异步电动机变频调速
三相异步电动机的三种调速方法
三相异步电动机的三种调速方法三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机，其具有结构简单、可靠性高、维护方便等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
在实际应用中，为了满足不同的工作要求，需要对三相异步电动机进行调速。
本文将介绍三相异步电动机的三种调速方法。
一、电压调制调速法电压调制调速法是一种常用的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电电压来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电电压，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电电压，从而提高电动机的转速。
电压调制调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且不会对电动机的机械结构产生影响。
但是，该方法需要使用特殊的电压调制器，成本较高，且在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
二、变频调速法变频调速法是一种基于电子技术的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机的供电频率来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以降低电动机的供电频率，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以提高电动机的供电频率，从而提高电动机的转速。
变频调速法的优点是调速范围广，调速精度高，且在低速运行时不会出现电动机振动和噪音等问题。
同时，该方法还可以实现电动机的软启动和停机，延长电动机的使用寿命。
但是，该方法需要使用特殊的变频器，成本较高。
三、转子电阻调速法转子电阻调速法是一种基于电动机本身结构的三相异步电动机调速方法。
该方法通过改变电动机转子电阻来实现调速。
具体来说，当需要降低电动机的转速时，可以增加电动机转子电阻，从而降低电动机的转速。
反之，当需要提高电动机的转速时，可以减小电动机转子电阻，从而提高电动机的转速。
转子电阻调速法的优点是成本低，调速范围广，且不需要使用特殊的调速器。
但是，该方法会对电动机的机械结构产生影响，同时在低速运行时容易出现电动机振动和噪音等问题。
三相异步电动机的调速方法有电压调制调速法、变频调速法和转子电阻调速法。
三相异步电动机调速方法有几种
三相异步电动机调速方法有几种三相异步电动机调速方法有以下几种：1. 变频调速：变频调速是最常见的方法之一，通过控制变频器的输出频率，改变电机的转速。
变频器将电源频率转换为可调的高频交流电，然后供电给电动机，通过改变输出频率，可以使电机的转速达到所需的速度。
2. 电压调节：电压调节是通过改变电机的供电电压来调整其转速。
通过降低或增加电机的供电电压，可以改变电机的转速。
这种调速方法简单、成本低，但是变压器的过载能力有限，不能实现大范围的调速。
3. 电阻调速：电阻调速是通过在电机起动电路中串联电阻器来改变电机的供电电压，进而改变其转速。
通过改变电阻的大小来改变电压降，从而实现调速。
但是这种方法存在能量损耗较大、效率低的问题。
4. 转子电流反馈调速：通过在电机转子绕组上安装传感器，实时测量转子电流，并根据电流大小调整电压信号，控制转速。
这种调速方法适用于小功率电机，具有调速精度高、响应速度快的优点。
5. 励磁调速：励磁调速是通过改变电动机的励磁电流来控制转速。
通过调节励磁电流的大小，可以改变转子感应电动势的大小，从而实现调速。
这种方法适用于大功率电机，但励磁系统较为复杂。
6. 双电源调速：双电源调速是将电机连接到两个不同的电源，通过切换电源来改变电机的供电电压，从而实现调速。
这种调速方法比较灵活，可以实现宽范围的调速，但设计和安装要求较高。
7. 直接耦合调速：直接耦合调速是将电动机与可变载荷直接耦合，在负载端通过改变负载的机械特性来改变电动机的转速。
这种方法在某些特定场合下适用，但对机械系统的设计和操作要求较高。
综上所述，三相异步电动机的调速方法包括：变频调速、电压调节、电阻调速、转子电流反馈调速、励磁调速、双电源调速和直接耦合调速。
每种调速方法都有其适用的场合和优缺点，根据具体的需求和条件选择合适的调速方法。
三相异步电动机的变频调速.
