8大功率交流电机调速
交流电机的调速方法
交流电机的调速方法1.变频调速方法：变频调速是目前最常用的交流电机调速方法之一、它利用变频器控制电机的电压和频率，改变电机的转速。
变频调速具有精度高、调速范围广、调速平稳等优点。
同时，变频调速还可以实现无级调速，能够满足不同负载下的调速要求。
2.软启动调速方法：软启动调速也是一种常用的交流电机调速方法。
它通过控制启动时电压的上升斜率，实现电机的平稳启动，减少了启动过程中的电流冲击。
软启动调速对电机和机械设备的保护作用显著，延长了电机的使用寿命。
此外，软启动调速也有一定的调速能力，能够满足一些简单的调速要求。
3.嵌套回路调速方法：嵌套回路调速是一种将多台电机串联起来，通过改变需要调速电机的电压和频率，从而实现调速的方法。
在嵌套回路调速系统中，通过控制主电机的转速，从而达到控制从电机的转速的目的。
嵌套回路调速方法可以实现多台电机的联动调速，广泛应用于一些需要同时控制多台电机的场合，例如起重机、卷绕机等。
4.电压调整调速方法：电压调整调速方法是利用改变电机的电压来实现调速的方法。
通过改变电机的工作电压，可以改变电机的转速。
这种调速方法简单易行，成本低，但调速平稳性较差，调速范围较窄。
因此，电压调整调速方法一般适用于一些转速要求不高、调速要求不严的场合。
5.电阻调速方法：电阻调速方法是通过改变电机电磁回路中的电阻来实现调速的方法。
通过增加电路中的电阻，可以降低电机的转速。
电阻调速方法适用于一些负载变化较小、转速调节要求不高的场合。
电阻调速方法的优点是结构简单，成本低，但缺点是能耗较大。
总结起来，交流电机的调速方法有变频调速、软启动调速、嵌套回路调速、电压调整调速和电阻调速等。
根据不同的应用需求和控制要求选择合适的调速方法，能够实现电机的精确调速和稳定运行。
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。
电机速度调制
图10-4 脉宽调制的输出电压
• 采用PWM方法控制逆变管的通、断时，可获得一 组幅值相等，宽度相同的矩形脉冲，改变矩形脉 冲的宽度可控制其输出电压，改变调制周期可控 制其输出频率，同时实现变压和变频。因输出电 压波形为矩形波，具有许多高次谐波成分。对电 动机来说，有用的是电压的基波。为了减少谐波 影响，提高电动机的运行性能，应采用对称的三 相正弦波电源为三相交流电动机供电。正弦波脉 宽调制型逆变器(SPWM)的输出端可获得一组等 幅而不等宽的矩形脉冲波形，来近似等效于正弦 电压波。
• 内容概要简介： • 脉宽调制技术是利用半导体器件的开通和
关断，把直流电压变成一定形状的电压脉 冲系列，以实现变频、变压。
• 所说的PWM调速，是利用脉宽调制器对大功 率晶体管开关放大器的开关时间进行控制， 从而使电动机电枢两端获得宽度随时间变化 的给定频率的电压脉冲。即将直流电压转换 成脉冲宽度可调的某一频率的矩形波电压， 给伺服电动机的电枢回路供电。通过对矩形 脉冲宽度的控制，改变电枢两端的平均电压， 从而达到电动机调速的目的。
10组探讨课题：电机速度调制
• 1.常用交、直流电机的主 要调速原理。
• 2.重点分析脉宽速度调制 原理。
一．常用的交、直流电机的主要调速原理 • 交流电机按品种分有同步电机、异步电机
两大类。
三相异步电机
同步电机
现状分析：
在中国，电源频率为50赫，所以二极电机的同步转速为 3000转/分，四极电机的同步转速为1500转/分，余类推。异 步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步 之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称 为转差）通常在10％以内。
• 如图所示，如果开关S按一定的频率闭合和断开， 则电压加直流电动机电枢上的电压波形是若干个 脉冲波，见图10-3，其高度在电源电压U,每个脉 冲的宽度为t 1，每两个脉冲间的间隔宽度为t 2， 则脉冲的占空比α为:
交流电机调速方法
交流电机调速方法
交流电机调速是指通过改变电机输入电源的频率或电压来实现
调整电机转速的过程。
该方法被广泛应用于各种工业领域，如风能发电、水力发电、食品加工、制造业和机械加工等领域。
交流电机调速方法分为以下几种：
1. 变频调速：变频器是一种能够将输入电源的频率和电压进行调整的装置，通过变频器可以实现对交流电机的调速。
变频调速技术具有调速范围大、效率高、可靠性强、控制精度高等优点，成为了目前最常用的交流电机调速方式。
2. 电压调速：通过改变输入电源的电压来调整电机的转速。
