交流变频调速基本原理
变频调速的基本控制方式ppt课件
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机械特性曲线
n
可见，当频率ω1提高 时，同步转速n1随之提 n1c 高，最大转矩减小，机 n1b
械特性上移；转速降落 n1a
1c 1b 1a
随频率的提高而增大， n1N 1N
1N <1a <1b <1c 恒功率调速
特性斜率稍变大，其它
形状基本相似。如右图
所示。
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O Te
图6-5 基频以上恒压变频调速的机械特性29
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结论
➢在恒压频比的条件下改变频率 1 时，机械特性基本上是
平行下移 ➢当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来 了。而且频率越低时最大转矩值越小
➢最大转矩 Temax 是随着的 1 降低而减小的。频率很
低时，Temax太小将限制电机的带载能力，采用定子压 降补偿，适当地提高电压Us，可以增强带载能力
（U漏—漏磁阻抗压降；Us—每相电压），
当Us很大时，U漏很小；可以认为Us≈Eg 。
m
US f1
C
要改变f1实现调速，则同时应改变Us来保持Φm不变。
—恒压频比控制方式
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带定子压降补偿的恒压频比控制特性
但当f1太小时，忽略U漏则误差较大，这时可以人为增 大Us进行补偿，以减小误差。
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小结
电压Us与频率1是变频器—异步电动机调速系统的两个独立
的控制变量，在变频调速时需要对这两个控制变量进行协调 控制。 在基频以下，有两种协调控制方式。采用不同的协调控制方 式，得到的系统稳态性能不同。 在基频以上，采用保持电压不变的恒功率弱磁调速方法。
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变频器调速的原理
变频器调速的原理
什么是变频器调速？
变频器调速是指采用电子变频器来改变电机的转速，以实现对电机总的转速自动控制的一种方法。
变频器调速的原理是改变电机所输出的电压与频率，以调节电机转速。
变频器调速的原理主要是通过控制电机输入的电压频率和电流大小来实现调节电机转速的目的。
当变频器将电压频率提高时，电机的动力将增加，而当将电压频率降低时，电机动力将减少。
在变频器调速的过程中，还会产生热风变频器效果。
在变频器调整电机转速时，热风变频器效果会产生带电的热气体。
热气体会把电机内部的热量散发出来，从而使电机内部的温度保持在一个比较稳定的水平，使电机的持续工作更加稳定准确。
总之，变频器调速一种调速技术，它可以通过改变电机速度来满足设备的实际使用需求，并且具有较高的效率和节能特性。
- 1 -。
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。
第四章 交流电动机调速控制系统
r12
(X1
c1 X
' 20
)2
]
（4-8）
因 r12
(X1
c1
X
' 20
)
2
，近似得：
Mm
1 2c1
2f1[r1
m1PU12
(X1
c1 X
' 20
)]
（4-9）
2. 生产机械的转矩特性
摩擦类 特性曲线见图（a） 负载： ，位于1、3象限。
生产机械
恒转矩负载：它的负载转矩是一 个恒值，不随转速 而改变。
——定子极对数
（4-3）
4)．传给转子的功率（又称电磁功率）与机械功率、转子铜耗之间有如下
关系式 ： PMX PM PM 2 (1 S)PM
（4-4）
式中：
PM ——传给转子的功率（又称电磁功率）
PMX ——机械功率
PM 2 ——转子铜耗
5)．电机的平均转矩为：
M CP
PMX
M0 Mn 否则电机无法进入正常运转工作区。
交流机的起动电流一般为额定电流的4~6倍 ,起动时 一般要考虑以下几个问题：
图4-7 机械特性曲线
1. 应有足够大的起动力矩和适当的机械特性曲线。 2. 尽可能小的起动电流。 3．起动的操作应尽可能简单、经济。 4．起动过程中的功率损耗应尽可能小。
普通交流电机在起动过程中为了限制起动电流，常用的起动方法有三种。即：
图6-1的等效电路，经化简后得到能耗制动的等效电路如图4-10所示。
图4-10 能耗制动的等效电路
图中：
•
I1 ——直流励磁电流的等效交流电流
交直交变频器工作原理
交直交变频器工作原理
交直交变频器，又称为三相交流调速器，是一种将交流电转换为可调频率、可调电压的交直交电源装置。
交直交变频器的工作原理如下：
1. 输入电源：交直交变频器的输入电源为固定频率、固定电压的三相交流电源。
2. 整流器：输入的三相交流电首先经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通常采用整流桥电路，由四个二极管组成，实现对输入交流电的整流。
3. 电容滤波器：直流电经过整流后波动较大，为了使输出的直流电稳定，需要通过电容滤波器进行滤波。
电容滤波器的作用是平滑输出直流电，在电容器的作用下减小直流电的脉动。
4. 逆变器：滤波后的直流电进一步经过逆变器，将直流电转换为可调频率、可调电压的交流电。
逆变器通常采用交流调压器、PWM调制器等电子元件来实现。
通过控制逆变器的输出频率
和电压，可以实现对交流电的调速功能。
5. 输出电源：逆变器输出的交流电作为变频器的输出电源，可以用于驱动交流电动机等需要可调频率、可调电压的设备。
需要注意的是，在交直交变频器的工作过程中，还需要有电流传感器、电压传感器、控制单元等组成的闭环控制系统来实现
对输出电源的精确控制和调节。
通过以上的工作原理，交直交变频器能够将输入的固定频率、固定电压的交流电源转换为可调频率、可调电压的交流电源，从而实现对电机等设备的精确调速控制。
变频调速的原理及应用教案