三相异步电动机的变频调速一、三相异步电动机的调速关系式：n=n0（1-s）=60f 1（1-s）/p 改变转速有以下几种方法：1、改变电动机的极对数P2、改变电动机的转差率S3、改变电动机的电源频率F1二、异步电动机的调速特性：1、变极调速优点：调速方法简单，机械特性较硬缺点：调速平滑性差，转速成倍变化，不能完成无极调速2、调转差率调速（1）笼型电动机定子调压法和电磁调速法优点：变速方便，可以完成无极调速缺点：机械特性较软（2）绕线转子异步电动机的转子回路串电阻缺点：不能完成无极调速，浪费电能3、变频调速（1）、基频以下恒磁通（恒转矩）变频调速1）为什么要恒磁通变频调速？2）怎样才能做到变频调速时磁通恒定由每极磁通φ=E1/4.44N1F1，可知，磁通φ的值由 E 和 F 共同决定，对 E 和 F 进行适当控制，就可以使磁通保持额定值不变。
（2）基频以上恒功率（恒电压）变频调速由每极磁通φ =E1/4.44N 1F1，可知，要使电压恒定不变，主磁通φ随 F 的上升而应减小。
总结：随着转速的提高，要使电压恒定，磁通就自然下降，当转子电流不变时，其电磁转矩就会减小，而电磁功率却保持恒定。
变频器的操作一、变频器的接线1、主回路接线R、R、T：接交流三相电流U、V、W：接三相异步电动机2、控制回路的接线（1）正转起动信号：STL（2）反转起动信号：STR（3）起动自保持选择信号：STOP（4）输入信号中具有功能设定的有：RL、RM、RH、RT、AU 、JOG、CS二、操作面板1、操作面板的名称和功能上半部分为显示器，下半部分为各种按键。
MODE ：可用于选择操作模式或设定模式SET：用于确定频率和参数的设定三、应用实例1、全部清除答：1）设定pr.79=1或0 PU 操作模式下，2）按MODE 键至“帮助模式”3）按▲键至“全部清除” （ALLC ）4）按SET 出现“ 0”，按▲键将“ 0”改为“ 1”5）按SET 键 1.5s 即可2、运行操作方式的选择（1）PU 运行操作方式：设置电动机以48HZ 运行并操作答：设置：1）设定pr.79=1 PU 操作模式下2）按MODE 键至“频率设定模式”3）按▲键改变设定值4）按SET 键 1.5s 即可操作：1）开始：按FWD 或REV 键（电动机起动，自动地变为监视模式，显示输出频率）2）停止：按STOP 键（2）外部运行操作方式：设置电动机以50HZ 运行1）开关操作运行答：1、设定pr.79=2 外部操作模式下2、将起动开关STF 或STR 处于NO，电动机即运行3、调节电位器可对电动机进行加速、减速控制2）点动运行答：1、设定pr.79=2 外部操作模式下2、设定“点动频率” pr.15 为5HZ3、设定“点动加/减速时间pr.16 为3S4、接通“ JOG”或“ STR”进行正反转点动运行3）组合运行操作方式1）组合操作模式1（运行频率由PU 设定，起动信号由外部输入）答：设定pr.79=3 组合操作模式下完成2）组合操作模式 2 （运行频率由外部输入设定，起动信号PU 设定）答：设定pr.79=4 组合操作模式下完成pr.79 的参数设置pr.79=0 PU 或外部操作可切换pr.79=1 PU 操作模式（起动信号和运行频率均由PU 面板设定）pr.79=2 外部操作模式（起动信号和运行频率均由外部输入）pr.79=3 外部/PU 组合操作模式 1（运行频率由PU 设定，起动信号由外部输入）pr.79=4 外部/PU 组合操作模式 2（运行频率由外部输入设定，起动信号PU 设定）pr.79=5 程序运行模式3、输出频率跳变跳变：电气频率与机械频率发生共振，容易发生负载轻或没有负载及变频器跳闸现象在FR-A500 变频器上通过pr.31~ pr.32 pr.33~ pr.34 pr.35~ pr.36 设定 3 个跳变区域，跳变频率可以设定为各区域的上点或下点，pr.31 为频率跳变“ 1A” pr.33 为频率跳变“ 2A” pr.35 为频率跳变“ 3A”。
交流异步电动机变频调速设计
交流异步电动机变频调速设计异步电动机是工业生产过程中广泛使用的一种电机，widely used in industrial production. 它的运转速度受到电源的频率和极数的影响，因此在一些应用场合需要采取变频调速技术，以满足不同负载下的运转需求。
本文将介绍异步电动机变频调速设计的基本原理和具体实现方法。
一、异步电动机变频调速的原理异步电动机通过电源提供的交流电源驱动，其转速 n与电网频率 f 和定子极数 P 相关，公式为：n=60f/P 。
如图1所示，当电网频率为50Hz、极数为4极时，异步电动机的转速为1500 rpm。
