三相异步电动机变频调速的原理
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机变频调速原理三相异步电动机变频调速原理一、介绍电动机调速方式电动机调速是一种控制电动机转速的技术，以实现不同功率、不同扭矩负载下的工作要求。
电动机调速方式有很多，例如电阻调速、电压调速、频率调速、自耦变压器调速等。
二、三相异步电动机变频调速原理三相异步电动机调速方式中，变频调速是应用较广泛的一种方式。
它是通过改变电源输入电压的频率来控制电动机转速。
变频调速可以通过调整电机绕组磁通的频率和振幅，改变电动机的电磁特性，以达到调速的目的。
三、变频调速器变频调速器是实现变频调速的关键设备，其主要功能是将输入电源的交流电变频后，供给电动机使用。
变频调速器包含输入电容器、中间电路、输出滤波器、PWM模块等模块组成。
四、变频调速器的工作原理变频调速器采用PWM技术实现电压、频率、转矩等的控制。
其工作原理主要分为以下几个步骤：1. 输入电流输入电容器，将电流变成滤波后的直流电2. 直流电进入中间电路，经过静止变频器变成可变的中间直流电3. 中间直流电经过PWM模块，被分解成高频PWM脉冲信号4. PWM脉冲信号经过输出滤波器滤波后，形成可变频率的交流电5. 变频调速器输出可调的交流电给电动机，实现电动机转速的调节五、变频调速器的优点与其它调速方式相比，变频调速器主要有以下优点：1. 能够实现恒定功率输出2. 能够实现高精度控制3. 能够实现高效节能4. 能够实现自动平衡5. 对电动机不会造成损坏六、小结三相异步电动机变频调速是一种控制电动机转速的高效、精确的方式，其中变频调速器是实现该调速方式的关键设备。
变频调速技术在现代机械应用中得到了广泛的应用。
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成三相异步电动机是在控制系统中应用得较为广泛的一种电动机，其是由三相异步电动机、变频器及一些辅助的控制设备组成的一种调速系统。
三相异步电动机的变频调速要实现，其中变频器就是起着关键作用的，下面我们来具体讨论一下它的基本原理及构成要素。
三相异步电动机变频调速的原理三相异步电动机变频调速的基本原理是：在网侧调整电源电压，而使用变频器改变电动机输出转速，从而使所驱动的机械设备达到调速的效果，实现了转矩精确控制，转速精确控制，功率精确控制的目的。
在三相异步电动机变频调速过程中，关键的任务是将电压变换到电机组上，并将采集的电机组反馈信号反馈到变频器上，进行反馈控制，从而使调速系统具有精确控制的可能性，实现了变频调速的效果。
变频器的结构特点变频器的主要功能是将电压变换成频率，使电源的输出频率随电源的输入电压的变化而变化，从而改变三相异步电动机的转速。
变频器的基本构成主要有电源模块、控制模块、变频模块、调速模块四大部分。
电源模块主要负责将电源输入的电压转化为模拟信号及功率放大电压，供变频模块使用。
控制模块主要负责变频系统控制逻辑的处理，其包括电压、频率、转矩等参量的检测及调节，实现三相异步电动机变频控制。
变频模块负责将电源模块输出的功率放大电压转换为频率，来改变电动机的转速。
调速模块是变频系统的动力模块，负责将变频模块的输出经过功率放大后输出给三相异步电动机，从而实现调速的功能。
总结以上就是有关三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成的介绍，三相异步电动机变频调速的基本原理是：以变频器改变电动机输出转速，从而使所驱动的机械设备达到调速的效果，变频器的主要构成主要有四大部分：电源模块、控制模块、变频模块、调速模块。
其中电源模块负责将电源输入电压转化为模拟信号及功率放大电压，而控制模块则负责变频系统控制逻辑的处理，变频模块则负责将电源模块输出的功率放大电压转换为频率，调速模块则是变频系统的动力模块，负责将变频模块的输出经过功率放大后输出给三相异步电动机，实现调速的功能。
变频调速三相异步电动机型号
变频调速三相异步电动机型号YVP系列变频调速异步电动机是一种变更供电频率，达到电机调速的目的，它依据的原理（公式）：n=60f/p 式中：n-每分钟转速p-极对数f-频率（我国电网标准为50Hz）由上述公式看出，当电机级数（P）一定时，频率变更，电机每分钟转速（ n）必然变更（成正比），通过变频器一般频率变更在10－60Hz（赫兹）之间，但也可延伸至5－100Hz。
变频电机必须与变频器配合使用。
目前国际上普遍采用变频调速，因为变频调速有以下优点：1、效率高、节能显著；2、调速平滑能在5－100Hz范围内无级调速。
3、低频启动时力矩对负载冲击小；4、启动电流小，不用附加启动设备；5、体积小、重量轻、安装尺寸合Y系列相同；6、在风罩内装有轴流风机，在各种转速下，均由良好的冷却效果；7、应用范围广，在50Hz以下可作恒转矩运行，在50Hz以上可作恒功率运行；8、较电磁调速电机结构简单，使用可靠，维修方便。
二、使用条件1、环境温度不超过－15℃～＋40℃2、海拔不超过1000m3、电机防护等级IP444、电源电压380（220）V±10% 频率50（60）Hz ± 2％三、主要性能指标1、调频范围：5～50Hz恒转矩2、工作制：连续（SI）3、接法3KW及以下用Y接法，使变频器输出为三相220V时可改为△，4KW及以上为△接4、启动转矩>125％5、绝缘等级：F级：电机内部最高耐温为110℃调速系统的特性变频调速范围（标准系列）；5－50Hz（或6－60Hz）恒转矩调速。
在矢量控制条件下，调速系统范围还可扩大。
1、额定转据 TH=9550 PH/Ns N.M 式中： PH－额定功率（KW）2、系统运行时应选择比较合理的V－F特性。
3、用户要求大于1：10恒转合大于1：2恒功率变频电机时轻在订货时说明。
4、用户要求比三速电机变频调速时本单位亦能供货。
