变频器的控制异步电动机的基本原理
变频器矢量控制原理
变频器矢量控制原理
变频器矢量控制原理是一种用于控制三相异步电动机的方法。
它基于矢量算法，通过测量和处理电机的电流和转速信号，并将其转化为电机控制信号，实现对电机的精确控制。
变频器矢量控制的核心原理是将电机的转子电流和转速向量解耦，分别控制它们的大小和相位。
在传统的矢量控制算法中，主要包括转速闭环控制和电流闭环控制两个环节。
转速闭环控制主要通过测量电机的转速，并将其与期望转速进行比较，得到转速误差信号。
然后根据这个误差信号，通过PID控制算法计算得到控制电机转速的控制信号。
这个控制信号经过逆正切运算，转化为电机的转子电流矢量。
电流闭环控制主要通过测量电机相电流和直流母线电压，得到电流误差信号。
然后根据这个误差信号，通过PID控制算法计算得到控制电机电流的控制信号。
这个控制信号经过逆正切运算，转化为电机的转子电流矢量。
通过对转速和电流闭环控制的协调控制，变频器可以实现对电机的精确控制。
在变频器矢量控制中，可以通过改变电机转子电流矢量大小和相位角来改变电机的转矩和转速。
这样，可以实现电机的平滑启动、调速和制动等控制功能。
总之，变频器矢量控制是一种高级的电机控制方法，可以实现对电机的精确控制，提高电机的响应速度和控制精度。
它在工业生产和各种机械设备中得到广泛应用。
三相异步电机的工作原理
三相异步电机的工作原理
三相异步电机的工作原理基于电磁感应和旋转磁场的原理。
它由定子和转子组成。
定子是由三个绕组组成，每个绕组均连接到一个独立的三相交流电源。
当电流通过绕组时，它们会产生一个旋转磁场，该旋转磁场的频率与电源的频率相同，通常为50赫兹或60赫兹。
转子由导体条或铜棒制成，并放置在定子的磁场中间。
当定子的旋转磁场通过转子时，导体条中的电流会受到感应，这样就会在转子中产生一个磁场。
由于定子的磁场是旋转的，它会产生一个旋转磁场，在转子中产生的磁场与定子的旋转磁场相互作用。
这个作用力会使得转子开始旋转，从而驱动机械装置的运动。
值得注意的是，转子的旋转速度通常略低于定子的旋转磁场的速度，因此，它被称为“异步”电机。
这个差异速度被称为“滑差”，滑差是通过电机的设计和负载的特性来控制的。
总体而言，三相异步电机工作原理是基于电磁感应和旋转磁场之间的相互作用，通过这种作用驱动转子旋转，实现机械装置的运动。
三相异步电动机 foc 控制 pwm 变频调速工作原理
三相异步电动机的FOC控制是一种利用变频器控制三相交流马达的技术，它通过调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度，来控制马达的输出。
具体来说，FOC控制通过调整PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比，来控制变频器的输出电压，从而控制马达的转速。
PWM信号是一种方波信号，其占空比是指在一个周期内高电平时间与整个周期时间的比值。
当占空比变化时，变频器输出的平均电压也会变化，从而改变马达的转速。
在FOC控制中，首先需要将三相输出电流及电压以矢量来表示，这个过程称为矢量控制或磁场定向控制。
通过调整变频器的输出频率和电压大小，可以控制马达的磁场强度和转速。
对于有传感器FOC，由于电机的传感器（一般为编码器）能反馈电机转子的位置信息，因此在控制中可以不使用位置估算算法，控制起来相对无传感器FOC简单。
然而，对于无传感器FOC，由于没有传感器来反馈电机转子的位置信息，因此需要使用位置估算算法来控制马达的转速。
总之，三相异步电动机的FOC控制利用PWM信号来控制变频器的输出电压，从而控制马达的转速。
它是一种高效、精确的电机控制方法，被广泛应用于各种工业场合。