当需要在同一台异步电动机下实现不同转速时，可以采用变频调速技术。
变频调速的原理是通过变频器改变电网电源的频率和电压，从而改变异步电动机的转速。
变频器通过将电源中的直流信号转换成相应的交流信号进行调节，例如通过将电源中的50Hz的电信号转换为30~50Hz的交流信号，使得异步电动机的转速得到调节。
二、异步电动机变频调速的实现方法1.输入电源与三相异步电动机连接。
2.将电源中的交流信号转换为直流信号，通过功率恒定的逆变器将直流信号转换为变频输出的交流信号。
3.通过多种控制方法调节电压频率，从而实现异步电动机转速的控制。
通常采用矢量控制和定速控制两种控制方式。
3.1 矢量控制矢量控制是一种高精度、高性能的控制方法，可以使异步电动机在不同的负载下达到相同的速度和扭矩。
矢量控制适用于较高的调速要求，可以在满足较高控制精度的同时，实现更好的动态性能。
3.2 定速控制定速控制是一种简单、常用的变频控制方法。
该方法通过设定电机的运行速度来调节输出频率和电压，使得异步电动机具有稳定的转速和扭矩。
三、结论本文通过介绍异步电动机变频调速的原理和实现方法，可以实现异步电动机在不同负载条件下达到相同的转速和扭矩，提高了运行效率和能源利用率。
异步电动机变频调速技术的应用将得到更加广泛的推广和应用。
完整版《三相异步电动机变频调速系统设计》
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一、异步电动机变频调速系统简介
异步电动机变频调速系统是一种基于变频器技术完成频率控制的调速系统，其结构组成主要包括：异步电动机、变频器、控制器和传动机构等组成。
本系统可以实现对电动机的输出功率、转速和负载的关系，从而提高机器的能源利用率，减少电机输出的能耗。
二、异步电动机变频调速系统组成
1.异步电动机：异步电动机是一种由能量变换设备的机械部分，它通过电能激励的电磁作用而可发生转动，其结构由定子、转子及密封装置等组成。
该部件能够接受输入的直流电压，完成外界功率转换。
2.变频器：变频器是由变频技术控制异步电动机输出电压和频率的装置，其特性是能够将低电压变高，将低频率调整到高频率，使输出电压与频率可以随着被控制设备的运行状况而灵活变化，能有效节省电源能耗，减少设备故障。
3.控制器：控制器是负责控制变频器给异步电动机提供指令的，它的功能有：对异步电动机的转矩与频率进行控制；实现变频器与异步电动机的细微调整；实现较快速度的反应。
交流异步电动机变频调速原理
交流异步电动机变频调速原理异步电动机变频调速是利用变频器改变电源频率和电压，从而调节电动机的运行速度。
异步电动机是一种常见的交流电动机，常用于工业生产中，其工作原理是根据电磁感应定律，通过电磁感应产生感应转矩，从而驱动机械设备运行。
异步电动机的转速与电源的频率成正比，即转速等于同步转速减去滑差倍数。
滑差是指电动机转速低于同步转速的比例，滑差率与转动负载有关，通常为3%~5%。
异步电动机转速的改变需要改变电源的频率，传统的方法是通过转速开关或者变压器调整电源的频率。
而变频器则可以通过改变电源的频率和电压，实现对异步电动机的变频调速，具有调速范围广、调速精度高、响应速度快等优点。
异步电动机变频调速的原理如下：变频器通过输入交流电源，将其变换成直流电源，然后再将直流电源经过逆变器转换成交流电源，输出给电动机。
逆变器中的IGBT管控制电源的开关，改变电源的有效值和频率。
变频器通过控制IGBT管的开关时间，改变电源的有效值和频率，从而控制电动机的转速。
变频器中的控制器根据实际需求来调整输出电流和电压的波形，以实现电动机的变频调速。
控制器通常包括运算单元及相关的周边设备，运算单元可以根据给定的控制策略、电机参数和负载情况，计算出控制变量，实现实时调节电流、电压、频率和转矩等控制参数。
变频器中的传感器用于监测电动机的运行状态，如转速、转矩、温度等。
传感器将检测到的运行状态信号反馈给控制器，控制器根据这些信号来调整控制变量，以实现对电动机的精确控制。
异步电动机变频调速的应用广泛，可以适应不同的负载要求。
它在工业生产中具有重要的作用，如在输送机、风机、水泵和压缩机等设备中的应用。
通过调整异步电动机的转速，可以实现对生产过程的精确控制，从而提高生产效率、降低能源消耗和减少设备损耗。
总之，异步电动机变频调速通过变频器改变电源的频率和电压，实现对电动机转速的精确调节。
它具有调速范围广、调速精度高、响应速度快等优点，广泛应用于各种工业生产设备中。
异步电动机变频调速实验
异步电动机变频调速实验
一、实验目的
1. 掌握异步电动机变频调速原理；
