交流交流电机的控制
交流感应电机控制策略
交流感应电机控制策略
交流感应电机的控制策略可以分为以下几种：
1. 矢量控制（也称为矢量控制或矢量变频器控制）：通过测量电机电流和转子位置来控制电机的转矩和速度。
该控制策略可以实现电机的良好动态性能和高效率，适用于高性能应用。
2. 直接转矩控制（DTC）：通过测量电机电流和电压来直接控制电机的转矩和速度，不需要使用速度传感器。
DTC可以实现快速和准确的转矩响应，适用于需要快速变换负载的应用。
3. 基于空间矢量调制（SVM）的控制：将电机的电流向两个正交坐标轴进行变换，实现电流和转矩的独立控制。
SVM控制可以有效降低电机的谐波和噪音，提高电机的效率。
4. 感应电机励磁控制：通过调整电机的定子电压和频率来控制电机的励磁，实现电机的转矩和速度控制。
这种控制策略可以改变电机的励磁特性，适用于需要改变电机运行特性的应用。
以上是常见的交流感应电机控制策略，根据具体应用和要求可以选择合适的控制策略。
交流电机控制原理及控制系统
交流电机控制原理通常涉及改变电机的电压、频率或二者来控制其转速和扭矩。
最常见的交流电机类型包括异步电机（也称为感应电机）和同步电机。
以下是两种电机的控制原理及控制系统的简要介绍：异步电机（感应电机）控制原理：异步电机的转速由其供电频率和极数确定，根据公式\( n = \frac{120f}{p} \)，其中\( n \) 是电机的同步转速，\( f \) 是供电频率，\( p \) 是极对数。
电机实际转速会低于同步转速，这个差值称为滑差。
1. 频率控制（V/f控制）：电压和频率成比例调整，以维持电机的磁通密度，从而控制转速。
适合于要求不高的应用，如风扇或泵。
2. 矢量控制（磁场定向控制，FOC）：精确控制电机的磁场和转矩。
将电机模型从时间域转换到旋转参考框架（d-q坐标系），独立控制转矩和磁通。
需要电机参数，通过编码器或传感器反馈，能提供高性能的控制。
3. 直接转矩控制（DTC）：直接控制定子磁通和电磁转矩，快速响应。
不需要转速或位置传感器，适合于要求快速动态响应的应用。
同步电机控制原理：同步电机的转速与供电频率严格同步。
转速由同步速度公式\( n_s = \frac{120f}{p} \) 确定。
1. 矢量控制：同样适用于同步电机，允许对转矩和磁通进行独立控制。
通常需要位置或速度反馈来实现精确控制。
2. 直接转矩控制（DTC）：同样可以用于同步电机，提供快速的转矩响应。
控制系统组件：交流电机的控制系统通常包含以下组件：1. 输入设备：用于接收命令和反馈信号，如开关、按键、编码器等。
2. 控制器：可以是微处理器、PLC或专用的电机控制器，用来实现控制算法。
3. 功率变换器：通常是逆变器，用来将直流电转换为可控的交流电，以调整电机的电压和频率。
4. 反馈传感器：如速度传感器、位置传感器、电流传感器和电压传感器，用于闭环控制。
5. 保护装置：确保系统在过载、短路、过热等异常情况下能够安全运行。
控制系统设计：设计交流电机的控制系统时，需要考虑以下因素：电机类型和规格：选择合适的控制方法和硬件。
交流电机的速度控制原理
交流电机的速度控制原理交流电机的速度控制原理是通过调节电机的电源电压、改变电源频率和控制电机的电枢电流来实现的。
以下是详细的解释：1. 电源电压控制原理：交流电机的转速与电源电压成正比，因此可以通过改变电源电压来调节电机的转速。
通常使用变压器或电压调节器来实现电源电压的控制。
降低电源电压会使电机转速降低，而增加电源电压会使电机转速增加。
这种方法简单、直接，但对于大功率电机来说，经济性和效果并不理想。
2. 改变电源频率控制原理：交流电机的转速与电源频率成正比。
因此，通过改变电源频率可以控制电机的转速。
在工业领域中，通常使用变频器来改变电源频率，从而实现对电机速度的控制。
变频器能够将固定频率的电源电压转换为可调节频率的电源电压，并且能够精确控制电机的转速。
通过改变变频器的输出频率，可以实现电机的平稳启动、定速运行和减速停止。
3. 控制电机的电枢电流：电枢电流是交流电机控制转速的另一重要参数。
通过控制电枢电流的大小，可以调节电机的转速。
通常使用电子调速器或电子控制器来控制电枢电流。
这种方法适用于大型交流电机，可以实现电机的精确调速和负载调整。
除了上述三种基本原理外，还有其他辅助控制手段：- 通过调节电机绕组的接线方式，例如改变绕组的串并联方式，来控制电机的转速。
这种方法适用于小功率电机，常用于电扇等家电。
- 通过调节电机的负载，例如调整电机驱动的机械负载，来改变电机的转速。
这种方法适用于某些特定的工业应用，如风机、泵等。
总结起来，交流电机的速度控制原理主要包括调节电源电压、改变电源频率和控制电机的电枢电流。
