变频调速系统
什么是变频调速系统的恒压频比控制？
什么是变频调速系统的恒压频比控制？
恒压频比控制是变频调速系统中一种常用的控制方式，其目的是在变频调速过程中保持输出电压和频率之间的恒定比例关系。
在恒压频比控制中，通过调节变频器输出的电压和频率，以使输出电压与电网电压之间保持恒定的比例关系。
通常，以百分比的方式表示该比例关系，如电压百分比和频率百分比。
例如，如果恒压频比设置为80%，则在调速过程中，输出电压将与电网电压保持80%的比例，频率也与电网频率保持80%的比例。
恒压频比控制可以在变频调速系统中实现输出电压的稳定控制，具有以下优点：
1.稳定性：恒压频比控制可以实现输出电压稳定在一定的百
分比范围内，无论电网电压的变化，都可以保持恒定输出
电压。
这对于需要保持恒定电压的应用场景非常重要。
2.自适应性：恒压频比控制可以根据负载变化自适应地调整
输出电压和频率，以保持恒定压频比。
因此，无论负载增
加或减少，系统都能快速响应，确保稳定的工作。
3.能耗优化：通过恒压频比控制，可以根据实际需要调整输
出电压和频率，以实现能耗的优化。
通过降低输出电压和
频率，可以达到节省能源的效果。
总之，恒压频比控制在变频调速系统中通过调整输出电压和频
率的比例关系来实现恒定的输出电压，具有稳定性、自适应性和能耗优化的特点，适用于需要保持恒定电压的应用场景，如工业生产中的电机调速控制等。
《变频调速系统》课件
03
变频调速系统的控制策略
转矩控制
01
转矩控制是通过控制电机的输出转矩来满足系统的转矩需求。
02
在转矩控制中，电机的转速和转矩是独立控制的，可以根据负
载的需求精确地调整转矩。
转矩控制广泛应用于需要精确转矩控制的场合，如电梯、起重
03
机等。
速度控制
1
速度控制是通过控制电机的输出转速来满足系统 的速度需求。
群控管理
在多台电梯并存的场合，变频调速系统可以实现群控管理 ，根据乘客需求和电梯运行状态，智能调度和控制多台电 梯的运行，提高电梯的使用效率。
05
变频调速系统的维护与保养
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查变频器是否有异常声 音、异常气味、过热等现 象。
清洁保养
定期清洁变频器的外壳和 散热风扇，保持其良好的 散热性能。
电力能源
用于风力发电、水力发 电等可再生能源设备的
控制和调节。
交通运输
应用于地铁、动车、船 舶和飞机等交通工具的
驱动和控制。
空调和制冷
变频空调和制冷设备能 够实现节能降耗，提高
舒适度。
变频调速系统的优缺点
节能降耗
根据实际需求调节电机速度，减少能源浪费。
精确控制
可以实现高精度的速度和位置控制。
变频调速系统的优缺点
定期检查与保养
定期检查
每季度或半年对变频器进行一次全面检查，包括 所有接线、元件、散热系统等。
保养内容
根据检查结果，对变频器进行必要的保养，如更 换元件、清洗散热系统等。
注意事项
在保养过程中，应遵循安全操作规程，确保人员 和设备安全。
06
变频调速系统的构成及原理
变频调速系统的构成及原理
变频调速系统主要由变频器、电机和控制系统三大部分构成。
其中，变频器是变频调速系统的核心部件，它将电源输入的交流电转换为可调频率、可调幅值的交流电输出给电机，实现电机的调速控制。
其工作原理如下：
1. 变频器部分：变频器将电网提供的固定频率、固定幅值的交流电输入，通过整流、滤波等电路将交流电转换为直流电，然后再通过逆变电路将直流电转换为可调频率、可调幅值的交流电送给电机。
2. 电机部分：电机接收变频器输出的可调频率、可调幅值的交流电，并根据输入的频率和幅值进行相应的转速调节。
通常使用的电机为三相异步电机，也称为感应电机。
电机通过转子与旋转磁场之间的相互作用，实现机械能的转换。
3. 控制系统部分：控制系统主要由微处理器、传感器、编码器、人机界面等组成。
它实时监测电机的转速、输出负载等参数，并根据需求通过变频器调节输出频率和幅值，以实现对电机转速的精确控制。
控制系统可以根据预设的转速曲线、负载变化等参数进行相应调整，实现高效、稳定的调速控制。
通过以上的构成和原理，变频调速系统可以根据实际需求进行灵活的调速控制，实现节能降耗、控制精度高、工作稳定等优点，广泛应用于机械、电力、石化、
交通等领域。
