 而笼形异步电动机转子的极对数能自动随定子磁场 的极对数的变化而变化，所以变极调速适用于笼形 异步电动机。
❖ 单绕组双速电动机：一套定子绕组，具备两种极对 数，根据接法不同，得到两个不同的同步转速；
第四章 交流异步电动机拖动系统的调速
由异步电动机转速的表达式：
n
ns
1
s
60 f1 p
1
s
调速方法有三种：
❖ 改变定子绕组的极对数 p
❖ 改变电源频率 f
交流异步电动机的调速方法及特点
交流异步电动机的调速方法及特点异步电动机是一种常用的电动机类型，其调速方法主要有电压调制调速、转子电流调制调速和频率调制调速。
下面将分别介绍这三种调速方法的特点。
1. 电压调制调速：电压调制调速是通过改变电动机的供电电压来实现调速的方法。
在这种方法中，通过改变电动机的输入电压，可以改变电动机的转矩和转速。
电压调制调速主要通过改变电动机的输入电压和功率因数来实现调速。
其特点是调速范围广，调速精度高，但是调速过程中容易产生谐波和电磁干扰。
2. 转子电流调制调速：转子电流调制调速是通过改变电动机的转子电流来实现调速的方法。
在这种方法中，通过改变电动机的转子电流，可以改变电动机的转速和转矩。
转子电流调制调速主要通过改变电动机的转矩特性来实现调速。
其特点是调速范围广，调速精度高，但是调速过程中容易产生转子电流过大和电磁干扰的问题。
3. 频率调制调速：频率调制调速是通过改变电动机的输入频率来实现调速的方法。
在这种方法中，通过改变电动机的输入频率，可以改变电动机的转速和转矩。
频率调制调速主要通过改变电动机的输入频率和电压来实现调速。
其特点是调速范围广，调速精度高，但是调速过程中需要改变电动机的输入电压和频率，所以需要特殊的调速设备。
总的来说，异步电动机的调速方法主要有电压调制调速、转子电流调制调速和频率调制调速。
这三种调速方法各有特点，可以根据实际需求选择合适的调速方法。
电压调制调速适用于调速范围广、调速精度高的场合；转子电流调制调速适用于调速范围广、对调速精度要求较高的场合；频率调制调速适用于调速范围广、对调速精度要求较高的场合。
在实际应用中，根据不同的调速需求和系统要求，可以采用不同的调速方法。
同时，还可以结合多种调速方法，如电压调制和转子电流调制相结合，以实现更精确的调速效果。
在选择调速方法时，需要考虑电动机的负载特性、调速精度要求、系统稳定性等因素，并选择合适的调速设备和控制策略，以实现理想的调速效果。
交流异步电动机变频调速原理
第一节 交流异步电动机变频调速原理根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为：)1(**60s pf n -= （2-1-1） 式中： n 一 电动机转速/分钟，单位：r/min ；p 一 电动机磁极对数；f 一 电源频率，单位：Hz ；s 一 转差率，10<<s 。
注：p 是磁极对数，不是磁极数。
由式（2-1-1）知，影响电动机转速的因素有：电动机的磁极对数 p ，转差率 s 和电源频率f 。
对于给定的电动机，磁极对数 p 一般是固定的；通常情况下，转差率 s 对于特定负载来说是基本不变的，并且其可以调节的范围较小，加之转差率 s 不易被直接测量，调节转差率来调速在工程上并未得到广泛应用。
如果电源频率可以改变，那么通过改变电源频率来实现交流异步电动机调速的方法应该是可行的，这就是所谓变频调速。
由电机学原理知，如忽略绕组间的互感、绕组的漏感及空间电磁谐波，交流异步电动机的相等效稳态电路如图 2-1-1。
图 2-1-1 交流异步电动机的相等效稳态电路由戴维南定理，图 2-1-1电压平衡方程式为：U = E + I * r （2-1-2）式中： U 一 相电压 ；E 一 定子绕组的感应电动势；I 一 定子绕组的相电流；r 一 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和。
交流异步电动机的定子绕组的感应电动势是定于绕组切割旋转磁场磁力线的结果， 其有效值计算如下：E = K * f * Φ （2-1-3） 式中：Ｋ 一 与电动机结构有关的常数；ｆ 一 电源频率；Φ 一 磁通量 。
由式（2-1-2）知，加在电机绕组端的电源电压Ｕ，一部分产生感应电动势Ｅ，另一部分消耗在电阻 r （ 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和 ）上 。
其中定子绕组的相电流 I 由两部分构成：21I I I += （2-1-4）电机的定子电流有一小部分1I 用于建立磁场的主磁通，其余大部分2I 用于产生拖动负载的电磁力。
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法
一、改变电源频率调速法
改变电源频率调速法是通过改变电源频率来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和电源频率成正比，因此可以通过改变电源频率来调节电机的转速。
在工业应用中，变频器是最常用的改变电源频率的设备。
通过改变变频器的输出频率，可以实现对电机速度的精确控制。
二、改变极对数调速法