功率KW4级6级8级10级额定转矩N.M电流（A）额定转矩N.M电流A额定转矩N.M电流A机座号额定转矩N.M电流A0.55 3.5 1.65 5.3 1.88 7.0 2.29 0.75 4.7 2.27.12.5 9.5 2.28 1.1 7.03.0 10.5 3.5 14.0 2.511.5 9.5 4.0 14.3 4.4 19.1 4.72.2 14.0 5.2 21.0 6.1 28.0 6.43.0 19.0 7.2 28.6 7.5 38.2 8.54.0 25.4 9.5 38.2 9.5 50.9 10.85.5 35.0 12 52.5 12.8 70.0 14.5 7.5 47.7 15.5 71.6 18.0 95.5 19 11 70.0 22 105.0 26 140.1 2615 95.5 29 143.0 34 191.0 3518.5 117.1 36.8 176.0 38 235.6 3922 140.0 43.7 210.0 45 280.1 4730 190.0 58 286.0 60 382.0 6337 235.5 70 353.3 72 471.1 7645 286.4 84 429.0 85 573.0 92 315S 716.2 103 55 350.1 105 525.0 104 700.3 118 315M 875.3 125 75 477.4 136 716.1 140 955.0 153 315L 1193.6 167 90 572.9 162 859.4 168 1146.0 182 315L 1432.4 197 110 700.2 200 1050.3 205 1400.7 220 355M 1750.7 237 132 840.3 235 1260.0 245 1680.8 265 355M 2100.8 283 160 1018.5 285 1528.0 295 2037.2 320 355L 2546.4 344 200 1273.3 360 1910.0 370 2546.7 395250 1591.5 446 2387.3 464315 2005.3 573机座号极数安装尺寸外型尺寸H A B C D E F G K T M N P R SABACADHDHBLYVP8 0 4.6.88125150 19 40 6 15.513.51651324-Φ1216515614522－375YVP9 0S 4.6.891456 24 508201817515525－385YVP9 0L 4.6.81250 －410YVP1 00L 4.6.81161463 728 60 2412421518254-Φ15251951827145465YVP1 12M 4.6.81121923223193016475YVP1 32S 4.6.813221689 38 80 10 302652332725521345178550 585YVP1 32M 4.6.8178YVP1 60M 4.6.81625421108 42 110 12 37155325354-Φ19323125542215690YVP1 60L 4.6.82540 730YVP180M 4.6.8 180 279 241 121 48 14 42.5 0 355 356 280 455 250 860 YVP180L4.6.8 279 0 910 YVP200L 4.6.8 200 318 305 133 55 16 49 19 350 300 400 0 395 390 305 505280935 YVP225S 4.6.8 225 356 286 149 60 140 18 53 400 350 450 0 8-Φ19435 445 335 560 298 970 YVP225M 4.6.8 311 55 110 16 49 0 97060 140 18 53 1000YVP250M 4.6.8 250 406 349 168 65 140 140 18 53 58 24 500 450 550 0 490 495 370 6153301100 YVP280S 4.6.8 280 457 368 190 65 75 18 20 58 67.5 0 550 550 410 680 370 1135YVP280M419 0 1185YVP315S 4.6.8.10 315 508 406216 65 140 18 58286 550 550 660 0 8-Φ24 635 625 6308451435 1485YVP315M 457 0 － 1565YVP315L 508 80 170 22 71 0 － 1595YVP355M 4.6.8.10 355 610 560 254 75 140 20 67.5 740 680 800 0 730 705 655 1010 － 1800YVP355L63095 170 25 88 0 － 1830。
三相异步电动机的起动与调速实验原理
三相异步电动机的起动与调速实验原理三相异步电动机是工业和家庭使用中最普遍的电动机。
其结构简单、性能稳定、故障率低、使用寿命长、维护成本低等优点，使得其被广泛应用于各种机械设备、压缩机、水泵、风扇等领域。
起动和调速是三相异步电动机运行的两个重要参数。
起动是指当电动机停止工作后重新启动的过程，调速是指根据工况需要改变电动机转速的过程。
本实验旨在探究三相异步电动机的起动和调速原理，并提供相关实验过程和数据分析。
一、起动实验原理三相异步电动机旋转时，电机产生的磁通量与旋转的同步速度不同。
当电动机停止后，转子上的磁通量与定子绕组中的磁通量存在差异。
这种差异会产生感应电动势，从而产生电流，这个过程被称为转子电动势或者诱导电动势。
在起动过程中，需要通过外部直流电源加上励磁电流，与转子电动势产生作用，使转子开始旋转。
起动时，电源的直流电压加到电动机定子绕组上，电动机的转子开始旋转，开始产生诱导电动势。
当转子旋转速度接近同步速度时，电动机称为同步运行。
在起动期间，由于初始转矩低，转子转速较慢，同步速度不易达到。
这时候，为了防止电动机过载，需要启动电动机保护器，保护器中的热继电器会自动切断电源，从而保护电动机。
二、实验过程1. 实验设备准备：三相异步电动机、电源电缆、电池、保护器、电流表、万用表、转速表、电阻箱等。
2. 接线并设定电流值：将电动机与电源电缆接入，接线过程中需要注意接线正确。
设定适当的电流值，并开始记录数据。
3. 启动电动机：通过保护器开关启动电动机，等待电动机开始旋转。
4. 记录数据：记录电动机转速、电流和电压值，同时获得电动机启动时间和转矩。
5. 重复实验：重复上述步骤，多次进行实验并记录数据，以便进行平均数计算和结果验证。
三、数据分析在起动实验中，需要记录的数据包括电动机启动时间、电流、电压和转速值。
在多次实验后，根据数据计算出平均值，并进行结果分析。
启动时间：启动时间是电动机开始运转到转子开始旋转的时间间隔。
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机变频调速原理
三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其特点是结构简单、可靠性高、使用寿命长等。