变频调速系统设计与调试实验报告
变频调速系统设计与调试实验报告一、实验目的1.了解变频调速系统的工作原理和基本结构；2.学习电机的调速原理和控制方法；3.掌握变频器的参数设定方法和参数优化方法；4.能够编写PLC程序实现变频调速控制。
二、实验器材1.电动机、变频器、PLC控制器、电源、数据采集卡；2.电位器、按钮、指示灯、端子板等。
三、实验原理1.变频调速系统变频调速系统是指利用变频器将固定频率的电源供电转化为可调变频供电，从而实现对电动机转速的精确控制。
其结构基本包括三个部分：电源模块、变频器模块和电机模块。
电机调速是通过调整电机的电压、频率、极数等参数来改变电动机的转速，实现电机的速度调节。
3.变频器参数设定变频器参数设定是指对变频器的各项参数进行调整，以适应实际控制需求。
主要包括基本参数、高级参数、启动/停止控制参数、转速控制参数、保护参数等。
PLC编程控制是指利用PLC控制器对变频调速系统进行程序控制，实现对电动机的调速控制。
四、实验内容1.参数设定实验2.PLC控制实验通过PLC编程，实现对变频调速系统的程序控制，实现对电动机转速的调节。
具体实现过程包括程序编写、连接调试、程序优化等。
五、实验步骤（1）将电机连接到变频器上，并将变频器连接到PLC控制器上；（3）检查和验证参数设定的结果，确认是否符合实际控制需求。
（1）根据实验要求编写PLC程序代码，实现对变频调速系统的程序控制；（2）将电源、电动机、变频器、PLC控制器等连通，确保网络连接正常；（3）启动系统，对程序进行调试和优化，检查程序执行结果是否符合设定要求。
六、实验结果通过本次实验，实验人员成功地了解了变频调速系统的工作原理和基本结构，学习了电机的调速原理和控制方法，掌握了变频器的参数设定方法和参数优化方法，以及PLC编程实现变频调速控制的方法。
本次实验取得了明显的实验效果，实验人员掌握了相关技术和知识，为以后的工作提供了基础。
同时，还发现了一些新问题和新方向，需要在实际工作中继续深入研究和探索。
变频调速系统技术原理及应用
变频调速系统技术原理及应用随着科技的不断发展，变频调速系统技术在工业领域中的应用越来越广泛。
变频调速系统是一种能够实现机械设备调速的技术，通过改变电源给电机供电的频率，实现电机的转速调节。
本文将介绍变频调速系统的技术原理以及在工业中的应用。
首先，电力电子器件是变频调速系统的核心组成部分。
变频调速系统通常采用交流到直流再到交流的方式，将电源提供的交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为交流电。
这样就可以通过改变逆变器输出的交流电的频率来实现电机的调速。
其次，电机也是变频调速系统的重要组成部分。
电机是将电能转换成机械能的装置，根据工作方式的不同，可以分为直流电机和交流电机。
在变频调速系统中，通常采用交流电机，其中三相异步电机是应用最为广泛的一种。
通过改变电源供电的频率，可以改变电机的转速。
最后，运动控制系统是变频调速系统的关键组成部分。
运动控制系统通过对电机的控制，实现对机械设备的调速。
运动控制系统通常包括传感器、控制器和执行机构三个部分。
传感器用于感知电机的实时状态，控制器根据传感器的反馈信号，计算控制策略，并通过执行机构控制电机的转速。
变频调速系统在工业中有着广泛的应用。
首先，在机械加工领域，变频调速系统可以精确控制机床的进给速度，提高工件加工的精度和效率。
其次，在风机和水泵等风力和水力传动系统中，变频调速系统可以根据实际需要调整电机的转速，提高系统的稳定性和节能效果。
此外，在电梯和输送带等输送设备中，变频调速系统可以平稳控制设备的起停和运行速度，提高设备的使用寿命和安全性。
总体而言，变频调速系统技术是一种有效的实现机械设备调速的技术。
通过改变电源给电机供电的频率，可以实现对电机的转速调节。
变频调速系统在工业中有着广泛的应用，可以提高设备的性能和效率，降低能源消耗，同时也提高了工作环境的安全性。
随着科技的不断进步，相信变频调速系统技术将进一步得到发展和应用。
变频调速电梯控制系统研究
变频调速电梯控制系统研究一、变频调速电梯控制系统原理变频调速电梯控制系统是利用变频器来调节电梯主机电机的转速，从而实现电梯的调速运行。
