交流电动机变频调速控制方案
第四章 交流电动机调速控制系统
r12
(X1
c1 X
' 20
)2
]
(4-8)
因 r12
(X1
c1
X
' 20
)
2
,近似得:
Mm
1 2c1
2f1[r1
m1PU12
(X1
c1 X
' 20
)]
(4-9)
2. 生产机械的转矩特性
摩擦类 特性曲线见图(a) 负载: ,位于1、3象限。
生产机械
恒转矩负载:它的负载转矩是一 个恒值,不随转速 而改变。
——定子极对数
(4-3)
4).传给转子的功率(又称电磁功率)与机械功率、转子铜耗之间有如下
关系式 : PMX PM PM 2 (1 S)PM
(4-4)
式中:
PM ——传给转子的功率(又称电磁功率)
PMX ——机械功率
PM 2 ——转子铜耗
5).电机的平均转矩为:
M CP
PMX
M0 Mn 否则电机无法进入正常运转工作区。
交流机的起动电流一般为额定电流的4~6倍 ,起动时 一般要考虑以下几个问题:
图4-7 机械特性曲线
1. 应有足够大的起动力矩和适当的机械特性曲线。 2. 尽可能小的起动电流。 3.起动的操作应尽可能简单、经济。 4.起动过程中的功率损耗应尽可能小。
普通交流电机在起动过程中为了限制起动电流,常用的起动方法有三种。即:
图6-1的等效电路,经化简后得到能耗制动的等效电路如图4-10所示。
图4-10 能耗制动的等效电路
图中:
•
I1 ——直流励磁电流的等效交流电流
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种能够控制交流电动机转速的设备,通常用于工业生产中的电机调速和节能控制。
它通过改变电机输入的电压和频率,使电机达到所需的转速。
变频器的控制方法有多种,下面将详细介绍几种常见的控制方法。
1. 简单开关控制方法简单开关控制方法是变频器最基本的控制方式,通过控制电机的开/关状态来实现转速控制。
这种方法的控制精度较低,转速调节范围也较有限,适用于一些对转速要求不高的应用。
2. 转矩控制方法转矩控制方法是通过调节变频器输出的电压和频率来实现对电机输出转矩的控制。
通过改变电压和频率的比例关系,可以实现电机的恒转矩调速。
这种控制方法适用于一些需要保持恒定转矩的场合,如起重机械、卷取机等。
3. PI控制方法PI控制方法是一种闭环控制方法,它通过测量电机的输出转速与期望转速之间的差异,并根据差异调整变频器的输出电压和频率来控制转速。
这种控制方法具有较高的控制精度和适应性,可以根据实际情况进行参数调整,实现稳定的转速控制。
4. 矢量控制方法矢量控制方法是一种高级的闭环控制方法,它可以实现更精确的转速控制和较高的转矩响应。
矢量控制方法通过对电机的电流、电压和转速进行测量和计算,并根据计算结果调整变频器的输出,使电机能够精确地跟随给定的转速和转矩变化。
5. 力矩控制方法力矩控制方法是一种特殊的转矩控制方法,它可以根据负载的力矩需求来调整电机输出的转矩。
通过测量负载的力矩大小,并根据力矩与转速的关系进行计算和控制,可以实现对电机输出的力矩进行精确的控制。
综上所述,变频器的控制方法有简单开关控制、转矩控制、PI控制、矢量控制和力矩控制等多种方式。
不同的控制方法适用于不同的应用场合,可以根据实际需求选择最合适的控制方式。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大,变频器的控制方法也在不断发展和创新,为工业生产提供更加高效和可靠的电机控制解决方案。
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。
2-交流电机变频调速详解
以下情况要选用交流输出电抗器
变频器到电机线路超过100米(一般原则)
以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量(自由停车需要1min以上,恒速运行电流小于加速电流的设备)
变频器选型—选型原则
使用通用变频器的行业和设备 使用矢量变频器的行业和设备
纺织绝大多数设备
冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬 石化用风机、泵、空压机 电梯门机、起重行走 供水 油田用风机、水泵、抽油机、空压机