该方法适用于低功率、低精度、低速的应用，但是在高功率、高精度、高速的应用中效果不佳。
3. 更改极数：通过改变电机的极数来调整电机的转速。
该方法适用于小功率电机，但是在大功率电机中应用较少。
4. 变换相序：通过更改交流电源输入两相电压的相序来调整电机的转速。
该方法通常用于小功率电机中，但是对电机的损伤较大，应用范围较窄。
总的来说，变频调速是目前最常用、效果最好、应用最广泛的交流电机调速方法。
随着技术的发展和应用领域的不断拓展，交流电机调速技术将不断更新和发展。
- 1 -。
交流电机调速原理和方法
交流电机简介“交流电机”是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。
由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。
交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。
交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。
20世纪80年代初，最大的汽轮发电机已达150万千瓦。
交流电机是由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉发明的。
电机原理用单相电容式电机说明：单相电机有两个绕组，即起动绕组和运行绕组。
两个绕组在空间上相差90度。
在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器，当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。
在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。
调速原理额定转速n=60f/p（1-s）=同步转速N1（1-S）f电源频率p电机极对数s转差率1.利用变频器改变电源频率调速，调速范围大，稳定性平滑性较好，机械特性较硬。
就是加上额定负载转速下降得少。
属于无级调速。
适用于大部分三相鼠笼异步电动机。
2.改变磁极对数调速，属于有级调速，调速平滑度差，一般用于金属切削机床。
3.改变转差率调速。
（1）转子回路串电阻：用于交流绕线式异步电动机。
调速范围小，电阻要消耗功率，电机效率低。
一般用于起重机。
（2）改变电源电压调速，调速范围小，转矩随电压降大幅度下降，三相电机一般不用。
用于单相电机调速，如风扇。
（3）串级调速，实质就是就是转子引入附加电动势，改变它大小来调速。
也只用于绕线电动机，但效率得到提高。
交流电机调速方法一、变极对数调速方法：改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速。
交流电动机的调速方法
交流电动机的调速方法一、电压调速法电压调速法是通过改变电动机的供电电压来实现调速。
在实际应用中，可以通过调节电源电压的大小来改变电动机的转速。
电压调速法简单、成本低，但是在低速调节和大功率调节方面不够灵活。
二、变频调速法变频调速法是通过改变供电电压的频率来实现调速。
通过使用变频器，可以将电源的固定频率电压转换为可调节频率的电压，并将其供给电动机。
变频调速法调节范围广，调速性能好，但是设备成本相对较高。
三、电流调速法电流调速法是通过调节电动机的电流来实现调速。
可以通过调节供电电压的大小，使电动机的工作点在不同的电流区域内变化，从而实现对电动机的调速。
电流调速法适用于一些负载要求变化范围较大的情况，但是调速性能较差。
四、定子电压调速法定子电压调速法是通过改变电动机的定子电压来实现调速。
可以通过变压器等设备，将电源电压按一定比例切割，从而改变电动机的输出电压和转速。
定子电压调速法调速性能较好，但是设备成本较高。
五、转子电阻调速法转子电阻调速法是通过改变电动机转子电路中的电阻来实现调速。
可以通过串联电阻的方式改变电动机的发电电动势和转矩之间的关系，从而实现对电动机的调速。
转子电阻调速法适用于一些负载启动和调速时的特殊要求。
六、磁阻调速法磁阻调速法是通过改变电动机励磁电路的磁阻来实现调速。
可以通过调节励磁电路的磁阻，改变电动机的励磁电流和励磁电动势之间的关系，从而实现对电动机的调速。
磁阻调速法适用于一些对调速性能要求较高的精密控制系统中。
以上是常见的交流电动机调速方法，每种调速方法在不同的应用场景中有其独特的优势和适用性。
在实际应用中，需要根据具体的工作需求和经济性考虑，选择合适的调速方法。