传统电梯主要采用的是机械调速方式，即通过传统的电阻调速或者牵引比例调速的方式来实现，但是这种方式存在效率低、能耗大、调速范围有限等问题。
而变频调速电梯控制系统采用变频器来调整电梯主机电机的转速，可以实现无级调速，提高了电梯的运行效率和舒适性，同时也降低了能耗和噪音。
变频调速电梯控制系统的原理比较简单，主要由电梯主机电机、变频器、编码器、控制器以及人机界面等组成。
变频器是整个系统的核心部件，通过对电机的电压和频率进行控制，实现电梯的无级调速。
控制器则负责监测电梯运行状态、接收并处理乘客的指令、控制电梯的运行等功能。
编码器则用来监测电梯实际的运行速度，并将监测到的信号反馈给控制器，从而实现对电梯运行的精准控制。
1. 节能环保：变频调速电梯控制系统采用无级调速技术，可以根据实际载荷大小和楼层高度来自动调整电梯的运行速度，从而实现能耗的最小化。
变频器可以有效地改善电机的功率因数，降低谐波污染，减少了对环境的影响。
2. 运行稳定：传统的电梯调速方式存在调速迟缓、震动大等问题，而变频调速电梯控制系统采用了闭环控制技术，可以实现对电梯运行状态的实时监测和精准控制，从而保证了电梯的稳定性和平稳性。
3. 节省空间：变频调速电梯控制系统可以减小电梯主机电机的体积，减少了对电梯井道的占用空间，提高了建筑物的可利用空间。
4. 使用寿命长：由于变频调速电梯控制系统可以实现无级调速，因此电梯的启停次数减少，电梯的零部件磨损减小，从而延长了电梯的使用寿命。
5. 安全性高：变频调速电梯控制系统采用了多重安全保护措施，包括过载保护、故障自诊断、失速保护、紧急救援等功能，可以保证电梯的安全运行。
目前，变频调速电梯控制系统已经在世界各地得到了广泛应用，尤其是在高层建筑和商业中心等场所。
由于变频调速电梯控制系统具有节能环保、运行稳定、节省空间、使用寿命长和安全性高等优点，越来越多的建筑物选择采用这种先进的电梯技术。
变频调速电梯控制系统设计
变频调速电梯控制系统设计变频调速电梯控制系统是一种利用变频调速技术来实现电梯的运行控制的系统。
其主要功能是通过调整电梯的驱动电机的转速，以实现电梯的平稳启停、提高运行效率和舒适性。
本文将从系统架构、运行控制和安全保护几个方面对变频调速电梯控制系统进行设计。
一、系统架构1.电梯安全保护部分电梯安全保护部分主要包括电梯轿厢超速保护、电梯门区域保护、电梯限位保护以及其他特殊情况的保护等。
其中，超速保护是通过安装超速传感器和超速保护装置来实现的，一旦电梯超速，超速保护装置将及时切断电梯的电源，确保乘客和设备的安全。
2.电梯运行控制部分电梯运行控制部分主要是根据电梯的运行状态和运行需求，调控电梯的运行速度和方向。
在实现这一功能时，需要考虑到电梯的载重、乘客需求、楼层分布情况等因素。
系统需要根据电梯的负载情况和楼层分布情况来自动分配电梯的运行模式（如上行、下行、停靠等），以提高运行效率。
3.电梯调速部分电梯调速部分主要是通过调整电梯驱动电机的转速，实现电梯的平稳启停和运行速度的调节。
在电梯启停过程中，系统需要根据电梯载重情况、乘客需求、楼层分布情况等因素来调节电梯的运行速度，以提高乘坐的舒适性。
二、运行控制电梯的运行控制是变频调速电梯控制系统最核心的功能之一、在运行控制过程中，系统需要根据电梯的载重、乘客需求和楼层分布情况等因素，通过调整电梯的运行速度和方向，以实现电梯的高效运行。
在运行控制的实现过程中，可以采用基于传感器的闭环控制方式或者基于规则的开环控制方式。
闭环控制方式需要安装传感器来监测电梯的运行状态，并将监测到的数据反馈给控制系统进行实时调整。
而开环控制方式不需要安装传感器，而是根据一定的规则和经验来进行调速和运行方向的控制。
为了提高运行效率和舒适性，系统还可以结合电梯乘客需求的预测和优化算法。
通过对乘客需求的预测，系统可以提前调配电梯的运行模式，以减少乘客的等待时间和电梯的空载率。
优化算法可以根据电梯运行的历史数据和预测的乘客需求，动态调整电梯的运行速度和方向，以提高运行效率。
变频调速工作原理
变频调速工作原理
变频调速的工作原理是通过改变电机输入电压的频率来调整电机的转速。
电机的转速与输入电压的频率成正比，所以改变输入电压的频率可以实现对电机转速的调节。
变频调速系统由变频器和电机组成。