多
0.4-315KW
EV1000 EV2000
TD3000 2.2-75KW TD3100 高 TD3300
高动态性能 动态性能好 总线设计 精确控制 网络化应用 行业专用
0.4-5.5KW
功 能
TD900
调速、通讯 操作简便
功能丰富 适用面广
高稳态性能
成 本
完整的功率段 行业专用
少
宽电压范围
元件化设计
R S T P1 (+) PB (-) U V
MOTOR
W
PE
POWER SUPPLY
制动电阻
工频电网输入 380V 3PH/220V 3PH
直流电抗器
三相交流电机
220V 1PH
变频器的构成—控制回路接口
接口类型 主要特点 主要功能
开关量输入
开关量输出 模拟量输入
无源输入,一般由变频 启/停变频器,接收编码器信号、多 器内部24V供电, 段速、外部故障等信号或指令
2.3 交流电机变频调速
•概 述
异步电机的变压变频调速系统一 般简称为变频调速系统。由于在调速 时转差功率不随转速而变化,调速范 围宽,无论是高速还是低速时效率都 较高,在采取一定的技术措施后能实 现高动态性能,可与直流调速系统媲 美。因此现在应用面很广,是本篇的 重点。
交流与直流电机-调速方法-分类-原理-优缺点-应用
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用三相交流电机调速有哪些方法1 变极调速。
2变频调速。
3变转差率调速.。
三相交流电机有很多种。
1。
普通三相鼠笼式。
这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速(F/U)。
2.三相绕线式电机,可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。
这种方式常用在吊车上。
长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接,因为电阻会消耗大量的电能。
通常是串可控硅,通过控制可控硅的导通角控制电流。
相当于改变回路中的电阻达到同上效果。
转子的电能经可控硅组整流后,再逆变送回电网。
这种方式称为串级调速。
配上好的调速控制柜,据说可以和直流电机调速相比美。
3.多极电机.这种电机有一组或多组绕组.通过改变接在接线合中的绕组引线接法,改变电机极数调速.最常见的4/2极电机用(角/双Y)接。
4.三相整流子电机。
这是一种很老式的调速电机,现在很用了。
这种电机结构复杂,它的转子和直流电机转子差不多,也有换向器,和电刷.通过机械机构改变电刷相对位置,改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。
这种电机用的是三相流电,但是,严格上来说,其实它是直流机.原理是有点象串砺直流机。
5.滑差调速器。
这种方式其实不是改变电机转速。
而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度,改变离合器输出轴的转速来调速的.还有如,硅油离合器,磁粉离合器,等等,一此离合机械装置和三相电机配套,用来调速的方式。
严格上来说不算是三相电机的调还方式.但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。
直流电机的调速方法一是调节电枢电压,二是调节励磁电流,而常见的微型直流电机,其磁场都是固定的,不可调的永磁体,所以只好调节电枢电压,要说有那几种调节电枢电压方法,常用的一是可控硅调压法,再就是脉宽调制法(PWM)。
PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
交流电动机调速方法
交流电动机调速方法
交流电动机调速方法有多种,以下是常见的几种方法:
1. 变频调速:通过调节电动机供电频率,改变电动机转速来实现调速。
变频器可以根据负载情况和工艺要求,自动调整输出频率,从而控制电动机的转速。
2. 阻抗调速:通过改变电动机回路的阻抗,来改变电动机的转速。
常用的方法有电阻调速、自耦变压器调速和感性电压调速等。