2. 熟悉SVF 系列变频器的使用方法；
3. 加深理解变频调速机械特性。
二、实验内容
测定闭环变频调速机械特性。
三、实验线路
四、变频器操作步骤
1. 变频器面板RUN/STOP 开关置于STOP 位置；
2. 逆时针旋转面板的频率设置按钮FREQSET ，转至最低频率；
3. 电源送至变频器预工作，此时频率显示00；
4. 将变频器面板RUN/STOP 开关置于RUN 位置；
5. 稍微转动FREQSET 按钮，使电动机开始旋转，然后按下表调节，测出转速5-6点。
五、实验步骤和方法
～
～
1. 电源通过三相变压器输出380伏电压输入至变频器R1和T1端，使变频器内部先工作（即合上开关Q1）；
2. 将开关Q2闭合，然后再将开关Q3合上接通异步电动机。
调节变频器频率至表中所要求点；
3. 在相同频率下调节励磁电流，使测功机转矩为给定大小，测出转速，改变转矩（20%，40%，60%，0%）T N，测出不同转速填入表格。
4. 改变频率f=（60，55，50，40，30，20）Hz，重做步骤3；
六、实验报告
1. 画出给定负载时的变频调速曲线；
2. 画出不同频率时电机的机械特性曲线。
七、思考题
1. 频率变化时机械特性硬度如何变化？为什么？
2. 根据机械特性分析低频时电动机的过载能力。
异步电动机变频调速系统
异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统是属于转差功率不变型调速系统，是异步电动机各种调速方法中调速性能最好、效率最高的一种调速方法，因而在实际生产中得到广泛应用。
变频调速的基本工作原理异步电动机的转速表达式为 )1(n 60p1s f n -==0n )1(s - 在三相异步电动机中存在下列关系：m N q k N f E φ11144.4=如忽略定子阻抗压降，则1U ≈ m N q k N f E φ11144.4=式中 1U -----定子相电压q E ——气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势的有效值，V ；1f -----定子的电源频率1N ——定子每相绕组串联匝数；1N k ——基波绕组系数；m φ——每极气隙磁通量,Wb 。
变频调速的基本控制方式和机械特性变频调速的基本控制方式1. 基频以下调速控制方式要保持m φ不变，当频率1f 从额定值N f 1向下调节时，应同时降低q E ，使1f E q=常数，即采用恒定电动势频率比的控制方式。
1U ≈q E ，取11f U =常数，即采用恒压频比的控制方式。
在低频时，1U 和q E 都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能忽略，因而必须对1U 进行定子阻抗压降补偿，人为地把电压1U 提高一些，尽可能维持磁通m φ基本不变。
2. 基频以上调速控制方式在基频以上调速时，可以从N f 1往上增加，如要维持m φ恒定，必须随频率1f 的增加而相应增加1U ，但电压1U 一般不能超过电动机的额定电压N U 1，只能保持在电动机的额定电压N U 1上。
所以在基频以上调速时只能放弃维持磁通m φ恒值的要求，使磁通m φ与频率成反比地降低，相当于直流电动机的弱磁升速的情况。
在基频以下调速属于恒转矩调速，在基频以上调速属于恒功率调速。
变频调速的机械特性异步电动机恒压恒频时的机械特性当定子电压1U 和角频率1ω都为恒定值时，异步电动机的电磁转矩e T 为 2212122212121122211)()()(33l l p p m e L L s R sR R s U n s R I n P T ++'+'=''=Ω=ωωωω式中 m P ---电磁功率1ω---电源角频率1Ω--同步机械角速度p n --极对数1U --定子电压1R 、'2R --定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻1l L 、'2l L --定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感当s 很小时，可忽略上式分母中含s 项，转矩近似与s 成正比，这时机械特性)(s f T e =是一段直线，如图19-3所示。
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异步电动机变频调速
第一节异步电动机基本知识
1、概述
由于大功率电力电子技术（GTO、IGBT、IGCT等器件）和计算机技术的迅速发展，异步电动机也可象直流电动机一样，其速度可在大的速度范围内进行调节。