改变极对数调速法是通过改变电机的极对数来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和极对数成反比，因此可以通过增加或减少电机的极对数来调节电机的转速。
在工业应用中，可以通过改变电机的接线方式或使用专门的极数转换器来实现极对数的改变。
三、改变转差率调速法
改变转差率调速法是通过改变电机的转差率来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转差率可以通过改变电机的工作环境和内部结构来调整，因此可以通过改变转差率来调节电机的转速。
在工业应用中，可以通过改变电机的负载或使用专门的转差率控制器来实现转差率的调整。
四、调压调速法
调压调速法是通过改变电机的输入电压来实现电机速度调节的一种方法。
由于异步电动机的转速和输入电压成正比，因此
可以通过改变输入电压来调节电机的转速。
在工业应用中，可以使用专门的调压器或变频器来实现电压的调整。
五、串级调速法
串级调速法是通过在电机转子回路中串入一个附加的电动势来改变电机的转差率，从而实现电机速度调节的一种方法。
在工业应用中，可以使用专门的串级调速装置来实现串级调速。
交流异步电动机的调速方法及其特点
交流异步电动机的调速方法及其特点
交流异步电动机是一种常见的电机类型，广泛应用于各种工业、生活和科学研究领域。
调速是交流异步电动机的重要功能之一，能够控制电机的转速和转矩，从而实现不同的应用需求。
以下是几种常见的交流异步电动机调速方法及其特点:
1. 交流电源调速：交流电源调速是通过改变电机的电源频率来实现的。
这种方法的优点是简单易用，能够快速地调节电机的转速和转矩，但是需要使用变压器和整流器等复杂的设备。
2. 交流电源电压调速：交流电源电压调速是通过改变电机的电源电压来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩，但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
3. 液压系统调速：液压系统调速是通过改变电机的液压系统压力来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩，但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
4. 电磁调速：电磁调速是通过改变电机的电磁力来实现的。
这种方法的优点是能够精确地控制电机的转速和转矩，但是需要较高的技术水平和复杂的设备。
交流异步电动机的调速方法多样，每种方法都有其特点和优缺点。
选择合适的调速方法需要考虑实际应用的需求和技术水平，以及电机的特性和负载情况等因素。
交直流调速
1．试述交流异步电动机调速的方法，分类及其特点。
常见的交流调速方法有：①降压调速；②电磁转差离合器调速；③绕线型异步电动机转子回路串电阻调速；④绕线型异步电动机串级调速；⑤变极调速；⑥变压变频调速等等。
分类及其特点：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，上述的第①、②、③三种调速方法都属于这一类。
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。
可是结构简单，设备成本最低2) 转差功率馈送型调速系统。
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。
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，上述的第⑤、⑥两种调速方法属于此类。
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。
2．请叙述交流异步电动机电压频率协调控制的方式及其各自的特点。
1) 恒压频比（恒值=1ωU s ）控制。
由m Ns s g s k N f .E U φ1444=≈可知，只要控制好g E 和1f ，便可达到控制气隙磁通m φ的目的。
当频率1f 从N f 1向下调节时，必须同时降低g E ，使常值==m N Ns s g k N .f E φ4441。
然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。
当电动势值较高时，可以忽略定子电组和漏感压降，而认为定子相电压g s E U ≈，则得常值=1f U s ，即恒压频比的控制方式。
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。
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23
二、恒转矩变频调速
TNf
U f 1 TN U f
2 1 2 1N 2 1N 2 1
2 1 1 1
在高、低速运行时，电动机绕组内均流过额定电流，这样在两种联 结法下的转矩之比为 U IN 2 p T
Y
TYY
U 2I N p
1
功率增加一倍，转速增加一倍，转矩保持不便； 属于恒转矩调速 适用于：恒转矩负载，如起重机、运输带等
