交流异步电动机变频调速应用
交流电机变频调速原理与应用
异步电动机的“多功能控制器”。
3．风机、泵类的调速节能
风机、泵类的调速节能是调压调速系统应用得最多的领域之一。
3 异步电动机变频调速基础
变频调速时s变化很小，效率最高，性能也最好。
变频调速是异步电机交流调速系统的主流。
3.1 变频时的电压控制方式及控制特性
xK
1．变频的同时为什么要变压
r1
x1
②交交变频
电 动
鼠笼式转子
调压调速
机 感应电动机
交流调压
电压源型
常规意义 同步电动机
①变频调速，他控式
②变频调速，矢量控 制
①交直交变频 （整流＋无源逆变） ②交交变频
①电流源型 ②电压源型
同 步
无换向器 电机
变频调速，自控式
电
动 机 无刷直流电动机 变频调速，自控式
开关磁阻电动机 变频调速，自控式
I1
定子每相电动势的有效值: E 14.44f1N 1kN 1 mU 1 U1
E1
x2
Im
xm
若f1↓，U1不变，则磁通Φm ↑ ，Im ↑ ↑ 。
rm
r2
I2 Er
若f1↑，U1不变，则磁通Φm↓，I不变时T ↓ 。
B m ,E1
结论：频率变化时，若不同时改变电压， 则会使电机的磁通 mN 大幅变化，这将使电机运行不正常甚至损坏电机，所以变频的
Ui
+
-
GT
U ct
+
TG
～ VVC
M 3~
Hale Waihona Puke 2.3 交流调压调速系统的制动
交调系统制动时，通常采用在定子绕组中通入直流电流（能耗制动）的方法。
交流电机变频调速及其应用第一章 异步电动机变压变频调速理论基础
I
' r
k
s Rr'
Us
n
s n0 n n0
I
' r
额定恒转矩条件下，降压则过载！例如冰箱、空调等。
U I 电动机为非线性负载，不能简单套用欧姆定律。
因此，降压调速的方法仅适用于负载较轻或 调速范围较小的情况。
11
交流力矩电机的机械特性
为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能
在较低转速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高
第一章 第一章 异步电动机变频调速理论基础
主讲教师： 崔纳新
1
本章提要 • 1.1 异步电动机运行原理 • 1.2 异步电动机的机械特性 • 1.3 变频调速的基本控制方式 • 1.4 负载转矩特性及其与调速方
式的配合
2
1.2 异步电动机的机械特性
异步电动机不同的调速方式 异步电动机的机械特性
人为地改变
M
Te m a x Ten
ns
M称为过载倍数。 n0 0
a
sm
b
01
Tq TL
Temax Te
图1-7异步电动机固有机械特性
6
1.2 异步电动机的机械特性
• （2）异步电动机的工作区域，一般只能在 s 0 ~ sm 范围内，在该范围内转矩可以近似看成和转差率成正
比，故称为机械特性的线性段，大于sm部分则为机械 特性的非线性段。
电磁转矩与定子电压的平方成正比。 3
1.2 异步电动机的机械特性
• 当电压Us和频率1一定时，机械特性方程式Te= f（s） 是一个二次表达式。在定子电压Us和频率1均为额定
值的情况下，可画出异步电动机的固有机械特性曲线
如图1-7所示。 n s
交流异步电动机变频调速系统设计报告
交流异步电动机变频调速系统设计报告一、引言异步电动机在工业生产中具有广泛的应用，通过变频调速系统可以实现对异步电动机的精确控制，提高生产效率和控制精度。
本文将详细介绍异步电动机变频调速系统设计的原理和过程。
二、系统设计原理异步电动机通过变频器驱动，实现调速功能。
变频器将交流电源转换为直流电源，通过PWM技术将直流电转换为交流电，进而控制电机的转速。
变频器的主要组成部分包括整流器、中间环节直流母线、逆变器和控制电路。
整流器将交流电源转换为直流电源，并通过滤波电路削波，保持直流电的稳定性。
中间环节直流母线存储电能，为逆变器提供稳定的电源。
逆变器将直流电源转换为交流电源，并通过PWM调制技术调整交流电的频率和幅值，从而控制电机的转速。
控制电路通过传感器采集电机的运行状态，并通过对逆变器的控制信号实现控制目标。
三、系统设计步骤1.确定系统需求：根据应用场景和任务要求，确定对异步电动机的调速要求，包括速度范围、控制精度等。
2.选择电机和变频器：根据系统需求，选择适合的异步电动机和变频器，确保其参数和性能满足需求。
3.设计电路连接：根据电机和变频器的技术规格，设计电机与变频器的连线方式和电路连接，确保信号传输畅通。
4.设计控制系统：根据系统需求，设计控制系统包括传感器、控制电路和控制算法等，确保对电机的精确控制。
5.实施系统调试：将设计好的电路和控制系统进行组装和调试，确保系统能够正常工作。
6.测试系统性能：对系统进行性能测试，包括速度响应、负载变化等测试，验证系统的设计目标是否达到。