3. 矢量控制:利用矢量控制技术,通过改变电动机的电流和电压矢量,来实现对电动机转速的控制。
矢量控制可以实现高精度、高动态性能的调速效果。
4. 直接转矩控制:通过测量电动机的转子位置和转子电流,直接计算出电机的转矩,从而实现对电机转速的控制。
直接转矩控制具有响应速度快、控制精度高的特点。
5. 恒定电压调速:在给电动机供电时保持恒定的电压,通过改变电动机的绕组电阻或连接不同的绕组,来改变电动机的转速。
选择适合的调速方法需要考虑到具体的应用场景、负载要求和经济效益等因素。
在实际应用中,可以根据需要采用单一的调速方法,也可以结合多种调速方法进行组合使用,以达到更好的调速效果。
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。
交流电动机的调速公式
交流电动机的调速公式交流电动机是一种常见的电动机,它是在交流电源的驱动下运行的。
调速是电机控制和应用的基础,因为不同的负载需要不同的运行速度。
本文将重点讨论交流电动机的调速公式。
交流电动机的调速方法交流电动机的调速方法有多种,包括:1. 变频调速变频调速是将交流电源的频率通过变频器变换为可调的频率,从而控制电机的转速。
变频器需要具备输出可调的交流电源,因此具有频率调节功能的变频器一般使用PWM技术实现。
变频器是现代化工中比较常见的调速设备,因为它能够精确地控制电机的转速,并且可以适应各种负载的要求。
2. 控制电压调速控制电压调速是通过改变交流电源的电压来调节电机的转速。
它是一种简单的调速方法,但只适用于轻载和低功率的电机。
电压调速器分为稳压型和变压型两种。
稳压型控制器通过稳压器使电压维持在恒定值,变压型控制器则是通过选择不同的断路器滑动变压器来改变电压值。
3. 变极调速变极调速通过改变电机的极数来调节电机的转速。
交流电机的极数直接影响电机的转速,极数越多转速就越慢,极数越少转速就越快。
变极调速器是一种简单方法,但需要特殊的电机才能使用。
交流电动机的调速公式交流电动机的调速公式取决于电机的类型和调速方法。
下面我们将分别探讨各种电动机和调速方式的调速公式。
1. 滑环异步电动机的调速公式滑环异步电动机的转速n与同步速度ns的差值称为滑差,用s 表示,即s = ns – n。
由此,滑环异步电动机的调速公式为:n = ns – s其中,ns是同步速度,s是滑差。
如果在电机转速为n1时,需要将电机调速至n2,则滑差变化为:s2 – s1 = k(n2 – n1)其中,k是常数。
2. 换相电动机的调速公式换相电动机是一种可以通过调节电源电压和频率来控制转速的电机,因此其调速公式可以表示为:n = kVf其中,n是电机转速,V是电源电压,f是电源频率,k为常数。
3. 等转子异步电动机的调速公式等转子异步电动机是通过改变电源电压或电源频率来调节转速的。
交流电动机变频调速方法研究
交流电动机变频调速方法研究引言:随着现代工业的发展和对能源的节约要求,交流电动机的变频调速方法逐渐被广泛应用。
变频调速可以通过改变电动机的输入频率,调节转速和负载之间的匹配,实现低速大转矩或高速小转矩的工作要求。
本文将研究交流电动机变频调速的方法。
一、变频调速原理:1.原理概述:电动机电源频率=f,电源电压=V,电动机相数=φ输出转矩和转速之间的关系:T=k*M^n,其中k为系数,n为常数。
固定电源电压不变,改变电源频率f,可以调节转速M。
2.调速方案:a)正弦波PWM调制方案:根据输入的信号波形,生成与输入波形相同的输出波形,然后利用多级逆变器将输出电流波形进行滤波处理得到交流输出电压波形。
b)SPWM调制方案:通过多级逆变器将直流电压转换为交流电压,通过控制逆变器的开关管,实现输出电压的变化和频率的变化,从而改变电动机的转速。
c)SVPWM调制方案:通过控制多个开关管的占空比和触发时刻,可以产生更接近理想正弦波的输出波形,实现电动机的精确调节。
二、变频调速方法的优缺点:1.优点:a)可以实现宽范围内的调速,满足不同工况的要求。
b)调速精度高,可以实现恒定转矩和恒定功率控制,提高电动机的运行效率。
c)调速过程平稳,无冲击,减少机械零件磨损。
d)节能效果显著,可以节约电能消耗。
2.缺点:a)变频调速系统的成本较高,包括逆变器、滤波器、控制器等设备的成本较高。
