三相异步电动机的交流调速方式
三相异步电动机工作方式
三相异步电动机工作方式三相异步电动机，是指三相交流电源供电，电机转速略低于同步速度的电动机。
这种电动机具有结构简单、工作可靠、维护方便等特点，被广泛应用于各种机械传动中。
下面，我们来详细了解一下三相异步电动机的工作方式。
一、基本结构三相异步电动机是由转子和定子两个核心部件组成的。
转子由一组导体材料绕制成电路，通常采用铜材料，转子可以自由地旋转。
而定子由一组定子绕组和铁心构成，通常采用的材料是铁丝。
二、工作原理三相异步电动机根据电磁感应原理工作。
当三相电源通过定子绕组产生交流磁场时，磁场作用于转子上的导体，使导体感受到一个感应电动势。
这个感应电动势随着磁场的变化而变化，产生了一个交变电流，这个电流在转子内部形成了旋转磁场。
这个旋转磁场的转速与交流电源的频率有关，如果交流电源的频率为50Hz，则转速为1460转/分。
由于转子的电流和旋转磁场相互作用，使转子发生转动，最终完成转矩输出的工作。
三、启动方法三相异步电动机启动时通常应用以下几种方法：1. 直接启动：将电机直接接到电源上，用三相电源直接启动电动机。
2. 降压启动：通过分压器将电压降低，降低电动机启动电流。
3. 自耦变压器启动：自耦变压器是一种主、副绕组共用铁心的变压器。
启动时，电动机先接到大绕组端，然后逐渐切换到小绕组端，这样可以减小启动电流。
4. 变频启动：通过变频器实现电机启动。
四、控制方法三相异步电动机的转速可以通过调节电源频率、增加负载电流和改变转子电阻等方式实现调速控制。
目前，最常用的调速控制方式是斩波调速、矢量控制、感应电机调速和变频调速。
总之，三相异步电动机是一种广泛应用的电动机，具有结构简单、工作可靠、维护方便等多种优点，适用于各种机械传动。
对于装置要求精度和稳定性比较高的应用场景，还需要根据具体情况选择合适的控制方式。
三相异步电动机启动制动和调速
软启动器的工作原理简单，它通过软硬件方法，实时检测定子电流、 电压、功率因数或电动机的转矩值，经过计算得到一个准确的晶闸管 的移相角，使加在电动机上的电压或启动电流按某一规律变化（如斜 坡电压软启动、恒流软启动等），优化异步电动机的启动性能。软启
动器也可用PWM方式实现。
21
4.2 三相异步电动机的制动
复杂度 最简单
一般 简单 较复杂
适用性 电机小于7.5kW
任意容量，轻载 正常 ，频繁启动 大容量，大负载
15
Y
自耦变压器
3 1 k
改善结构
通过改变鼠笼式异步电动机的结构，既减小启动电流，又能获得较大 的启动转矩，即通过改变结构来改善电动机的启动性能。
1、增大转子电阻 这种电动机又称为高转差率鼠笼型异步电动机，其转子导条不用普通 的铝条，而是采用电阻率较高的铝合金（ZL-14），通过适当加大转 子导条的电阻来改善启动性能。
如同直流电动机一样，异步电动机制动的目的有两个： • 使传动系统迅速减速或停车； • 限制位能性负载的下放速度。
如果三相异步电动机的电磁转矩Te和转速n的方向相反，电动机便 处于制动状态。在制动状态下，电动机的电磁转矩起反抗旋转的作 用，为制动性转矩。
异步电动机的制动方法有：回馈制动、反接制动和能耗制动 。
n0 n s n0
n n0 (1 s)
1、直流电动机使用静差率，利用理想空载转速和转速（转速降）来
描述，它们都是转子的转速，是机械运动；
2、异步电动机使用转差率，利用旋转磁场的转速和转子的转速来描述， 同步转速非机械转速，也不是理想空载转速；
3、转差率与空载转速无关，更不能等同于转速降。
U L 3U P UL UP
变频试题库及答案
一、简答题:1 变频器的实质是什么？变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源以实现电动机的变速运行的设备。
2、交流异步电动机有几种调速方法？变极调速、转差率调速：转子回路串电阻调速、定子调压调速、串极调速。
变频调速。
3、交直交变频器的电路包括哪些组成部分？是说明各组成部分的功能。
交—直—交变频器的基本结构主要由主电路（包括整流电路、中间直流电路和逆变电路）和控制电路组成。
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，整流电路主要是将工频电源变换为直流电源，中间直流回路用于吸收整流电路和逆变电路产生的脉动电压（电流）,逆变电路是将直流电源变换为所需的交流电源。
控制电路是给主电路提供控制信号的回路.4分析制动单元电路的工作原理。
当U D不断上升，超过设定值时,控制电路将自动给V B 的基极施加信号，使之导通，这样电容C F 通过R B和V B放电，使电压U D下降，进而通过制动电阻R B消耗掉存储于直流母线上的再生电能。
5、已知某变频器的主电路如下图所示,试回答如下问题：（1）电阻RI 和晶闸管S 的作用是什么?电阻RL 为限流电阻，和开关SL 一起用于抑制浪涌电流.（2）电容CF1 和CF2 为什么要串联使用？串联后的主要功能是什么?变频器滤波电路中采用的电容要求容量大、耐压高，由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，单个电容无法满足，需串联使用。
电容C F1和C F2串联后的主要功能是滤波，当负载变化时,使电路中的直流电压保持平稳。
6、什么是U/F 控制？变频器为什么在变频器时还要变压？U/ ƒ 控制是指为了得到理想的转矩-速度特性，必须对变频器的输出电压频率ƒ 和输出电压幅值U 同时进行控制，并基本满足“U/ ƒ=恒定”的控制条件.在改变定子侧电源频率ƒ1 进行调速时，为了不影响异步电动机的运行性能，保证异步电动机的电磁转矩不发生改变,就必须保证主磁通Фm的恒定，也就是说，只要满足E1 常数即可。
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。
三相异步电动机的起动与调速实验报告
暨南大学本科实验报告专用纸课程名称《电机与拖动基础》成绩评定实验项目名称三相异步电动机的起动与调速指导教师张新征验项目类型验证实验地点红楼302实验组编号 3 学号2011052536 姓名罗育浩学院电气信息学院专业自动化实验时间2014年6 月12 日下午温度28 ℃湿度%一、实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二、预习要点1、异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2、异步电动机的调速方法。