在工业生产中，往往需要对三相异步电动机进行调速，以满足不同的生产需求。
而变频调速技术是一种常用的调速方式，下面将介绍三相异步电动机变频调速原理。
变频调速技术是通过改变电源频率来改变电动机的转速，从而实现调速的目的。
在三相异步电动机变频调速中，需要使用变频器来实现频率的调节。
变频器是一种电子设备，可以将输入的电源电压和频率转换为可调的输出电压和频率，从而实现对电动机的调速。
具体来说，变频器将输入的交流电源转换为直流电源，然后再将直流电源转换为可调的交流电源。
在变频器中，需要使用PWM技术（脉宽调制技术）来实现对输出电压和频率的调节。
PWM技术是一种将直流电压转换为脉冲信号的技术，通过改变脉冲信号的占空比来改变输出电压的大小，从而实现对电动机的调速。
在三相异步电动机变频调速中，需要注意的是，变频器的输出电压和频率必须与电动机的额定电压和额定频率相匹配，否则会对电动机造成损害。
此外，还需要注意变频器的负载能力，以确保变频器能够承受电动机的负载。
三相异步电动机变频调速是一种常用的调速方式，可以实现对电动机的精确调节，从而满足不同的生产需求。
在实际应用中，需要注
意变频器的选择和设置，以确保电动机的正常运行。
三相异步电动机的调速
m1 p U1 2 1 ( ) 常数 ' 4 f1 2 ( L1 L2 ) Te max的降低是由定子绕组电阻 r 的影响所致。尤其是当 f1 低到使得 r 由上式可见， 1 1 ( x1 x2 ) 相比较时， Te max下降严重。 可以与 Te max
解决措施： 可以对 U1 / f1的线性关系加以修正，提高低频时的 U1 / f1 ，以补偿 低频时定子绕组电阻压降的影响（见下图）。
TY 9550PY 9550PYY ( ) /( ) 1 TYY n1 2n1
结论：Y/YY接变极调速属于恒转矩调速方式。
第12章 三相异步电动机的调速
b、△/YY接变极调速
假定变极调速前后电机的功率因数 cos1 、效率 均不变，并设每半相绕组中的电 流均为额定值 I 1N ，则 /YY变极前后电动机的输出功率和输出转矩分别满足下列关系：
改变极对数p都是成倍的变化，转速也是成倍的变化，故为有级调速。 改变定子绕组的联结法改变绕组极对数的原理。 见下页图12－1，12－2
第12章 三相异步电动机的调速
三相异步电动机的转子转速可由下式给出：
60 f1 n (1 s) p
由上式可见，三相异步电动机的调速方法大致分为如下几种： 变极调速； 变频调速； 改变转差率调速； 其中，改变转差率的调速方法涉及： 改变定子电压的调压调速； 绕线式异步电动机的转子串电阻调速； 电磁离合器调速； 绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速。
由此绘出保持U1 / f1=常数时变频调速的典型机械特性如下图所示。为便于比较，图 中还同时绘出了 Te max 常数时的机械特性，如图中的虚线所示。
三相异步电动机变频调速时 的机械特性( U1 / f1 =常数)
基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制
基于Plc控制电机调速实验报告电控学院电气0904班李文涛0906060427—、实验名称：基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制二、实验目的：通过综合实验，使学生对所学过的可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计变频调速控制系统。
要求用PLC控制变频器，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制，自己设计，自己编程，最后进行硬件、软件联机的综合调试，实现自己的设计思想。
三、实验器材：220V PLC实验台一套、380V变频器实验台一套、万用表一个、导线若干三、实验各部分原理：1．实验主要器件原理1)光电编码器：COM01030002040CH光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
2）变频器：I原理概述变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合，由于它能提供精确的速度控制，因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。
变频应用可以大大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分)，同时可以比原来的定速运行电机更加节能，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。
矢量控制：U/f控制方式建立于电机的静态数学模型，因此，动态性能指标不高。
对于对动态性能要求较高的应用，可以采用矢量控制方式。
矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流)，并分别加以控制。
变频调速原理
异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。
作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。
近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1 变频调速原理n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，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。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2 谐波抑制变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。
虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。
变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。
为了消除谐波，主要采用以下对策：a.增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