b)变频设备对电网的污染较大,需要采取补偿措施。
c)变频设备的维护和保养要求高,需要定期检查和维修。
三、变频调速在实际应用中的问题及解决方案:1.变频调速系统的电磁干扰问题:变频调速设备会产生一定的高次谐波,对电网和其他设备产生干扰。
解决方案可以采用滤波器等装置来减少干扰。
2.变频调速系统的稳定性问题:变频调速系统存在潜在的震荡和共振问题,需要采取措施来保持系统的稳定。
3.变频调速系统的故障检测和维修问题:变频调速系统是复杂的电力系统,如果出现故障需要及时检测和维修。
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
变频器变频调速方法步骤措施
变频器变频调速方法步骤措施1.引言1.1 概述在文章的引言部分,我们将对变频器变频调速方法的概念进行概述。
变频器,也称为变频调速器,是一种能够通过调节电机输入电压和频率实现电机转速控制的设备。
它通过改变电机供电电压的频率和幅值,来调整电机的转速和输出功率。
变频调速方法指的是利用变频器来实现电机调速的具体步骤和措施。
通过调节变频器的参数和设置,可以实现电机在不同负载条件下的稳定运行,提高电机的效率和控制性能。
变频调速方法主要包括以下几个步骤:首先,确定所需的电机转速范围和工作负载要求;然后,选择适合的变频器型号和额定功率,并进行正确的安装和接线;接下来,根据实际需求,设置变频器的参数,例如输入/输出电压和频率范围、加速度和减速度时间、过载保护等;完成参数设置后,进行电机的启动和调试,并进行负载测试和调整;最后,根据实际情况对参数进行优化调整,以达到最佳的调速效果。
在变频器变频调速方法的措施方面,需要注意以下几点:首先,合理选择变频器的型号和规格,以满足电机的运行要求;其次,进行适当的参数设置和调整,以保证电机的稳定运行和可靠性;同时,注意安全使用变频器,避免过载和短路等故障;最后,定期检查和维护变频器设备,以确保其正常工作和寿命。
总之,变频器变频调速方法是一种有效的电机调速控制手段,可以提高电机的控制性能和节能效果。
通过正确选择变频器型号、合理设置参数和注意安全使用,可以实现电机在不同负载条件下的稳定运行和调速控制。
1.2文章结构文章结构是指整篇文章的组织结构和内容安排。
通过合理的文章结构,可以使文章内容更加清晰和连贯,读者能够更好地理解和吸收文章的信息。
本文将按照以下几个部分的结构进行组织和阐述。
1. 引言部分:在引言部分,我们将简要介绍本文的主题——变频器变频调速方法步骤措施,以及文章的概述、结构和目的。
首先,我们将简要介绍变频器的基本原理,然后详细说明变频调速方法的步骤和相关措施。
最后,我们将总结本文并展望变频调速方法的未来发展趋势。
变频器调速原理及调速方法
变频器调速原理及调速方法随着科技的发展和工业的进步,电机的调速需求也越来越高。
变频器作为一种调速装置,被广泛应用于各个领域。
本文将介绍变频器的调速原理以及常用的调速方法。
一、变频器调速原理变频器是一种能够将电源频率转换为可调的电机运行频率的装置。
其主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器与滤波器:变频器将交流电源转换为直流电源,通过整流器和滤波器将输入的交流电平稳化。
2. 逆变器:逆变器的作用是将直流电压转换为可调的交流电压,用于驱动电机。
逆变器通过控制开关管的开关时间和方式,改变输出电压的频率和幅值,实现电机的调速。
3. 控制电路:控制电路负责监测电机的运行状态和用户的操作指令,通过控制逆变器的工作方式,实现电机的调速。
二、常用的变频器调速方法变频器调速方法多种多样,根据不同的需求和应用场景可以选择不同的方法。
1. 扭矩控制调速:在某些场合需要保持恒定的扭矩输出,可以采用扭矩控制调速方法。
通过改变变频器的输出频率和电压,使得电机的转矩在一定范围内保持恒定。
2. 电压/频率调速:这是最常用的一种调速方法。
通过改变变频器的输出电压和频率,控制电机的转速。
一般情况下,输出电压和频率成正比,通过改变其数值可以实现电机的加速和减速控制。
3. 矢量控制调速:矢量控制调速是一种相对高级的调速方法,它通过对电机的转子位置和速度进行测量和控制,实现对电机的精确调速和定位控制。