简述交流异步电动机的基本结构和基本工作原理。
简述交流异步电动机的基本结构和基本工作原理。
交流异步电动机是一种广泛用于工业机械设备的电动装置，它是当今工业用电动机中最常用的机型。
它由定子和转子组成，也称为无刷电动机、异步电动机或交流电机。
交流异步电动机能够转化电能为机械能，实现电能的便捷转换，是工业自动化运行的重要部件。
一、交流异步电动机的基本结构
交流异步电动机由定子和转子组成，定子由电线、绝缘体、短路器、电路断路器以及各种构件组成，其中的构件是由电线和绝缘体组成的绕组。
定子的绕组的安装方式有直列式和波形式，而转子则由电磁铁、电机轴、磁弹簧以及其他构件组成。
二、交流异步电动机的基本工作原理
当电源供电时，电流进入电动机定子绕组，绕组形成磁场，此时定子磁场对转子产生力，使转子轴和定子磁场方向一致，形成单向力。
此时，定子磁场和转子磁场相互交叉，形成转子旋转力，致使转子匀速旋转，从而实现电能转换成机械能。
此外，定子绕组上的变压器、变频器和变调器可以改变定子绕组上的电压大小，从而实现转速的调整，满足不同的工况要求，是工业自动化生产中比较常用的电机控制手段。
总结而言，交流异步电动机是一种广泛用于工业机械设备的电动装置，由定子和转子组成，定子绕组上的变压器、变频器和变调器可以改变定子绕组上的电压大小，从而实现转速的调整，在工业自动化生产中是比较常用的电机控制手段。
它能够将电能转化为机械能，运
行的响应速度快，启动和停止动作平稳，广泛地应用于各类行业，是工业机器自动化运行的重要部件。
变频器制动方法与原理
变频器制动方法与原理(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除变频器供电的异步电动机电气制动方法与原理1 引言在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传动系统中，当电动机减速或者拖动位能负载下放时，电动机的实际速度将高于旋转磁场的旋转速度。
为了使电动机的实际速度与给定速度相符，就必须采取制动措施。
异步电动机的制动方法有再生发电制动、直流制动和机械抱闸制动。
而机械抱闸制动直观，这里不做介绍，只介绍前面两种电气制动方法。
为了便于介绍电气制动的原理与方法，首先回顾一下，异步电动机的运行原理。
2 异步电机运行原理众所周知，异步电动机的定子上装有一套在空间上对称分布的三相绕组AX、BY、CZ 如图1所示。
当给这三相绕组通以交流电时, 则在定转子气隙中产生磁场。
此磁场在任何瞬间都是三相绕组各磁场的总和。
通过右手定则对图1中不同瞬间电流与磁场方向的关系可知，合成磁场FΣ的方向与电流为最大值那一相绕组的轴线方向一致。
因此随着电流最大值依次由A相→B相→C相→A相等顺序变化，合成磁场的方向也依次指向A相→B相→C相→A相等各相绕组的轴线方向。
这就是说，这个合成磁场是一个“旋转磁场”。
其旋转速度n0(同步转速)与交流电源频率成正比，而与磁场极对数成反比。
图1 旋转磁场形成由于旋转磁场的作用，转子导体切割磁场磁力线而产生感应电势，这个感应电势使闭合的转子导体产生电流，通电导体在磁场中又受到一个力的作用，这个作用在导体上的力，将使异步电动机旋转，其某一瞬间情况如图2所示。
根据右手定则可知转子闭合导体电流的方向。
再根据左手定则可知转子导体受力方向。
此作用力产生的转矩XTD将克服阻力矩Mfz，使电机加速到电动力矩等于阻力矩为止。
图2 旋转力矩形成3 电气制动的方法与原理采用通用变频器供电的异步电动机电气制动有直流制动与再生发电制动(能耗制动)两种。
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。