这些方法在不同的应用领域中有不同的适用性和优缺点，工程师需要根据具体需求选择合适的控制方法。
同时，随着电力电子技术的进步和智能控制系统的发展，交流电机的速度控制也将越来越多地采用数字化和自动化的控制方式。
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。
交流电机的调速方法
交流电机的调速方法
第一种是电压调速方法。
电压调速是通过调节交流电机的输入电压来
改变其转速的一种方法。
调节电压可以采用变压器调节、自耦变压器调节、稳压变压器调节、调压电路调节等方式。
通过调节电压，可以控制交流电
机的转速。
电压调速方法简单易行，且调速范围大，但是调速精度低，对
负载扰动响应能力弱。
第二种是频率调速方法。
频率调速是通过改变交流电机的供电频率来
调节其转速的一种方法。
常见的频率调速器有变频器、双脉冲调制器、磁
流管调控器等。
频率调速方法调速范围广，调速精度高，且对负载扰动响
应能力强。
但是频率调速设备成本较高，对电源质量要求较高，且一般只
适用于中小功率交流电机。
第三种是转子电流调速方法。
转子电流调速是通过改变交流电机的转
子电流来实现调速的一种方法。
常见的转子电流调速器有可控硅整流调速器、直流励磁调速器等。
转子电流调速方法调速范围广，调速精度高，对
负载扰动响应能力强，且具有较好的过载能力。
但是转子电流调速设备复杂，成本较高。
除了以上三种方法外，还有一些特殊的调速方法，如电势势能调速法、换瓦势矩调速法、闭环向前调速法等。
这些调速方法利用一些特殊的物理
效应来实现电机的调速。
总结起来，交流电机的调速方法包括电压调速、频率调速和转子电流
调速三种方法。
各种方法各有优缺点，适合不同的应用场景。
在选择调速
器时，需要根据实际需求进行综合考虑，选择最适合的调速方法。
电机控制方法
电机控制方法电机控制是指通过各种手段对电机进行调节和控制，以实现特定的运动要求或工作任务。
电机控制方法的选择对于电机的运行效率、稳定性和使用寿命有着重要的影响。
下面将介绍几种常见的电机控制方法。
一、直流电机控制方法。
1. 电压调速。
电压调速是通过改变直流电机的供电电压来实现调速的方法。
调节电压可以改变电机的转速，从而实现对电机的控制。
这种方法简单易行，成本低，但是调速范围有限，且效果不够理想。
2. 脉宽调制。
脉宽调制是一种通过改变脉冲信号的占空比来控制电机的转速的方法。
通过改变脉冲信号的宽度，可以改变电机的平均电压，从而实现调速的目的。
这种方法调速范围广，控制效果好，但需要专门的控制器和驱动电路。
二、交流电机控制方法。
1. 变频调速。
变频调速是通过改变交流电机的供电频率来实现调速的方法。
通过改变电源的频率，可以改变电机的转速，从而实现对电机的控制。
这种方法适用范围广，调速效果好，但是设备成本较高。
2. 矢量控制。
矢量控制是一种通过对交流电机的电流和电压进行精确控制来实现调速的方法。
通过对电机的电流和电压进行独立控制，可以实现对电机的精确控制，从而实现高性能的调速效果。
这种方法适用于对电机性能要求较高的场合，但是控制系统复杂，成本较高。
三、步进电机控制方法。
1. 开环控制。
步进电机通常采用开环控制的方法。
通过控制电机的脉冲信号来实现步进运动，但是无法对电机的实际位置进行反馈控制。
这种方法简单易行，成本低，但是无法保证电机的运动精度和稳定性。
2. 闭环控制。
闭环控制是一种通过对步进电机的位置进行反馈控制来实现精确控制的方法。
通过对电机位置的反馈信息进行控制，可以实现高精度的步进运动控制。
这种方法适用于对步进电机运动精度要求较高的场合，但是控制系统复杂，成本较高。
综上所述，电机控制方法的选择应根据具体的应用场合和要求来确定。
不同的电机控制方法各有优缺点，需要根据实际情况进行合理选择，以实现对电机的有效控制和运行。
交流电机的控制技术与应用
交流电机的控制技术与应用电机是现代工业中最为常见的动力装置之一，广泛应用于各个领域，如制造业、交通运输、能源等。
而交流电机作为电机的一种，具有结构简单、运行可靠、效率高等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
本文将重点探讨交流电机的控制技术与应用。
1. 交流电机的基本原理交流电机是利用交流电流产生的旋转磁场与电机中的磁场相互作用，从而产生转矩，驱动电机旋转。
交流电机的基本原理可以归纳为两个方面：电磁感应原理和洛伦兹力原理。
电磁感应原理指的是当交流电通过电机绕组时，产生的磁场与电机中的磁场相互作用，产生转矩。
洛伦兹力原理指的是当电机绕组中的电流与磁场相互作用时，会产生力矩，使电机旋转。
2. 交流电机的控制技术交流电机的控制技术主要包括转速控制、转矩控制和位置控制三个方面。