三、实验项目1、直接起动（必做）2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。
（必做）3、自耦变压器起动。
（选做）4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
（必做）5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
（必做）四、实验方法12、屏上挂件排列顺序D33、D32、D51、D31、D433、三相鼠笼式异步电机直接起动试验图4-5 异步电动机直接起动(1) 按图4-5接线。
电机绕组为Δ接法。
异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接校正直流测功机DJ23。
电流表用D32上的指针表。
(2) 把交流调压器退到零位，开启钥匙开关，按下“启动”按钮，接通三相交流电源。
(3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“停止”按钮，切断三相交流电源)。
(4)再按下“停止”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“启动”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。
(5)安装DD05步骤：断开电源开关，将调压器调至零位，除去圆盘上的堵转手柄，然后用细线穿过圆盘的小孔，在圆盘外的细线上应打一小结卡住。
将细线在圆盘外凹槽内绕1~3圈，留有一定的长度便于和弹簧秤相连。
用内六角扳手将圆盘固定在电机左侧的联接轴上，将测功支架装在与实验操作人员面对着导轨的另一侧，用偏心螺丝固定，最后用细线将弹簧秤与测功支架相连即可。
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
三相异步电动机(7.5KW电机)变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与 应用(616G5)
三相异步电动机(7.5KW电机）变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与应用（616G5）学校：华北电力大学院系：专业：电气工程及其自动化指导教师:姓名：学号:引言由于电力电子技术的不断发展和进步，伴随着新的控制理论的提出与完善，使交流调速传动，尤其是性能优异的变频调速传动得到飞速的发展。
近年来，变频器的售价不断下降，而其使用功能却不断提升和扩大变频器的大量推广使用，在节能、省力化、自动化及提高生产率、提高质量、减少维修和提高舒适性等多方面都取得了令世人瞩目的应用效果。
1目录一、交流调速系统概述 (3)二、变频调速系统 (4)三、变频器的原理 (6)四、电机选择及参数 (9)五、旋转编码器选择及参数 (11)六、安川变频器(616g5)结构形式 (12)七、安川变频器(616g5)参数设定 (13)八、结束语 (20)参考文献： (21)一、交流调速系统概述调速系统的发展三相交流电机自十九世纪发明以来走过了100多年历史,电力拖动控制技术也随之日渐成熟,已从最初直接起动发展成目前的变频调速。
电机在恒压下直接起动时电流约为其额定值的4-7倍,电机转速要在很短时间内从零升至额定值将产生很大冲击,且在起动瞬间大电流作用下,会引起电网压降,甚至严重影响电网内其它设备正常运行。
为此,改善电机起动状态,使之处于低或无冲击及平滑柔和环境,各种限流起动的方法便应运而生。
变频调速技术是随交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MCT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件更新促使电力变换技术的不断发展。
从20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视,到20世纪80年代作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。
dcx%zqea三相异步电动机变频调速
、.~①我们‖打〈败〉了敌人。
②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。
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。
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1. 三相异步电动机的交流调速方式：
变极调速，串电阻调速，降压调速，串级调速，变频调速。
2. 常用的三种负载类型及典型（如恒转矩负载：车床主轴电机）
恒转矩负载的特点有：转矩与转速（），功率与转速（）
3. 变频器的分类：
按结构分为：间接变频器，直接变频器。
按滤波方式分为：电压型变频器，电流型变频器。
按电压的调制分为：交--直--交变频器（脉幅调制PAM）（脉宽调制PWM）
按控制方式分为：U/F控制，矢量控制，直接转矩控制。
按用途分为：通用变频器，专用变频器。
4. 什么是U/F控制？为什么要采用U/F控制方式？（变频器的同时为何变压）
5.矢量控制方式？
6.基频以下采用（）调速，基频以上采用（）调速。
例题：电动机从基本频率向下的变频调速属于（）。
A:恒转矩 B:恒功率 C:恒磁通 D:恒转差率
7.脉宽调制和正弦波脉宽调制的定义及英文缩写：SPWM控制的原理是什么？为什么采用
SPWM控制？
8.SPWM的控制方式分为单极性和双极性两种，了解这两种方式的区别？
9.什么是转矩提升？为什么要采用转矩提升？
例题：在U/F控制方式下，当输出频率比较低时，会出现转矩不足的情况，要求变频器具有
（）功能。变频器利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法，称为（）
10.常用的电力电子器件有哪些？各自的图形符号。属于电流控制型号的有哪些？属于电压
控制型的是那些？晶闸管导通和关断的条件？在中小型变频器电路中，（）应用比较广泛。
11.交--直--交变频器主要有那两部分组成？其中主电路由什么组成？说明各部分的作用以及
逆变电路中电力电子器件旁并联的二极管的作用？
例题：变频器主电路由整流及滤波电路（）和制动单元组成。