矢量控制调速精度较高,适用于对转速要求严格的场合。
4. 模糊控制调速:模糊控制调速是一种基于模糊逻辑的调速方法,它可以根据实际运行状态和用户需求进行实时调整,能够适应不同的工况和负载变化。
5. PLC控制调速:在一些需要自动化控制的场合,可以采用PLC(可编程控制器)控制变频器进行调速。
通过编写PLC程序,实现对变频器的控制和调节。
三、总结变频器调速原理是将电源频率转换为可调的电机运行频率,通过改变输出频率和电压来控制电机的转速。
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
交流电机调速的三种基本方法与特点
交流电机调速的三种基本方法与特点
交流电机调速的三种基本方法分别是:
1. 变频器调速:变频器是利用电力电子元件控制交流电机转速的方法。
通过改变变频器输入的频率和电压,可以控制电机的转速和转矩。
变频器调速具有精度高、调速范围广、机械特性硬等优点,适用于各种交流电机的调速控制。
2. 串级调速:串级调速是指通过在电机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电机的转差,达到调速的目的。
该方法适用于风机、水泵等需要调速的场合,具有效率高、调速范围广等优点。
3. 变极对数调速:变极对数调速方法是通过改变定子绕组的接线方式来改变笼式电动机定子极对数达到调速目的。
该方法适用于金属切削机床等需要平滑调速的场合,具有机械特性较强、稳定性好等优点,但调速范围较小。
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。
变频调速的几种控制方式
变频调速的几种控制方式
1、V/f协调控制
交流电动机的感应电势E=4.44Nf(N为绕组有效匝数)。忽略定子绕组的阻抗,定子电压U≈E=4.44Nf。当改变频率f调速时,如电压U不变,则会影响磁通。例如,当电机供电频率降低时,若保持电机的端电压不变,那末电机中的匝数将增大。由于电机设计时的磁通选为接近饱和值,匝数的增大将导致电机铁心饱和。铁心饱和后将造成电机中流过很大的励磁电流,增加铜耗和铁耗。而当供电频率增加,电机将出现欠励磁。因为T=CmI2′cosφ2(Cm为电机结构决定的转矩系数,I2′为转子电流折算值,cosφ2为转子功率因数),磁通的减小将会引起电机输出转矩的下降。因此,在改变电机的频率时,应对电机的电压或电势同时进行控制,即变压变频(VVVF)。
矢量控制可以获得和直流电动机相媲美的优异控制性能。
3、直接转矩控制
直接转矩控制也是分别控制异步电动机的转矩和磁链,只是它选择定子磁链作为被控制的对象,而不像矢量控制系统那样选择了转子磁链,因此可以直接在定子坐标上计算与控制交流电动机的转矩。即通过实时检测磁通幅值和转矩值,分别与给定值比较,由磁通和转矩调节器直接输出,共同形成PWM逆变器的空间电压矢量,实现对磁链和转矩的直接闭环控制。它不需要分开的电压控制和频率控制,也不追求单相电压的正弦,而是把逆变器和电机视为整体,以三相波形总体生成为前提,使磁通、转矩跟踪给定值,磁链逼近圆形旋转磁场。
2、矢量控制
众所周知,直流电动机具有优良的调速和起动性能,是因为T=CmIa,励磁绕组和电枢绕组各自独立,空间位置互差90°,因而和电枢电流Ia产生的磁通正交,如忽略电枢反应,它们互不影响;两绕组又分别由不同电源供电,在恒定时,只要控制电枢电流或电枢电压便可以控制转矩。而异步电动机只有定子绕组与电源相接,定子电流中包含励磁电流分量和转子电流分量,两者混在一起(称为耦合),电磁转矩并不与定子电流成比例。矢量控制的思路就是仿照直流电动机的控制原理,将交流电机的动态数学方程式进行坐标变换,包括三相至二相的变换(3/2)和静止坐标与旋转坐标的变换,从而将定子电流分解成励磁分量和转矩分量(解耦),它们可以根据可测定的电动机定子电压、电流的实际值经计算求得,然后分别和设定值一起构成闭环控制,经过调节器的作用,再经过坐标反变换,变成定子电压的设定值,实现对逆变器的PWM控制。
plc控制的交流电动机正反转的变频调速原理
plc控制的交流电动机正反转的变频调速原理PLC控制的交流电动机正反转的变频调速原理如下:
1. 变频器:使用变频器将交流电源的频率改变,从而实现电机的调速功能。
变频器具有输入电源、输出电源和控制电源三个部分。
通过控制电源的电压和频率,可以控制电机的转速。
2. PLC控制:PLC通过与变频器进行通信,发送控制指令,控制变频器的电压和频率输出。
根据控制指令,变频器可以实现电机正转、反转和停止的控制。
3. 传感器:通过安装传感器,可以实时监测电机的转速和运行状态。
传感器将转速和状态信息传输给PLC,以便PLC根据需要调整变频器的输出。
4. 转速控制:当需要控制电机正转时,PLC发送指令给变频器,变频器将逐渐增加输出电压和频率,从而加速电机转速。
当需要控制电机反转时,PLC发送相应指令,变频器减小输出电压和频率,逐渐使电机反向转动。
5. 变频器保护:在实际应用中,需要对变频器进行保护,防止过载、过热等现象。
因此,PLC 还需要对变频器进行状态监测,当发生异常时,及时停止电机运行,并进行报警处理。
通过PLC控制的交流电动机正反转的变频调速原理,可以实现电机的精确控制和调速,提高工业自动化生产线的效率和准确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
交流电动机变频调速控制方案(1)开环控制(2)无速度传感器的矢量控制(3)带速度传感器矢量控制( 4)永磁同步电动机开环控制6-12、试分析三相SPWM的控制原理。
在PWM型逆变电路中,使用最多的是图6-43a的三相桥式逆变电路,其控制方式一般都采用双极性方式。
U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc,三相调制信号U ru , U rv 和, U rw的相位依次相差1200。
U、V和W各相功率开关器件的控制规律相同,现以U 相为例来说明。
当Uru > uc时,给上桥臂晶体管V1以导通信号,给下桥臂晶体管V4以关断信号,则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压UUN’= Ud/2。
当Uru < uc时,给V4以导通信号,给V1以关断信号,则UUN’=Ud/2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能二极管VD1(VD4)续流导通,这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定,和单相桥式逆变电路双极性SPWM控制时的情况相同。
V相和W相的控制方式和U相相同。
UUN’、 UVN’和Uwn’的波形如图6-43b 所示。
可以看出,这些波形都只有±Ud两种电平。
像这种逆变电路相电压(uUN’、uVN’和uWN’)只能输出两种电平的三相桥式电路无法实现单极性控制。
图中线电压UUV的波形可由UUN’― UVN’得出。
可以看出,当臂1和6导通时,UUV = Ud,当臂3和4导通时,UUV =―Ud,当臂1和3或4和6导通时,Uuv=0,因此逆变器输出线电压由+Ud、-Ud、0三种电平构成。
负载相电压UUN可由下式求得(6-18)从图中可以看出,它由(±2/3)Ud,(±1/3)Ud和0共5种电平组成。
(a) (b)图6-43三相SPWM逆变电路及波形在双极性SPWM控制方式中,同一相上下两个臂的驱动信号都是互补的。
但实际上为了防止上下两个臂直通而造成短路,在给一个臂施加关断信号后,再延迟△t时间,才给另一个臂施加导通信号。
延迟时间的长短主要由功率开关器件的关断时间决定。
这个延迟时间将会给输出的PWM波形带来影响,使其偏离正弦波。
6-13、分析影响直流伺服电机的影响因素。
(1)驱动电路对机械特性的影响(2)直流伺服电动机内部的摩擦对调节特性的影响(3)负载变化对调节特性的影响6-14、变流技术有哪几种应用形式?举出各种变流器的应用实例。
变流技术按其功能应用可分成下列几种变流器类型:整流器--把交流电变为固定的(或可调的)直流电。
逆变器--把固定直流电变成固定的(或可调的)交流电。
斩波器--把固定的直流电压变成可调的直流电压。
交流调压器--把固定交流电压变成可调的交流电压。
周波变流器--把固定的交流电压和频率变成可调的交流电压和频率。