2.1 转速控制转速控制是指通过改变电机输入电压的频率和幅值，来控制电机的转速。
常用的转速控制方法有电压调制控制、频率调制控制和矢量控制等。
其中，电压调制控制是最为常用的方法，通过改变电压的幅值来控制电机的转速。
频率调制控制则是通过改变电压的频率来控制电机的转速。
而矢量控制则是综合了电压调制和频率调制的优点，可以实现更精确的转速控制。
2.2 转矩控制转矩控制是指通过改变电机输入电压和电流的幅值和相位，来控制电机的输出转矩。
常用的转矩控制方法有直接转矩控制和感应电机转矩控制等。
直接转矩控制是一种基于电流反馈的控制方法，通过测量电机电流来实现对转矩的控制。
感应电机转矩控制则是一种基于转子电流的控制方法，通过测量电机转子电流来实现对转矩的控制。
2.3 位置控制位置控制是指通过改变电机输入信号的频率和幅值，来控制电机的位置。
常用的位置控制方法有开环控制和闭环控制等。
开环控制是一种基于输入信号的预设值来控制电机位置的方法，但由于外界干扰和内部参数变化等因素的影响，其控制精度较低。
闭环控制则是一种基于位置反馈的控制方法，通过测量电机位置来实现对位置的控制，具有较高的控制精度。
交流电机正反转控制原理
交流电机正反转控制原理
交流电机正反转控制原理是通过改变电机的供电方式和电压极性来实现电机的正转和反转。
交流电机的正反转控制主要依靠三相交流电源的相序和电源电压的正反来实现。
当三相电源的相序和电压正常时，电机会正转；当相序发生改变或者电源电压反转时，电机会反转。
具体的控制方式有以下几种：
1. 交叉闭合控制：通过交叉关闭电机的两个相线，即A相和
C相、B相和C相。
当A相和C相交叉闭合时，电机正转；
当B相和C相交叉闭合时，电机反转。
2. 逆变器控制：逆变器是将直流电源转换成交流电源的电子装置。
通过改变逆变器的控制信号，可以改变输出交流电源的相序和电压极性，从而实现电机的正转和反转。
3. PLC控制：PLC是可编程控制器，通过编程控制可实现交
流电机的正反转控制。
通过PLC的输出信号控制电源的开关，可以控制电机的正转和反转。
总的来说，交流电机正反转控制主要是通过改变电源的相序和电压极性来实现的。
具体的控制方式有交叉闭合控制、逆变器控制和PLC控制等。
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在原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一 般应按动作顺序从上到下从左到右依次排列，可水平布置或垂 直布置。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
二)、电气原理图的画法
3．图面区域的划分
在电气控制系统图中，电器元件的图形符号和文字符号 必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号。国家规定从 1990年1月1日起，电气控制线路中的图形符号和文字符号必 须符合新的国家标准。当前执行的最新标准是国家质量技术监 督局颁布的GB/T 4728.1~4728.13—1996~2000《电气简图 用图形符号》、GB/T 6988.1~6988.4—1997~2002《电气 技术用文件的编制》、GB/T6988.6-1993《控制系统功能表 图的绘制)、GB/T7159-1987《电气技术中的文字符号制定通 则》。电气图中常用图形符号和文字符号见附录。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
学习目标：
知识目标： 1、会读电气原理图和元件索引方法的使用； 2、掌握自锁、互锁等基本概念及技能； 3、掌握三相异步电动机的启动和制动方法；
能力目标： 1、掌握自锁、互锁等基本概念及技能； 2、掌握三相异步电动机的启动和制动方法；
情感目标：通过交流电机的运行控制，锻炼学生科学的思维 方式、职业素养、细致的工作作风和勇于克服困难的勇气。通 过项目教学，养成团结协作的团队精神。
原理图中各电器元件和部件在控制电路中的位置，应根据 便于阅读的原则安排。同一电器的各个部件可以不画在一起。
元器件和设备的可动部分在图中通常均以自然状态画出。 所谓自然状态是指各种电器在没有通电和外力作用时的状态。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制 二)、电气原理图的画法
2．电气原理图的画法规则
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
2）．电气原理图的画法规则 电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单