16
Y—YY联接变极调速的机械特性：
13
二、三种常用的变极接线方式
1、单星形－－－并联的双星形 2、单星形－－－反向串联的单星形 3、三角形－－－双星形
14
星形联结改变成两个并联的星形联结
三角形联结改变成两个并联的星形联结
15
1. Y—YY联接变极调速
变极调速时，电动机的容许输出功率或转矩在变速前后的关系。 输出功率为 P P 3U I cos
为常数） （式中 C m1 p / 8π 2 L1 L2
U f1 U f1 定值
2 U
R1 R12 X 1 X 2
2
Tmax U C f1
2
22
TNf
U f TN U f
2 1 2 1N
2 1N 2 1
第一节 绕线转子异步电动机 转子串电阻调速
转子电路串接不同电 阻时的人为特性
1
转子回路串入电阻越大， 电机转差率越大，电机转 速越低；
低速时人为机械特性软；
损耗大，效率下降，属于 恒转矩调速 有级调速，设备简单，只 适合有载调速；在调速要 求不要和拖动容量不大的 生产机械上应用十分普遍。 2
2. 以电源频率＝50Hz为基本频率。
21
一般认为，在任何类型负载下变频调速时，若能保
持电动机的过载能力不变，即过载倍数等于额定条 件下过载倍数，此时，电动机的运行性能较为理想。
TmN Tmf T TN TNf
Tmax
s 2
m1
R1 当定子频率较高时 X 1 X 2
对于风机类负载，调速范
围较大，但是低速时功率因
数低，电流大；
为了扩大在恒转矩负载时 的调速范围，需要采用转子
改变异步电动机定 子电压的人为特性
电阻较大的高转差率电动机。
5
转子电路电阻较高时改 变定子电压的人为特性
对于恒转矩负载， 扩大了调速范围； 缺点：机械特性太 软。
6
开环系统的调压调速，机械特性较软，调速
R2 RΩ 2 X 2 s 1
2
R2 / sN R2 2 X 2 s N
2
cos 2 N 定值
3
cos 2N TN 定值 T CT 1 N I 2N
转子损耗功率为
2 P2 sP 3 I e 2 R2 R
9
四、调压调速电动机的容许输出
1.保证电动机转子电流为额定值时，转速越 低，转差率S越大，电动机输出的转矩越小； 2.忽略空载损耗，输出功率和内生机械功率 相等，转速越低，电动机容许输出的功率越 小； 所以，调压调速既非恒转矩，又非恒功率调 速； 比较适合用于通风机负载，也可用于恒转速 负载，不适合恒功率负载。 10
的极对数的变化而变化，所以变极调速适用于笼形 异步电动机。
单绕组双速电动机：一套定子绕组，具备两种极对 数，根据接法不同，得到两个不同的同步转速； 三速或四速电动机：定子中放两套独立的绕组。
12
一、变极方法
改变定子磁极对数，通过改变定子绕组接线 来实现； 使得定子每相绕组中一半绕组的电流改变方 向。
五、定子调压调速的特点
优点：调速平滑，采用闭环调速系统时，机 械特性很硬，调速范围可达到10；
缺点：变转差率调速，低速时功率损耗大，
效率低
适用：中小容量的交流电动机。
11
第三节
改变定子极数调速
改变定子极对数的同时，必须相应改变转子的级数。 绕线式电机要满足这个要求很困难；
而笼形异步电动机转子的极对数能自动随定子磁场
范围不大；
为了克服这个缺点，现代的调压调速系统广 泛采用测速反馈的闭环 2.电流环
8
三、调压调速闭环控制的静态特性
闭环系统的机械特性的硬度比开环系统大大 提高； 可将变极调速和调压调速相结合，进一步扩 大调速范围 变极调速：粗调
调压调速：细调，从而实现平滑调速
转子电路串接 不同电阻时的 人为特性
在额定电压时，磁通恒定值，调速时
I2 I2N E2 R2 2 X 2 s N
2
E2 R2 RΩ 2 X 2 s 1
2
定值
R2 R2 RΩ sN s1
cos 2
R2 RΩ / s1
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2. △—YY联接变极调速
当定子绕组从一个三角形联结改成二个星形联结的并联时，极对数 也减小一倍，ns 也增加一倍。两种联结法的功率比为
3U I N P2Δ 3 0.866 P2YY U 2 I N 2
输出的功率只增加了近似15%，故可以认为 是恒功率调速； 转速增加一倍，功率近似不变，转矩近似下 降一半； 应用于各种机床切削等恒功率负载。
输出功率为
P 2 P e 1 s
调速时转子电路的效率为 Pe 1 s P2 1 s P2 ΔP2 Pe 1 s sPe
当转速降低（s 增高）时，效率下降，转子损耗功率 增高，故经济性不高。
4
第二节
改变定子电压调速
一、调速原理和调速性能
对恒转矩负载，调速范围 很小，适用价值不高；
18
△—YY联接变极调速的机械特性：
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变极调速的特点：
操作简单，机械特性硬，效率高，可以获得 恒转矩或恒功率调速特性；
变极调速是一个有级调速，调速级数少，不
是平滑调速；
一般用于机床设备上作为粗调。
20
第四节
一、概念
变频调速
1. 改变供电电源的频率可以使旋转磁场的转 速随之变化，电动机的转速也跟着改变，这 种调速称为变频调速；