6-15、什么是PWM?直流PWM调压比其它调压方式有什么优点?斩波器调压控制直流伺服电机速度的方法又称为脉宽调制(Pulse Width Modulation)直流调速。
如图所示为脉宽调速原理示意图。
将图6-31a中的开关S周期性地开关,在一个周期T内闭合的时间为τ,则一个外加的固定直流电压U被按一定的频率开闭的开关S加到电动机的电枢上,电枢上的电压波形将是一列方波信号,其高度为U、宽度为,如图6-31b所示。
电枢两端的平均电压为:(6-17)式中 = /T=Ud/U,(0< <1) 为导通率(或称占空比)。
当T不变时,只要改变导通时间,就可以改变电枢两端的平均电压Ud。
当从0~T改变时,Ud由零连续增大到U。
实际电路中,一般使用自关断电力电子器件来实现上述的开关作用,如GTR、MOSFET、IGBT等器件。
图6-3中的二极管是续流二极管,当S断开时,由于电枢电感的存在,电动机的电枢电流可通过它形成续流回路。
6-16、交流变频调速有哪几种类型,各有什么特点?(1)开环控制开环控制的通用变频器三相异步电动机变频调速系统控制框图如图6-25所示。
图6-25 开环异步电动机变频调速VVVF-通用变频器 IM-异步电动机该控制方案结构简单,可靠性高。
但是,由于是开环控制方式,其调速精度和动态响应特性并不是十分理想。
尤其是在低速区域电压调整比较困难,不可能得到较大的调速范围和较高的调速精度。
异步电动机存在转差率,转速随负荷力矩变化而变动,即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能,也难以达到0.5%的精度,所以采用这种V/F控制的通用变频器异步机开环变频调速适用于一般要求不高的场合,例如风机、水泵等机械。
图6-26 矢量控制变频器的异步电动机变频调速VVVF -矢量变频器(2)无速度传感器的矢量控制无速度传感器的矢量控制变频器异步电机变频调速系统控制框图如图6-26所示。
对比图6-25图,两者的差别仅在使用的变频器不同。
由于使用无速度传感器矢量控制的变频器,可以分别对异步电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制,自动改变电压和频率,使指令值和检测实际值达到一致,从而实现了矢量控制。
虽说它是开环控制系统,但是大大提升了静态精度和动态品质。
转速精度约等于0.5%,转速响应也较快。
如果生产要求不是十分高的情形下,采用矢量变频器无传感器开环异步电机变频调速是非常合适的,可以达到控制结构简单,可靠性高的实效。
(3)带速度传感器矢量控制带速度传感器矢量控制变频器的异步电机闭环变频调速系统控制框图如图6-27所示。
图6-27 异步电机闭环控制变频调速PG-速度脉冲发生器矢量控制异步电机闭环变频调速是一种理想的控制方式。
它具可以从零转速起进行速度控制,即甚低速亦能运行,因此调速范围很宽广,可达100:1或1000:1;可以对转矩实行精确控制;系统的动态响应速度甚快;电动机的加速度特性很好等优点6-17、在PWM型逆变电路中,使用最多的是图6-43a的三相桥式逆变电路,其控制方式一般都采用双极性方式。
U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc,三相调制信号U ru , U rv 和, U rw的相位依次相差1200。
U、V和W各相功率开关器件的控制规律相同,现以U 相为例来说明。
当Uru > uc时,给上桥臂晶体管V1以导通信号,给下桥臂晶体管V4以关断信号,则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压UUN’= Ud/2。
当Uru < uc时,给V4以导通信号,给V1以关断信号,则UUN’=Ud/2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能二极管VD1(VD4)续流导通,这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定,和单相桥式逆变电路双极性SPWM控制时的情况相同。
V相和W相的控制方式和U相相同。