因而，在工业电力拖动和铁道电力牵引等行业，大量采用异步电动机代替直流电动机，以降低设备的投资和维修成本。
2、异步电动机基本方程和特性
2.1、转速方程式
异步电动机的转速方程为：n=60f1/p(1-s)=n1(1-s)
式中：n-电动机转速(rpm)
f1-定子供电频率(Hz)
s-转差率
p-电动机极对数
n1-定子旋转磁场的同步速度(rpm)
2.2电压方程式
U1=E1+IZ
U1≈E1=4.44 f1WK1Φ（V）
U1-定子每相电压(V)
E1-定子每相反电势(V)
W-定子每相绕组匝数
K1-基波绕组系数
Φ-每极气隙磁通(韦伯)
2.3 等效电路图
异步电动机等效电路图如图1：
图1 异步电动机等效电路图
r1-定子绕组电阻x1-定子绕组漏抗
r m-定子激磁电阻x m-定子激磁电抗
r’2-转子绕组电阻（归算到定子側） x’2-转子绕组漏抗（归算到定子側）
r2-负载等效电阻
2.4 机械特性
异步电动机转矩-转速特性如图2所示：
图2 异步电动机转矩-转速特性
第二节鼠笼式异步电动机的起动和调速
1、鼠笼式异步电动机传统的起动方法
在各种旋转电机中，鼠笼式异步电动机是最为简单的一种，它有很多的优点。
从使用的角度耒看，它价格低廉、构造简单、坚实可靠、维护容易；从性能上耒看，它漏磁通较小,功率因数较高,过载能力较大。
其缺点是起动特性较差，即在额定电压下起动时，起动电流大，起动时的功率因数很低，起动时的转矩小。
为了降低在额定电压下起动时的起动电流,传统的方法有:
1)在定子线路中串联电抗器起动,如图3所示：
图3 串联电抗器起动
其缺点是如降低起动电流50%，则起动转矩将降低75%（与额定电压下起动
时相比）。
2)用自耦变压器起动, 如图4所示：
图4 自耦变压器起动,
设自耦变压器的变比为K，则起动电流降低为1/K2倍。
与串联电抗器降压起动相比，如起动电流相同，则起动转矩可提高K2倍。
3）用星形-三角形转换开关起动，如图5所示：
图5 星形-三角形转换开关起动
与额定电压下起动时相比，其起动电流可减少三分之一，起动转矩也减少三分之一。
4) 软起动, 如图6所示：
软起动是用正反并联的晶闸管, 改变其触发角,调节电动机的供电电压。
在起动过程中，建立一个平滑的升压过程，并具有限流功能。
晶闸管全导通时，电动机在额定电压下工作。
其电路如图6所示：
图6 软起动
其缺点是在降低起动电流的同时也降低了起动转矩将降（与额定电压下起动时
相比）,此外起动电流中含有大的諧波。
上述四种方法，本质上相同，都是降压起动，在减少起动电流的同时也减少起
动转矩，所以应用上受负载力矩的限制。
表1给出了供电电压降低10%时电机各
参数的变化。
表1 供电电压降低10%时电机各参数的变化。
转矩 -19%
同步转速不变
转速（额定负载） -1.5%
起动电流 -10~-12%
额定负载电流 +11%
转差率 +23%
效率 -2%
功率因数 +1%
2、鼠笼式异步电动机传统的调速方法
从异步电动机的转速方程：
n=60f1/p(1-s)=n1(1-s)
可以看到，改变p、s和f1三个参数中任一个参数，都可改变异步电动机的转速。
以下分别说明。
1）变极调速法
采用极数可变的电动机，通过外部接触器，改变定子绕组连接达到改变电动
机的极数，从而改变电动机的转速。
如图7所示：
图7 变极调速
由于电动机的极数只能是偶数（2、4、6、8……），转速只能成倍的改变，不能平滑地改变电动机的转速。
同时受电动机结构的限制，一般只能做到二级变速。
2）改变供电电压调速法
改变电动机定子绕组的供电电压值，从而改变电动机的机械特性，使转差率
s发生变化，如图8所示：
图8 改变供电电压调速
由于：
1）电动机的转速由电动机转矩和负载力矩的交点所决定，电动机转矩特性与供电电压值的平方成正比，为保证电动机能正常运行，供电电压值变化不能太大；2）转差率允许的变化范围也很小。
因此，改变供电电压的调速范围也较小。
3）变频调速法
用逆变器或循环变流器改变电动机供电电压的频率，可连续地改变电动机的
速度。
由于循环变流器的频率只能从50HZ向下改变，使用范围受到限制。
目前，大量使用的是图9所示的电压源逆变器变频调速系统，下面重点对这种系统作简要介绍。
图9 工业用变频调速系统
第三节 机械负载特性
工业上使用的各种机械负载，其特性可分为以下几种：
1、恒力矩负载
传送带、起重机等机械负载，具有恒力矩的特性，如图10所示：
图10 恒力矩的特性
2、速度平方力矩负载
风机、泵等机械负载，具有速度平方力矩的特性，如图11所示：。