三相异步电机的调速
一.基频以下变频调速 A),保持 为常数
上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
一.基频以下变频调速 B),保持 为常数 为防止磁路的饱和，当降低定子电源频率时，保持 为常数，使气 隙每极磁通 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动 机的电磁转矩为 上式对s求导，即 有最大转矩和临界转差率为
当某一瞬间电势的极性 与 或同相时，有转子回路电流为
反相
式中“–”号表示 与 反相，“+”号表示 与 同相。异步电动机的电磁 转矩为
当电动机定子电压及负载转矩都保持不变时，转子电流可看成常数；同时考虑到电 动机正常运行时s很小，sx2《 r2 忽略sx2 则： 在负载转矩 一定的条件下，若 转子串入 与 反相，则
变频调速原理及其机械特性
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 ，可以改变同步 转速n 1 ，从而改变转速。如果频率 连续可调，则可平滑的调 节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电 压为 如果降低频率 ，且保持定子电源电压 不变，则气隙每 极磁通 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，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，这是不允许的。 因此，降低电源频率 时，必须同时降低电源电压 ，以达到控 制磁通 的目的。对此，需要考虑基频（额定频率）以下的调 速和基频以上调速两种情况
三相异步电动机的调速
根据三相异步电动机的转速公式为
通过上式可知，改变交流电机转速的方 法有三种 1．变转差率调速：改变s实现调速； 2．变极调速：改变p来实现调速 3．变频调速：改变f1实现调速
三相异步电动机的调速
改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子 电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电 阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后 者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平 滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节 过程中转子绕组均产生大量的钢损耗（ ）(又称转差功 率)，使转子发热，系统效率降低；主要存在调速范围窄、效率低， 对电网污染较大，不能满足交流调速应用的广泛需求； 改变电机的极数的调速，无法实现连续调速，并且接线麻烦， 应用的场合少；但价格便宜； 改变频率进行调速是最理想的，但这个梦想经历了百年之久， 直至20世纪70年代，大功率晶体管（GTR）的开发成功，才实现 变频调速，随着电子技术和计算机技术的日益发展变频调速技术 日益成熟，应用得越来越广泛了
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成
简述三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成三相异步电动机变频调速技术是将变频器与三相异步电动机相结合，利用变频器改变电动机的工作频率，使用电动机调节转速，从而实现调节机器的工作状态。
变频调速技术具有高可靠性、节能降耗特性，在电机驱动应用中得到广泛的应用，在工业生产、家用电器等领域都发挥着重要的作用。
本文将介绍三相异步电动机变频调速的原理及变频器的基本构成。
一、三相异步电动机变频调速的原理三相异步电动机变频调速，是把变频器和三相异步电动机结合在一起，利用变频器对电动机的运行频率进行调节，从而改变电动机的转速，实现调节机械设备的工作状态，可有效提高机器的运行精度和可靠性。
变频调速技术的基本原理是通过改变电源频率，来改变电动机的转速。
电动机的转速与电压相关，电源频率的改变可以改变电动机的转速。
变频器为电动机提供的电压是恒定的，并且可以随电源频率的改变而改变电动机的转速。
通过改变电源频率，可以调节电动机的转速，实现变频调速。
二、变频器的基本构成变频器是三相异步电动机变频调速的核心设备，它由控制器、变频电路和电压调节等部分组成。
（1）控制器：控制器是控制变频器运行的主要部件，它负责处理输入指令，根据指令来控制变频电路的变频比，并确保运行的稳定性。
（2）变频电路：变频器是控制电动机运转的主要部件，它由电容开关、功率晶体管、变频器等组成，它负责处理控制器输出的指令，控制电动机运转的变频比。
（3）电压调节：电压调节器用于调节变频器输出的电压，确保变频器在不同转速下给电动机提供恒定的电压输出以及满足电动机每秒最大转速的要求。
三相异步电动机变频调速技术，是一种通过改变电源频率调节电动机转速来改变机械设备的工作状态的高精度控制技术，是当今工业自动化生产中广泛应用的技术之一。
变频调速技术的实现，主要依赖变频器的控制器、变频电路和电压调节这三个部件。
变频器的控制器处理输入信息，调整变频电路的变频比，保证变频器的正常运行；变频电路给电动机供电，改变电源频率实现电动机转速的调节；而电压调节器则负责确保恒定的电压输出以及有效的转速调节。
实验五 三相异步电机变频调速系统实验
实验五 三相异步电机变频调速系统实验一、实验目的(1)掌握SPWM 的调速基本原理和实现方法。
(2)掌握马鞍波变频的调速基本原理和实现方法。
(3)掌握SVPWM 的调速基本原理和实现方法。
二、实验原理异步电机转速基本公式为：60(1)f n s p =- 其中n 为电机转速，f 为电源频率，p 为电机极对数，s 为电机的转差率。
当转差率固定在最佳值时，改变f 即可改变转速n 。
为使电机在不同转速下运行在额定磁通，改变频率的同时必须成比例地改变输出电压的基波幅值。
这就是所谓的VVVF （变压变频）控制。
工频50Hz 的交流电源经整流后可以得到一个直流电压源。
对直流电压进行PWM 逆变控制，使变频器输出PWM 波形中的基波为预先设定的电压/频率比曲线所规定的电压频率数值。
因此，这个PWM 的调制方法是其中的关键技术。