变频器是一种电子器件，它能将固定频率和电压的交流电源转换为可调频率和电压的交流电源，用来供给电机。
变频器通过将电源的交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为可调的交流电来实现频率的调节。
变频器通过控制其内部的控制系统，可以调节输出电压的频率和幅值。
当需要调节电机的转速时，控制系统会根据设定值调整输出电压的频率。
通过改变输出电压的频率，变频器可以改变电机的转速。
例如，当输出电压的频率增加时，电机的转速也会增加；当输出电压的频率降低时，电机的转速也会降低。
变频调速具有调节范围广、调速性能好、节能效果显著等优点，在工业生产和家用电器中得到广泛应用。
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异步电动机变频调速系统
二、由专用芯片生成SPWM逆变器控制波
❖ HEF4752：产生的SPWM信号开关频率较低，适宜 于配合GTR功率开关，用于通用变频器(输出频率在 几百赫兹以下) 。
❖ SLE4520： SPWM信号最高可达20kHz，通过内部 的可编程分频器还能获得较低的开关频率。 SLE4520既可与IGBT配套，用于中频变频器(输出 频率可达几千赫兹)；也可与GTR、GTO配套，用 于通用变频器，应用广。
一．转速开环的电压型变频调速系统结构 二．转速开环的电流型变频调速系统结构
2
异步电动机变频调速系统
一．转速开环的电压型变频调速系统结构
3
异步电动机变频调速系统
1. 变频调速系统中电动机对变频器的要求：
（1）在额定频率以内，对电动机进恒转矩调速。要求在变频 调速的过程中，变频系统提供的U1、f1实现协调控制，即在 U1/f1=常数的基础上加以合理的低频段电压补偿，保证E1/f1= 常数。
异步电动机变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
三、由微机软件生成SPWM逆变器控制波
1.自然采样法
自然采样法是按照正弦波 和三角波的实际交点进行脉冲 宽度和间隙时间的实时计算获 得开关管的导通时间和导通间 隙,从而生成SPWM波形。
缺点是实时计算工作量较大, 占用计算机的内存和时间。
例如计算左图A-B间的脉冲宽 度t2，自然采样算式为
实现的输入输出关系如下图：
5
Байду номын сангаас
异步电动机变频调速系统
（2）绝对值运算器：只反映给定的大小，不反映正负，输入输出 关系为：uo=luil。正反转由逻辑开关负责。
（3）压频转换：将电压形式的速度给定信号转换为成比例的频率 脉冲。又称为压控振荡器，该环节输出频率是变频器输出频率的6倍。
（4）环行分配器：又称为6分频器，将压频转换器提供的振荡脉冲， 分频为6路输出，各路保持足够的宽度，准备依次触发逆变器的6只晶 闸管。
t2
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2.规则采样法
异步电动机变频调速系统
规则采样法是采用接近自 然采样法但更对称的波形，进 行脉冲宽度和间隙时间的近似 计算获得开关管的导通时间和 导通间隙,从而生成SPWM波形。
优点是计算工作量小,节省 程序的内存和运行时间。
例如左图，在与E等距离的水 平线A-B间的取脉冲宽度作为t2，规 则采样算式为：
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第三节
异步电动机变频调速系统
转差频率控制的变频 调速系统
一．转差频率控制的基本思想 二．主磁通恒定对定子电流的控制要求 三. 转差频率控制的转速闭环变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
（5）脉冲输出级：首先，可以依据逻辑开关的正反转要求改变触 发相序，控制正反转；其次，将环行分配器提供的6路信号进行功率放 大并将宽脉冲调制成适合晶闸管触发的脉冲列，隔离后输出。
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环形分配器 输出波形
脉冲输出级
输出波形
异步电动机变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