清晰的原则，采用电器元件展开的形式绘制成的表示电气控 制线路工作原理的图形。
（1) 电气原理图电路可水平或垂直布置。
（2) 一般将主电路和辅助电路分开绘制。 （3) 电气原理图中的所有电器元件不画出实际外形图，而 采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示 （4) 在原理图上可将图分成若干图区，以便阅读查找。
在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器的线圈的文字 符号下方要标注其触点位置的索引；而在触点文字符号下方要标 注其线圈位置的索引。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
二)、电气原理图的画法
5．电气原理图中技术数据的标注
电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，有 时也可用小号字体标在其图形符号的旁边．
二)、电气原理图的画法
1．常用电气图形符号和文字符号的标准
在电气控制系统图中，电器元件的图形符号和文字符号 必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号。当前执行的最 新标准是国家质量技术监督局颁布的GB/T 4728.1~4728.13— 1996~2000《电气简图用图形符号》、GB/T 6988.1~6988.4— 1997~2002《电气技术用文件的编制》、GB/T6988.6-1993《控 制系统功能表图的绘制)、GB/T7159-1987《电气技术中的文字 符号制定通则》。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制 项目实施
知识点一 机床电气原理图的画法及阅读方法 一、电气控制系统图 二、电气原理图的画法 三、电气原理图阅读和分析方法
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
一)、电气控制系统图
电气控制系统图的结构 电气原理图
电气控制系统图 电气安装图
主电路 控制电路 照明和显示电路
学习重点与难点： 重 点：1、掌握自锁、互锁等基本概念及技能； 2、掌握三相异步电动机的启动和制动方法； 难 点：1、逻辑元件的使用； 2、控制电路中的竞争与冒险；
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教学方法：
项目教学法：1、引出问题；2项目分析；3、行为引导法； 4、学练结合
学时、教具、课前准备：
学时：10学时 教具： 接触器、继电器、主令开关、熔断器等。各种电器元 件连接的基本控制线路网板10张。 课前准备：学生预习相关课程知识；设备调试知识；规范标 准准备；
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教学过程
项目提出：
电器控制系统是由电器设备及电气元件按照一定的控制要 求联接而成，为了表达设备电气系统的组成结构，工作原理及 安装调试、维护等技术要求，需要用统一的工程语言即用工程 图的形式来描述，这种工程图即电气图。常用机械设备的电气 工程图有三种：电气原理图、接线图、元件布置图。电气工程 图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以 及规定的画法绘制。
三)、电气原理图阅读和分析方法
阅读电气线路图的方法主要有两种：查线读图法和逻辑代 数法
1．查线读圈法
了解生产工艺与执行电器的关系 分析主电路 分析控制电路
查线读图法的优点是直观性强，容易掌握，因而得到广泛 应用。其缺点是分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杂线路时容易出错，叙述也较长。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
串电阻降压起动控制线路动画演示
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降压启动
3.定子串自耦变压器降压启动
➢工作原理：
合上QS→ KM1触点先将自耦 变压器做星形连接，→KM2接 通电源→电动机定子绕组经自耦 变压器实现减压启动→当电动机 的转速接近于额定转速时， →KM1、KM2断开而KM3闭 合直接将全电压加在电动机上→ 进入全压运行状态。
降压启动
1．丫-△降压起动控制线路 2．串电阻(电抗器)降压起动控制线路 3.定子串自耦变压器降压启动
绕线形异步电动机的启动