异步电动机变压变频调速原理和按稳态模型控制的转差功率不变调速系统
１９
将式 （３１３） 对 ｓ求导，令 ｄＴｅ／ｄｓ＝０，可得恒 Ｅｓ／ω１ 控制特性在最大转矩时 的临界转差率为
最大转矩为
ｓｍ
＝
Ｒ′ｒ
ω１（Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ）
（３１６）
( ) ３
Ｔｅｍａｘ＝２ｐｎ
Ｅｓ ω１
２１ Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ
（３１７）
值得注意的是，在式 （３１７） 中，当频率变化时，按恒 Ｅｓ／ω１控制的 Ｔｅｍａｘ值恒 定不变，再与式 （３１１） 相比可见，恒 Ｅｓ／ω１控制的最大转矩大于恒 Ｕｓ／ω１控制时 的最大转矩，可见恒 Ｅｓ／ω１控制的稳态性能是优于恒 Ｕｓ／ω１控制的。
分母中的 Ｒ′ｒ２项，则
( ) Ｔｅ≈３ｐｎ
Ｅｓ ω１
２
ｓω１（ＬＲｌｓ′ｒ＋Ｌ′ｌｒ）２∝
１ ｓ
（３１５）
这又是一段双曲线。ｓ值为上述两段的中间值时，
机械特性在直线和双曲线之间逐渐过渡，整条特
性与恒压频比特性相似，图 ３６中给出了不同控
制方式时的机械特性。其 中，特 性 曲 线 １是 恒
Ｕｓ／ω１控制特性，特性曲线 ２是恒 Ｅｓ／ω１ 控制特 性。
带负载时，转速降落 Δｎ为
ｎ１
＝６０ｆ１ ＝６０ω１ ｐｎ ２πｐｎ
（１１）
６０ Δｎ＝ｓｎ１ ＝２πｐｎｓω１ 在式 （３７） 所示的机械特性近似直线段上，可以导出
（３９）
( ) ｓω１≈３ｐＲｎ′ｒωＵＴｅ１ｓ ２
（３１０）
由此可见，当 Ｕｓ／ω１为恒值时，对于同一转矩 Ｔｅ值，ｓω１ 基本不变，因而 Δｎ
Ｒ′ｒ２ ＋ｓ２ω２ １（Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ）２
（３１３）
这就是恒 Ｅｓ／ω１或恒 Φｓｍ控制时的机械特性方程式。 利用与前述相似的分析方法，当 ｓ很小时，可忽略式 （３１３）分母中含 ｓ项，则
异步电机的工作原理
异步电机的工作原理
异步电机是一种常见的交流电动机，它广泛应用于工业生产、家用电器以及各种机械设备中。
异步电机的工作原理是基于电磁感应和磁场作用的相互作用，下面将详细介绍异步电机的工作原理。
首先，异步电机由定子和转子两部分组成。
定子是由绕组和铁芯构成的，绕组上通有交流电流，产生旋转磁场；而转子则是由绕组和铁芯构成，绕组通有感应电流，感应电流与定子的旋转磁场相互作用，从而产生转矩，使电机转动。
其次，当三相交流电源加在定子上时，定子中会产生旋转磁场。
这个旋转磁场的产生原理是基于三相交流电的相位差，使得定子绕组中的电流产生正弦分布，从而产生旋转磁场。
而转子中的绕组则感应出感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用，产生转矩，从而使得转子跟随旋转磁场一起旋转。
再者，根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会产生感应电动势。
在异步电机中，由于转子绕组感应出的感应电流是由定子旋转磁场产生的，所以转子绕组中会产生感应电动势。
这个感应电动势会产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用，从而产生转矩，使得转子跟随旋转磁场一起旋转。
最后，异步电机的工作原理是基于电磁感应和磁场作用的相互作用。
当定子上通有交流电流时，产生旋转磁场；而转子中感应出感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用，产生转矩，使得转子跟随旋转磁场一起旋转。