同时，需要注意调速系统的稳定性和可靠性，避免因调速方法选择不当而导致电动机的故障和损坏。
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。
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。
交流电动机的调速公式
交流电动机的调速公式交流电动机是一种常见的电动机，它是在交流电源的驱动下运行的。
调速是电机控制和应用的基础，因为不同的负载需要不同的运行速度。
本文将重点讨论交流电动机的调速公式。
交流电动机的调速方法交流电动机的调速方法有多种，包括：1. 变频调速变频调速是将交流电源的频率通过变频器变换为可调的频率，从而控制电机的转速。
变频器需要具备输出可调的交流电源，因此具有频率调节功能的变频器一般使用PWM技术实现。
变频器是现代化工中比较常见的调速设备，因为它能够精确地控制电机的转速，并且可以适应各种负载的要求。
2. 控制电压调速控制电压调速是通过改变交流电源的电压来调节电机的转速。
它是一种简单的调速方法，但只适用于轻载和低功率的电机。
电压调速器分为稳压型和变压型两种。
稳压型控制器通过稳压器使电压维持在恒定值，变压型控制器则是通过选择不同的断路器滑动变压器来改变电压值。
3. 变极调速变极调速通过改变电机的极数来调节电机的转速。
交流电机的极数直接影响电机的转速，极数越多转速就越慢，极数越少转速就越快。
变极调速器是一种简单方法，但需要特殊的电机才能使用。
交流电动机的调速公式交流电动机的调速公式取决于电机的类型和调速方法。
下面我们将分别探讨各种电动机和调速方式的调速公式。
1. 滑环异步电动机的调速公式滑环异步电动机的转速n与同步速度ns的差值称为滑差，用s 表示，即s = ns – n。
由此，滑环异步电动机的调速公式为：n = ns – s其中，ns是同步速度，s是滑差。
如果在电机转速为n1时，需要将电机调速至n2，则滑差变化为：s2 – s1 = k(n2 – n1)其中，k是常数。
2. 换相电动机的调速公式换相电动机是一种可以通过调节电源电压和频率来控制转速的电机，因此其调速公式可以表示为：n = kVf其中，n是电机转速，V是电源电压，f是电源频率，k为常数。
3. 等转子异步电动机的调速公式等转子异步电动机是通过改变电源电压或电源频率来调节转速的。
交流电机的调速方法
交流电机的调速方法一、概述交流电机是工业生产中常见的一种电动机，广泛应用于各个领域。
为了满足不同的工作需求，我们需要对交流电机进行调速。
本文将介绍几种常见的交流电机调速方法。
二、电压调速法电压调速法是最简单常用的调速方法之一。
它通过改变电机的供电电压，来控制电机的转速。
当电压降低时，电机的转速也会相应降低，反之亦然。
电压调速法的优点是结构简单、易于实现，但其调速范围相对较小，且容易引起电机的过热。
三、频率调速法频率调速法是一种常用的调速方法，尤其适用于大功率交流电机。
它通过改变电机供电的频率，来实现调速。
当频率增加时，电机的转速也会相应增加，反之亦然。
频率调速法的优点是调速范围广，调速精度高，但需要配备专门的变频器设备。
四、极对数调速法极对数调速法是一种通过改变电机的极对数来实现调速的方法。
电机的极对数是指电机的励磁线圈和转子磁极之间的对应关系。
通过改变励磁线圈的接线方式，可以改变电机的极对数，从而实现调速。
极对数调速法的优点是调速范围广，调速精度高，但需要一定的机械改造。
五、转子电阻调速法转子电阻调速法是一种通过改变电机转子电阻来实现调速的方法。
通过改变转子电阻的大小，可以改变电机的转矩和转速。
转子电阻调速法的优点是调速范围广，调速响应快，但需要配备专门的转子电阻装置。
六、磁阻调速法磁阻调速法是一种通过改变电机磁阻来实现调速的方法。
通过改变电机磁路中的磁阻，可以改变电机的转矩和转速。
磁阻调速法的优点是调速范围广，调速精度高，但需要一定的机械改造。
七、矢量控制调速法矢量控制调速法是一种通过改变电机的电流矢量来实现调速的方法。
通过对电机的电流进行矢量控制，可以精确控制电机的转速和转矩。
矢量控制调速法的优点是调速范围广，调速精度高，但需要配备专门的矢量控制器。
八、双馈调速法双馈调速法是一种通过改变电机的转子电流和定子电流来实现调速的方法。
电机的转子和定子之间通过电枢绕组进行耦合，通过改变电机的电流分配比例，可以实现调速。
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三相高压输入6KVac/10KVac, 50HZ/60HZ,3PH 1 进线开关 输入高压电流检测 多绕组移相变压器 2 3