（6）函数发生器：实现电压频率协调控制的环节。在基频范围内，将 速度（频率）给定信号正比例转换为电压信号，并再此基础上实现低频段电 压信号提升，保证E1/f1=常数。在基频之上，只允许频率上升，限制电压 幅度不超出在额定电压。
（2）在基频以上，对电动机进行近似恒功率调速。即保持额 定供电电压，只调节供电频率。
2. 变频调速系统整体结构：
上路：改变整流器的直流电压，实现电压可控。 下路：改变逆变桥的输出频率，实现频率可调。
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异步电动机变频调速系统
3. 变频调速系统中各控制环节的作用：
（1）给定积分器：用以减缓突加阶跃给定信号造成的系统内部电 流电压冲击，提高系统运行的稳定性。
* 驱动GTR逆变器时，置I为低电平。 * 置K为低电平时，上下GTR的互锁时间 =8/fOCT，反之，互锁时间加倍。 *置CW为低电平时，SPWM输出负相序。
* 从FCT输入的脉冲，其频率决定逆变器频率 * 从VCT输入的脉冲，其频率决定逆变器电压。 * 从RCT输入的脉冲，其频率决定载波频率
* 从OCT输入的脉冲，其频率决定互锁时间。
（7）逻辑开关：逻辑开关的作 用是根据给定信号为正、负或零， 来控制逆变晶闸管的触发相序，从 而控制电动机的正转、反转或停车。
*上路中的其它环节与可控直 流调压调速系统类似。
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异步电动机变频调速系统
二．转速开环的电流型变频调速系统结构
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异步电动机变频调速系统
第二节 SPWM变频器
一、采用模拟电路生成SPWM逆变器控制波 由模拟电路组成正弦波发生器和三角波发生器分别 产生正弦波和三角波，然后送入电压比较器，产生 SPWM脉冲序列。 此方法简单直观，但是硬件多，不够灵活，改变参 数和调试麻烦。
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异步电动机变频调速系统
1．HEF4752 SPWM大规模集成电路
（1）HEF4752芯片：28管脚，双列直插式。 （2）由HEF4752生成SPWM逆变器控制波变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
HEF4752的引脚名称和分组功能说明
（1）逆变器输出驱动
* ORM1提供GTR1的基极驱动信号
* ORM2提供GTR4的基极驱动信号
* OYM1提供GTR3的基极驱动信号 * OYM2提供GTR4的基极驱动信号
* OBM1提供GTR5的基极驱动信号 * OBM2提供GTR2的基极驱动信号
* ORC、OYC、OBC只用于带有辅助关断晶闸管的逆变
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器中，通用变频器不使用这些引脚。
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* 该芯片自动保持载波与输出频率成正比 的同步调制关系
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异步电动机变频调速系统
2．SLE4520 PWM大规模集成电路
（1）SLE4520芯片
为双列直插式28脚大规模集成电路。
（2）由SLE4520生成SPWM逆变器控制波的
变频调速系统
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异步电动机变频调速系统
第三章 变频调速系统
第一节 转速开环的晶闸管变频调速系统结构 第二节 SPWM变频器 第三节 转差频率控制的变频调速系统 第四节 PMM变频调速系统中的功率接口 第五节 PWM变频调速系统 第六节 VC控制和DTC控制
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异步电动机变频调速系统
第一节 转速开环的晶闸管变频调 速系统结构