这样，异步电机就能够实现动力传递和机械运动。
总之，异步电机是一种广泛应用的电动机，其工作原理是基于电磁感应和磁场作用的相互作用。
通过定子和转子之间的相互作用，异步电机能够实现动力传递和机械运动，为各种机械设备的正常运行提供了重要的动力支持。
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5、变频调速系统常见故障及处理方法：
①如何选择变频器的载波频率
输出PWM信号的频率一般在0.5-6KHz
载波频率越高，电机漏电流越大，涡流现象越严重，电机越容易发热，但噪音可以减少。
②使用变频器后，减速器是否需要？
③变频器运行时三相输入电流不平衡的原因是什么？
是三相输入电压不平衡造成的。
解决方法：使电压平衡、在高电压相中串入电抗器
3上限频率与下限频率 变频器输出频率限制在这两个频率之间
fH当x≥Xhf=fH
x≤Xlf=fL
fL
XLXH
④回避频率 能使系统产生共振的频率
⑤点动频率： 点动时的输出频率，一般较低
⑥升速时间
基本频率
O
最高频率
⑦降速时间：
O注意：不是指到设定频率的时间
⑧升降速方式：
线型、S型、半S型
f
线
上半S下S
上S
Sin2C——能用来制造耐高压器件。
U/f=C380/50=7.6
u
U/f=tg=7.6
380
有时可以改变基频（本来为50Hz）
α 入下降为40 则 U/f=9.5
304050f
380/409.5
=≈1.25
380/507.6
电压 1.25倍，则转矩大小（1.25）的平方等于1.5倍。
这对于启动电流大跳闸有用
二、变频器的基础知识
1、发展史与展望
电压与频率成正比的实现方法：PWM
但存在高次谐波：电机发热
干扰
电机振动
2、变频器的结构与原理
（1） 主电路
RU
整流
SV
TW
等效电流
1、整流电路：整流成直流脉动电压
2、限流电路：由限流电阻及短路触点组成限止充电电流，保护整流器件。
3、滤波电路：平滑电压
4、制动电路：60f1
P
CPU驱动
uvw
N
变频器主要取样电路
1电压
互感器
交流直流 ——电阻分压
电阻分压
电流互感器
②电流
电阻取样
模拟式
③温度
开关式（如热敏开关）
三、电平电路形式：
特点：谐波小
直接高进高出电路形式：
匀压电阻（匀压静态电压）
G
1000千瓦以上用2000千瓦以上用
在高压变频器上IGBT的控制端上不用导线连接而是用光导纤维。
⑦变频调速系统中，漏电断路器经常跳闸？
由于高次谐波作用造成的（分布电容加大）
⑧如何解决变频器控制的电机易发热的问题？
降低载波频率，外加冷却风机。
⑨变频器长期保管后再使用要注意哪些？
a、使用前缓慢施加电压
b、变频器驱动防爆电机应注意什么？
变频器没有防爆功能，使用时应置于安全地方。
6、PWM信号的基本概念
2、导体在磁场中运动产生感应年电动势
3、带电导体在磁场中产生电磁力
no-n
= s转差率
no
60f1
异步电动机转速n =( r/s)
p
如no=n则转子不切割磁力线也就丢失了旋转运动。
4、异步电动机的调试方法
（1）变极调速
（2）改变转差率（s）——如滑差电机
（3）变频调速
变频器本质：
是一种输出电压和频率可以改变的电源。
④如何避免电动机绝缘击穿？
高次谐波使输出电压迭加浪涌电压，载波频率越高越严重，。
对策：a、输出端加滤波电感器
b、降低载波频率
c、选绝缘高的电机
⑤变频器运行时输出电流大于输入电流？
由于高次谐波作用，使电流测量出现误差。可以查出变频器显示的输出电流。
⑥变频器运行时直流电压为什么比静止时高？
减速过程中泵生电压迭加造成的。
1、变频器的参数设置
1.1 启动/停止类1、本地（面板）