1．转子串电阻启动 2．转子绕组串频敏变阻器启动
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
全压启动
1．点动控制线路 ➢电气原理图：
➢工作原理：
启动： 按下起动按钮SB→接触器KM
全压启动
4．两地控制线路
➢电气原理图：
➢工作原理：
实现两地控制的基本原则为 在控制线路中将两个起动按钮 的常开触点并联连接，将两个 停止按钮的常闭触点串联连接。 图左所示为对一台电动机实现 两地控制的控制线路，其中按 钮SBl、SB3位于甲地，按钮 SB2、SB4位于乙地。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
二)、电气原理图的画法
2．电气原理图的画法规则
电气原理图一般分为主电路、控制电路、辅助电路。一般 主电路用粗实线表示，画在左边(或上部)；辅助电路用细实线 表示，画在右边(或下部)。
在原理图中，各电器元件不画实际的外形图，而采用国家 规定的统一标准来画，文字符号也要符合最新国家标准。
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丫-△降压起动控制线路动画演示
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降压启动
2．串电阻(电抗器)降压起动控制线路 ➢工作原理：
在电动机起动时，将电 阻串联在定子绕组与电源之 间，由于串联电阻起到了分 压作用，电动机定子绕组上 所承受的电压只是额定电压 的一部分，这样就限制了起 动电流，当电动机的转速上 升到一定值时，再将电阻短 接，电动机便在额定电压下 正常运行。
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电气接线图
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一)、电气控制系统图
320
FU1
FU2
线槽 360
KM
FU3
TC
FR
FU4
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端子板
50 50 50 50
某机床电气安装图
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一)、电气控制系统图
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某设备的电气接线图
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也闭合， →电动机仍继
续运行。
停止：
按下停止按钮SBI时→
KM线圈断电，接触0S所
有触点断开，→电动机停
转。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制 全压启动
2．长动控制线路 ➢工作原理：
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制 全压启动
3．长动和点动控制线路
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
3）．图面区域的划分 对于较复杂的电气原理图,为了便于了解原理图的内容和组
成部分在图中的位置,有利于检索电气线路,要对图面进行分区, 图面分区时，竖向从上到下用拉丁字母，横向从左到右用阿拉 伯数字分别编号；分区代号用该区域的字母和数字表示。图13-1下方的自然数列是图区横向编号，是为了便于检索电气线 路，方便阅读分析而设置的。图区横向编号上方的“电源开 关”……等字样，表明它对应的下方元件或电路的功能，以便 于理解全电路的工作原理。
电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清 晰的原则，采用电器元件展开的形式绘制成的表示电气控制线 路工作原理的图形。下面结合某机床的电气原理图说明绘制电 气原理图的基本规则。
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电电机机及及机机床电床器电控气制控制 二)、电气原理图的画法
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项目分析
电气原理图、接线图、元件布置图三者中电气原理图是基础。 在电气原理图中掌握自锁、互锁、启动和制动技能至关重要。
首先会读电气原理图和元件索引方法的使用，然后在掌握自 锁、互锁等基本概念及技能的基础上，掌握三相异步电动机的 启动和制动方法。