7.优化系统性能：根据测试结果，对系统进行调整和优化，提高系统的性能和稳定性。
8.编写设计报告：整理系统设计过程、实施步骤和测试结果，撰写设计报告。
四、系统设计考虑因素1.变频器和电机的匹配性：选择变频器时需要考虑其输出能力是否足够满足电机的需求，包括最大输出功率、额定电流等。
2.控制系统的精确性：设计控制系统时需要考虑传感器的精度、控制器的计算性能等因素，确保控制系统能够精确控制电机的转速。
变频调速对异步电动机的影响及对策
电噬嚣代Ｉ黧黼变频调速对异步电动机的影响及对策监通异步电动机采用变顿调速具有能日量损失小、在轻载时自动节能．阑速、Ｆ滑等优点。
但也存任机械特性的改变、电动机功率选择变大、临界转矩变化、振动噪声增大等缺点。
本文就上述问题进行论述。
１变频调速对机械特性的影响及改善方法陶ｌ不同频率的机械特性曲线图１是异步电动机在不同频率时的机槭特性曲线，由阿可知，频率越低，电动机的临界转矩越小，带负载能力愈低。
（１）低频时临界转矩减小的原因频率低，电压也低，电动机的额定电流‘、及电压降‘、兄是基本不变的．所以随着电址的下降，电阻墟降所占比例增大，Ｉ『１ｉＥ所占比例则逐渐减少，从『『｜ｉ当Ｕ／‘。
＝常数时，Ｅ／‘实际卜是随着‘的减少而减少，土磁通也减少，结果足电动机临界转矩减少。
（２）改善机械特性的方法从上述可知，低频时有效转矩下降的原闻是由于电阻压降△【班。
Ｔ中所占比例增大，故可在低频时适当提高Ｕ／ｆ的比情，以补偿△［怕比例增大的影响，使Ｅ／ｆ＝常数，这种方法称为转矩补偿，也称勾转矩提升。
２变频调速对电动机功率的影响口南华大学电气工程学院ｊ；｝镇南对变速电动机额定功率的选择不仪与负载转矩大小有关，而且还与电动机在低速运ｉ，时的温升有关。
电动机的温升足由电动机的发热和散热决定的。
（１）发热情况功耗是导致电动机发热的圬｛嗣，当工作频率下降时，由于电动机的额定电流不变，铜耗也不变，铁耗、机械损耗随频率ｒ降而减小．由此可见．频率下降电动机的总功牦将有所『ｉ降。
如阿２曲线】。
囤２功耗及散热效果与频率的＊系ｌ功能曲线２散热曲线（２）散热情况一般情况下，中小容量电动机的散热主要靠转了轴卜自带风扇和内部的通风。
显然，转速下降，通风情况变差，如图２『ｌｆ｜线２．敞热处丁主导地位。
特刖是任３０¨ｚ以Ｆ时．电动机的散热效果明屁变差，在电动机连续运行且外部未采取其他冷却方式时，则随着频率的下降，电动机的带负载能力也下降，】州此有必耍相应增大电动机的存量。
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设计
交流异步电动机变频调速设计异步电动机是工业生产过程中广泛使用的一种电机，widely used in industrial production. 它的运转速度受到电源的频率和极数的影响，因此在一些应用场合需要采取变频调速技术，以满足不同负载下的运转需求。
本文将介绍异步电动机变频调速设计的基本原理和具体实现方法。
一、异步电动机变频调速的原理异步电动机通过电源提供的交流电源驱动，其转速 n与电网频率 f 和定子极数 P 相关，公式为：n=60f/P 。
如图1所示，当电网频率为50Hz、极数为4极时，异步电动机的转速为1500 rpm。
当需要在同一台异步电动机下实现不同转速时，可以采用变频调速技术。
变频调速的原理是通过变频器改变电网电源的频率和电压，从而改变异步电动机的转速。
变频器通过将电源中的直流信号转换成相应的交流信号进行调节，例如通过将电源中的50Hz的电信号转换为30~50Hz的交流信号，使得异步电动机的转速得到调节。
二、异步电动机变频调速的实现方法1.输入电源与三相异步电动机连接。
2.将电源中的交流信号转换为直流信号，通过功率恒定的逆变器将直流信号转换为变频输出的交流信号。
3.通过多种控制方法调节电压频率，从而实现异步电动机转速的控制。
通常采用矢量控制和定速控制两种控制方式。
3.1 矢量控制矢量控制是一种高精度、高性能的控制方法，可以使异步电动机在不同的负载下达到相同的速度和扭矩。
矢量控制适用于较高的调速要求，可以在满足较高控制精度的同时，实现更好的动态性能。
3.2 定速控制定速控制是一种简单、常用的变频控制方法。
该方法通过设定电机的运行速度来调节输出频率和电压，使得异步电动机具有稳定的转速和扭矩。
三、结论本文通过介绍异步电动机变频调速的原理和实现方法，可以实现异步电动机在不同负载条件下达到相同的转速和扭矩，提高了运行效率和能源利用率。
异步电动机变频调速技术的应用将得到更加广泛的推广和应用。
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。