目前常用的变频器调制方法有SPWM ，马鞍波PWM ，和空间电压矢量PWM 等方式。
（1）SPWM 变频调速方式：正弦波脉宽调制法（SPWM ）是最常用的一种调制方法，SPWM 信号是通过用三角载波信号和正弦信号相比较的方法产生，当改变正弦参考信号的幅值时，脉宽随之改变，从而改变了主回路输出电压的大小。
当改变正弦参考信号的频率时，输出电压的频率即随之改变。
在变频器中，输出电压的调整和输出频率的改变是同步协调完成的，这称为VVVF （变压变频）控制。
SPWM 调制方式的特点是半个周期内脉冲中心线等距、脉冲等幅，调节脉冲的宽度，使各脉冲面积之和与正弦波下的面积成正比例，因此，其调制波形接近于正弦波。
在实际运用中对于三相逆变器，是由一个三相正弦波发生器产生三相参考信号，与一个公用的三角载波信号相比较，而产生三相调制波。
如图4-1所示。
图5-1 正弦波脉宽调制法（2）马鞍波PWM变频调速方式前面已经说过，SPWM信号是由正弦波与三角载波信号相比较而产生的，正弦波幅值与三角波幅值之比为m，称为调制比。
三相异步电动机变频调速的原理
学习目标：三相异步电动机变频调速的原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们现在使用的变频器主要采用交一直一交方式（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。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT 三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
变频器选型：变频器选型时要确定以下几点：1）采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。
2）变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。
3）变频器与负载的匹配问题；I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II.电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。
对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
4）在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。
因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
5）变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
6）对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
变频器控制原理图设计：1）首先确认变频器的安装环境;I.工作温度。
变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0〜55℃,但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。
在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
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。
三相异步电动机变频调速
.一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速 n 与旋转磁场转速 n1接近，磁场转速 n1改变后，电机转速 n 也60 f 1可知，改变电源频率 f 1，可以调节磁场旋转，从就随之变化，由公式 n1p而改变电机转速，这种方法称为变频调速。
根据三相异步电动机的转速公式为60 f1n1 1 sn 1 sp式中 f 1为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。
所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。
异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。
改变异步电动机定子绕组供电电源的频率 f 1，可以改变同步转速n ，从而改变转速。
如果频率 f 1连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。
三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为U 1E1 4.44 f 1N 1k m m式中 E1为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；f1为定子电源频率； N1为定子每相绕组匝数； k m为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。
如果改变频率 f 1，且保持定子电源电压U1不变，则气隙每极磁通m 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，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，这是不允许的。
因此，降低电源频率 f 1时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m 的目的。
.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率 f 1时，保持U1为常数，使气每f 1极磁通m 为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。
这时，电动机的电磁转[1][8]m 1 pU r 2r 21m 1 p U 1 2f 1ss 1T矩为222 f 1r 2 22 f 1r 2x 12r 1x 2r 1x 1 x 2ss上 式 对 s 求 导 ， 即dT ，有最大转矩和临界转差率为ds12U2f11111T m22 f 1 r 1222 2 f1f 1r 1 22r 1x 1 x 2r 1 x 1 x 2s mr 2由上式可知：当U1常数时，在 f 1 较高时，即接近额22f 1x 1 x 2r 1定频率时， r 1 = x 1 x 2 ，随着 f 1 的降低， T m 减少的不多； 当 f 1 较低时， x 1 x 2较小； r 1 相对变大，则随着 f 1 的降低， T m 就减小了。