UUN’、 UVN’和Uwn’的波形如图6-43b 所示。
可以看出,这些波形都只有±Ud两种电平。
像这种逆变电路相电压(uUN’、uVN’和uWN’)只能输出两种电平的三相桥式电路无法实现单极性控制。
图中线电压UUV的波形可由UUN’― UVN’得出。
可以看出,当臂1和6导通时,UUV = Ud,当臂3和4导通时,UUV =―Ud,当臂1和3或4和6导通时,Uuv=0,因此逆变器输出线电压由+Ud、-Ud、0三种电平构成。
负载相电压UUN可由下式求得6-18、用SPWM进行交流变频调速所对应的传统方法有哪些?各有什么特点?实施SPWM的基本要求1、单极性SPWM法](1)调制波和载波:曲线①是正弦调制波,其周期决定于需要的调频比kf,振幅值决定于ku,曲线②是采用等腰三角波的载波,其周期决定于载波频率,振幅不变,等于ku=1时正弦调制波的振幅值,每半周期内所有三角波的极性均相同(即单极性)。
调制波和载波的交点,决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲音的间隔宽度,每半周期内的脉冲系列也是单极性的。
(2)单极性调制的工作特点:每半个周期内,逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中,只有一个器件按脉冲系列的规律时通时通时断地工作,另一个完全截止;而在另半个周期内,两个器件的工况正好相反,流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。
2、双极性SPWM法(1)调制波和载波:调制波仍为正弦波,其周期决定于kf,振幅决定于ku,中曲线①,载波为双极性的等腰三角波,其周期决定于载波频率,振幅不变,与ku=1时正弦波的振幅值相等。
调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列,此脉冲系列也是双极性的,但是,由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)时,所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。
(2)双极性调制的工作特点:逆变桥在工作时,同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断,毫不停息,而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。
6-19、步进电动机是什么电机?它的驱动电路的功能是什么?伺服电机。
环形分配,对控制信号进行功率放大。
6-20、试分析半桥逆变电路的工作原理半桥逆变电路原理如图6-36a所示,它有两个导电臂,每个导电臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。
在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容,使得两个电容的联结点为直流电源的中点。
设电力晶体管Vl和V2 基极信号在一个周期内各有半周正偏和反偏,且二者互补。
当负载为感性时,其工作波形如图6-36b所示。
输出电压波形u0 为矩形波,其幅值为Um =Ud /2输出电流i0 波形随负载阻抗角而异。
设t2 时刻以前V1 导通。
t2 时刻给V1关断信号,给V2 导通信号,但感性负载中的电流i0 不能立刻改变方向,于是VD2 导通续流。
当t3时刻i0 降至零时VD2 截止,V2 导通,i0 开始反向。
同样,在t4 时刻给V2 关断信号,给V1 导通信号后,V2 关断,VD1 先导通续流,t5 时刻V1 才导通。
当V1 或 V2 导通时,负载电流和电压同方向,直流侧向负载提供能量;而当VD1 或 VD2导通时,负载电流和电压反方向,负载中电感的能量向直流侧反馈,既负载将其吸收的无功能量反馈回直流侧。
反馈回的能量暂时储存在直流侧电容中,直流侧电容起到缓冲这种无功能量的作用。
二极管VD1 、VD2是负载向直流侧反馈能量的通道,同时起到使负载电流连续的作用,VD1 、VD2被称为反馈二极管或续流二极管。