- 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)。
交流异步电动机变频调速应用
发表时间：2011-04-08T10:01:51.033Z 来源：《价值工程》2011年4月上旬供稿作者：季政
[导读] 变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。
季政 Ji Zheng（山东冶金技术学院，济南 250109）
（Shandong College of Metallurgy Technology，Ji'nan 250109，China）
摘要：本文主要讲述了交流异步电动机变频调速系统的多段速应用，主要包括对西门子PLC、MM440变频器的程序设计以及各参数设置。
Abstract: This paper describes the multi-speed application of frequency conversion and speed regulation system of AC induction motor, including the program design of Siemens PLC and MM440 inverter as well as the parameters setting.
关键词：交流电机；变频器；PLC
Key words: AC motor；converter；PLC
中图分类号：TM37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）10-0030-01
0 引言
变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。
它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，而成为电气传动的中枢。
MM440为交直交电压型变频器，把输入的三相交流电经过三相整流桥整流成直流电压；变频器的中间直流环节采用大电容滤波，直流电压波形比较平直，内阻抗小，适用于多电机拖动。
通过S7-200 PLC和MM440变频器联机，实现电动机延时控制运转。
按下正转按钮SB1，延时15s后，电动机启动并运行在频率为
5Hz；20s后电动机运行频率为10Hz；30s后运行频率为15Hz。
按下反转按钮SB2，延时10s后，电动机反向运行在频率为-15Hz；15s后，电机运行频率为-20Hz；20s后，电机运行频率为-30Hz。
按下停止按钮SB3，电动机停止运行。
异步电动机工作情况是由PLC发送指令给变频器，然后变频器发指令给电动机来实现本次实验的目的。
1 PLC的I/O分配
I0.1, 电动机正转输入，对应电动机正转按钮SB1；
I0.2，电动机反转输入，对应电动机停止按钮SB2；
I0.3，电动机停止输入，对应电动机反转按钮SB3；
Q0.1，固定频率设置，接MM440数字输入端子“5”；
Q0.2，固定频率设置，接MM440数字输入端子“6”；
Q0.3, 固定频率设置，接MM440数字输入端子“8”；
Q0.4, 电机运行控制/停止控制，接MM440数字输入端子“16”。
2 变频器的设置和初始化
MM440变频器数字输入“5”、“6”、“7”、“8”端子通过P0701、P0702、P0703、P0704参数设为6段固定频率控制端，每一频段的频率分别由P1001～P1006参数设置。
变频器数字输入“16”端子设为电动机运行、停止控制端，可由P0705参数设置。
P0010设为30，P0970设为1。
按下变频器操作面板上的“P”键，变频器开始复位到工厂默认值。
3 电动机参数设置
P0003设为3，访问级别为专家级；P0010设为1，快速调试；P0100设为0，功能以KW表示，频率为50HZ；P0304设为380，电动机额定电压；P0305设为0.83，电动机额定电流；P0307设为0.25，电动机额定功率；P0310设为50，电动机额定频率；P0311设为1400，电动机额定转速；P3900设为1，结束快速调试，进入“运行准备就绪”。
4 变频器MM440参数设置表（表1）
5 PLC程序设计（表2）
6 结束语
模拟调试后下载到PLC，与实际系统联调，完成相应的控制功能。
该实验集变频技术、PLC技术为一体，通过学习可对电机调速的实
现有所了解。
参考文献：
[1] 李世基.可编程控制器及特殊功能模块[M].上海：上海建桥学院，2007.1
[2]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2008.8.
[3]王占奎.交流变频调速应用例集[M].北京：科学出版社，1995.2.
[4]许振茂.变频调速装置及其调试、运行与维护[M].北京：兵器工业出版社，1994.2.。