一、变频器的控制异步电动机的基本原理：
1、异步电动机的结构：
定子
转子：绕线式鼠笼式
2、异步电动机旋转
（1）旋转磁场
在异步电动机的三相对称绕组通入三相对称电流后，它们共同的作用产生合成旋转磁场。
旋转磁场的转速（同步转速）
60f1(I频)
n=（转/分）
p-相对数
（2）异步电动机的转速
三个电磁现象：
1、带电体周围产生磁场
有控制理论结论： 冲量相同而形状不同的窄脉冲加到具有惯性环节上基本效果相同
多次谐波 n：3、5、7、9…
PWM
U/3sin3w
基波UsinwU/7sin7w
U/9sin9w
0.5-6KHz
PWM信号生成的方法
①模拟方式
调制波
形成电路
载波
②专用芯片
③CPU设计相应的程序（现在都是这种方法）
变频器电子器（功率器件）
例： 200Kw 启动时电流大跳闸
解决方案：
1提高电流保护（由1.5倍额定电流改为108倍）
2关小风门，轻载启动。
3基频改为40Hz，提高力矩。
矢量控制： 精度 0.1℅
动态响应 ≤10ms
一定是闭环控制（无速度反馈用的更多）
改变频率就是改变基波频率
基波峰值 决定U
基波
载波
方波
基波频率f
同时基波峰值U
30秒n0=
P
5秒
10
n>n0发电机
作用：吸收原生电压，保护功率模块，增大制动转矩，使电动机快速停止。
5、逆变电路：
等效交流电：效果上是正弦波
实质上是PWM波
（2） 控制电路：
主电路
保护电路
开关电源驱动
PWM
外CPU键盘
部
控
制
住回路容易坏（大多是驱动电路坏造成的）
3、变频器控制方式：
U/f（国产）转差频率（在国内无）矢量（最先进、最好的）
1u/f控制方式
忽略定子漏电阻
E=U=4.4f1w1k1￠m源自设U不变1f1￠m M1 功率不足
则：￠m∝
f1 f1￠m磁饱和，铁损失大，电机发热。
要求 U/f=K(常量)，￠m才能基本不变。
a、U/f=K
正如符合，风机水泵要求。
b、E/f=Ku
n0ne
0MeM0 f
②转差频率控制方式名（变频器与要配套）
None 设ne f0
Me励磁电流
2矢量控制（模拟直流电动机调速控制）
转矩电流
基本构思 几种旋转磁场的转换
三相电机
B
Ib F
旋转磁场旋转方向
icia w1
3/2CA
2/3
二相交流绕组
iβ
β
F
W1
iα
α
二相直流绕组
F
TM
it
im
W1
三相交流绕组二相交流绕组二相直流绕组
iAiαit等效直
流电机
iB3/2VR模型
①风机水泵型 ——PID平方关系（如我以前用的ABB-400它有反馈输入）
②通用刑
3、变频器输出频率的几种方法
①面板控制
0-5V ±5V
②外部控制：电压控制
0-10V ±10V
0-20Ma
电流控制
4-20Ma
③通讯口控制
4、设置中主要参数名词的含义
1基本频率——电动机的额定频率
2最高频率——指当给定信号为最大值时的输出功率
im
iCiβ
异步电动机等效结构图
反馈
构思图：
it1iα1iA1
电
控制信号控制器VRˉ1流
im1iβ12/3控制
iC1变频器
三、变频器应用的相关问题
1、功率选择
一般与电机相等（四极电机）
①带六极、八极电机 功率大一档 ——相当于多少百分率？
②加速时间要求较短 大一档
③启动转矩大的 大一档
2、型号选择：
整流 逆变
D
C
智能模块 IGBT
G
G
E
S
MOS + 三极管
输入阻抗高 输出阻抗低
电压控制 饱和电阻低
驱动功率 大的输出功率
1、对驱动的要求：
1波形陡峭
2隔离（光耦）
3使用四组独立电源
4驱动电压为15——-5V之间
驱动电路（早期的，现已基本不用，现用专用电路集成块）
20v
P
C
18v
E
6v
5v
导通且饱和时电压为3-5v如电流过载，则脱离饱和区，电压上升。