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。
三相异步电机变频调速的工作原理
三相异步电机变频调速的工作原理1.基本原理：三相异步电机是通过电磁感应的原理产生转动力的，其转速与供电频率成正比。
变频调速就是通过改变电机的供电频率，来改变电机的转速。
2.变频器：变频调速系统的核心是变频器，也称为交流变频调速器。
它由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成。
变频器可以将输入的固定频率、固定电压的交流电能转换成可变频率、可调电压的交流电能。
3.电压变频调速：在电压变频调速中，变频器通过提供可调的电压来改变电机的供电电压，进而控制电机的转速。
变频器会根据控制信号，调整输出电压的频率和幅值，使得电机的转速与所需的转速匹配。
4.频率变频调速：在频率变频调速中，变频器通过改变电机的供电频率来控制电机的转速。
变频器会通过改变输入电压的频率，改变电机的额定转速。
例如，如果输入电压的频率为50Hz，变频器将其转换为30Hz，电机的转速将降低为原来的60%。
5.闭环控制系统：为了实现精确的调速，变频调速系统通常采用闭环控制方法。
这种方法通过在电机轴上安装编码器等位置传感器，将电机的实际转速反馈给控制系统。
控制系统会根据设定的转速和实际转速之间的误差，调整变频器的输出，使得实际转速接近设定转速。
6.调速特性：三相异步电机变频调速具有良好的调速特性。
在负载变化较小的情况下，调速范围广，调速精度高。
同时，变频调速系统还具有起动电流小、起动冲击小、能耗低等特点。
总结起来，三相异步电机变频调速是通过改变电机的供电频率来调节电机的转速的方法。
其核心是变频器，通过调整电压或频率来控制电机的供电，同时采用闭环控制系统实现精确的调速。
该方法具有调速范围广、调速精度高等特点，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
三相电动机的调速原理
三相电动机的调速原理
三相电动机的调速原理主要有以下几种：
1. 电压调速：通过改变电动机的供电电压来调整其转速。
增加电压可以提高电机转速，减小电压可以降低电机转速。
2. 频率调速：通过改变电动机的供电频率来调整其转速。
增加频率可以提高电机转速，减小频率可以降低电机转速。
频率调速常用于变频调速系统。
3. 极对数调速：通过改变电动机的极对数来调整其转速。
增加极对数可以提高电机转速，减小极对数可以降低电机转速。
极对数调速常用于交流电动机。
4. 变频调速：通过变频器控制电动机的供电频率和电压来调整其转速。
变频调速可以实现精确的转速控制，且没有机械传动部件，操作方便。
5. 转子电阻调速：通过在转子电路中串接电阻来改变电动机的转子电阻，从而调整其转速。
增加转子电阻可以降低电机转速，减小转子电阻可以提高电机转速。
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学习目标：三相异步电动机变频调速的原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们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。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT 三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
变频器选型：变频器选型时要确定以下几点：1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。
2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。
3) 变频器与负载的匹配问题；I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。
对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。
因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
变频器控制原理图设计：1) 首先确认变频器的安装环境；I.工作温度。
变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。
在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
II. 环境温度。
温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。
必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。
在水处理间，一般水汽都比较重，如果温度变化大的话，这个问题会比较突出。
III.腐蚀性气体。
使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。
IV. 振动和冲击。
装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。
尤其在想我们就出现这样的问题。
这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。
设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。
V. 电磁波干扰。
变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。
因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。
所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。
如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。
2) 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法；I.变频器和电机的距离应该尽量的短。
这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。
II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。
III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。
同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。
如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角交叉。
与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。
IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。
3) 变频器控制原理图；I.主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。
虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。
可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。
II. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。
4) 变频器的接地；变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。
变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。
变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。
信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。
变频器与控制柜之间电气相通。
变频器控制柜设计：变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题1) 散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。
在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。
为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。
2) 电磁干扰问题：I.变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。
如果变频器的功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。
II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。
3) 防护问题需要注意以下几点：I.防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要在IP43以上。
II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。
防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。
III.防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放在控制室中。
变频器接线规范：信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。
距离应在30cm以上。
即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。
该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。
信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。
1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。
在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。
2) 为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。
变频器的运行和相关参数的设置：变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。
采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。
而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
常见故障分析：1) 过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。
其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。
这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。
如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。
2) 过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。
其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。
一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。
负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。
如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。
3) 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。