—交流电机调速理论与方法—
Q1
Q3
T2 Q2 Q4 T1
A3
A2
A1
A7
A6
A5
A4
A8 B8 B7
B3
B2
B1
transformer Cells Human Interface
大功率交流电机调速
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—交流电机调速理论与方法—
H-Bridge Medium Voltage Drive 1250V Power Cell
大功率交流电机调速
15
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—交流电机调速理论与方法—
H-Bridge Medium Voltage Drive 690V Power Cell
B6
B5
B4
电机
C3
C2
C1
C8
电压电流 检测 电 压 电 流 反 馈
C7
调理及接口 电路
24 V电源
码 盘 接 口
FPGA
C6
C5
C4
光纤接口板
RS485
DSP
HPI
ARM
Ethernet端口 通讯/调试
I/O
RS232 PLC 或智能IO （可选）
客户I/O
大功率交流电机调速
7
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大功率交流电机调速
16
浙江大学电气工程学院
—交流电机调速理论与方法—
H-Bridge Medium Voltage Drive Cell Control Board
IGBT 驱动 母线电压 监测 输入电压 监测 温度监测
光纤通讯
单元自取电
17
大功率交流电机调速
浙江大学电气工程学院
—交流电机调速理论与方法—
—交流电机调速理论与方法—
以3功率单元串联为例
主电路：3功率单元串联，采用 星形接法 变压器：二次绕组在绕制时，采 用延边三角形，相互间 差某一相位角
作用：隔离、U2数值与相位 移相角=180/串联单元数
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—交流电机调速理论与方法—
功率单元原理图
+ FU R S FU T + +
T1
T2
T1.1
T1.3
X Y
T1.2
T1.4
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大功率交流电机调速
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—交流电机调速理论与方法—
不同输出电压时的电路
浙江大学电气工程学院
二次线组 690V
U1
—交流电机调速理论与方法—
单元
V1 W1
移相变压器
U2 V2 W2 U3
移相变压器将输入交流电 变为低压交流电
2014/11/13
大功率交流电机调速
12
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单元输出电压波形
Байду номын сангаас
相电压输出波形
2014/11/13 大功率交流电机调速 13
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—交流电机调速理论与方法—
H-Bridge Medium Voltage Drive of Wolong Structure of Medium Voltage Drive
H-Bridge Medium Voltage Drive Output Voltage
大功率交流电机调速
18
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H-Bridge Medium Voltage Drive Multi-phase Drive (6kV/630kW)
大功率交流电机调速
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Advances in Power semiconductor technology Integrated Gate Commutated Thyristor (GCT)
6500V/1500A Symmetrical GCT GCT = Improved GTO + Integrated Gate + Anti-parallel Diode (optional) 大功率交流电机调速 6
大功率交流电机调速
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