变频调速的原理及应用教案变频调速（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种电气设备，用于控制电机的转速和运行。
它通过改变电机的供电频率和电压来调节电机的转速。
以下是一个关于变频调速原理及应用的教案。
一、教学目标：1. 了解变频调速的原理；2. 掌握变频调速的应用范围和优势；3. 能够解释变频调速与传统调速方式的区别；4. 能够应用变频调速解决实际工程问题。
二、教学内容：1. 变频调速的原理1.1 变频调速的基本原理变频调速的基本原理是通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速。
变频器将电网的交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为可调频率和可调电压的交流电，供给电机。
通过改变输出电压的频率和幅值，可以调整电机的转速。
1.2 变频调速的控制方法变频调速的控制方法主要有开环控制和闭环控制两种。
开环控制是根据负载要求预先设定电机的转速，而闭环控制则通过传感器对电机的运行状态进行监测，并根据监测结果调整电机的输出转速。
2. 变频调速的应用2.1 工业领域在工业领域中，变频调速被广泛应用于各种需要控制转速的设备，如风机、泵、压缩机等。
通过调节设备的转速，可以实现能量的节约和运行效率的提高。
2.2 电梯电梯是另一个应用变频调速的领域。
通过变频调速可以实现电梯的平稳运行和快速响应，提升乘客的舒适度和安全性。
2.3 交通运输在交通运输领域，变频调速被广泛应用于地铁、电车和高速列车等。
通过调节电机的转速，可以实现车辆的平稳起动和制动控制。
三、教学方法：1. 学生讨论法：教师提出问题，学生进行小组讨论，然后在班内进行展示和讨论。
2. 实例分析法：通过实际工程案例，引导学生分析和解决问题，提高理论知识与实践能力的结合。
四、教学过程：1. 引入（10分钟）引入话题，向学生介绍变频调速的应用领域和优势。
2. 知识讲解（30分钟）2.1 讲解变频调速的基本原理和控制方法。
2.2 结合实例，展示变频调速在工程中的应用和效果。
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。
变频电机工作原理
变频电机工作原理变频电机是一种通过变频器控制电机转速的电机，也被称为变频调速电机。
它利用变频器将恒定频率的电源交流电转换为可调频率的交流电，从而实现对电机转速的精确控制。
下面将详细介绍变频电机的工作原理。
1.变频器的作用：变频器是控制变频电机转速的核心设备。
它包含了整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成部分。
变频器的功能是将输入的交流电转变为可调频率和可调幅度的交流电输出给电机。
它通过调整输出电压的频率和幅度来改变电机的转速和输出功率。
2.变频器的工作原理：变频器的工作原理可以分为以下几个步骤：（1）整流：变频器将输入的交流电转换为直流电。
整流器通常采用整流桥电路，将交流电的正负半周分别整流为正流和负流，然后通过滤波电路将直流电压滤波平稳。
（2）逆变：通过逆变器将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
逆变器通过高频开关管按照特定的节奏将直流电转换为交流电，并通过调整开关管的开关时序和占空比来控制输出电压的频率和幅度。
（3）PWM控制：变频器通过脉宽调制（PWM）控制方式调整输出电压的幅度和频率。
PWM控制是通过不同占空比的高频脉冲信号来模拟出不同的电压和频率，控制电机的转速。
PWM控制可以实现电机的精准控制，提高工作效率。
（4）控制电路：变频器的控制电路负责接收来自外部的控制信号，通过处理和传递给逆变器，从而实现对电机转速的精确控制。
控制电路通常由微处理器、传感器和控制芯片等组成，能够通过编程和参数设定来满足不同的运行要求。
3.变频电机的工作原理：变频电机与普通电机的区别在于其供电方式。
变频电机的输入电源是通过变频器输出的可调频率交流电，而普通电机则是直接接入固定频率的交流电源。
变频电机的工作原理与普通电机基本相同，主要包括定子和转子两部分。
（1）定子部分：定子是电机的固定部分，通常由电机外壳和定子绕组组成。
定子绕组通过变频器提供的交流电产生旋转磁场，从而激励转子。
（2）转子部分：转子是电机的旋转部分，通常由转子芯和转子绕组组成。
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交流变频调速基本原理
交流变频调速是一种常见的电动机调速方法，通过改变电机供电的频率和电压来实现调速。
它在工业生产中广泛应用，可以提高设备的运行效率和控制精度，降低能耗和噪音。
一、交流变频调速的原理
交流变频调速的基本原理是通过变频器将固定频率的交流电源转换为可变频率的交流电源，从而改变电机的转速。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥电路来实现。
整流器的作用是将交流电源的电压转换为直流电压，供给逆变器使用。
2. 滤波器：用于滤除整流器输出的直流电压中的脉动成分，使其更加平稳。
常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
3. 逆变器：将直流电源转换为可变频率的交流电源。
逆变器采用先进的功率电子器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管），通过控制开关管的导通和截止，实现对输出电压和频率的调节。
4. 控制电路：负责控制变频器的输出电压和频率，实现对电机的调速控制。
控制电路通常采用微处理器或DSP（数字信号处理器）来实现，通过对输入信号的处理，控制逆变器的开关管的工作状态。
二、交流变频调速的优势
交流变频调速具有以下几个优势：
1. 宽调速范围：交流变频调速可以实现宽范围的调速，通常可达到电机额定转速的10%~150%。
2. 调速精度高：交流变频调速可以实现精确的调速控制，通常可达到±0.5%的
调速精度。
3. 启动扭矩大：交流变频调速可以在启动时提供较大的扭矩，适用于一些启动
负载较大的设备。
4. 节能降耗：交流变频调速可以根据实际负载需求调整电机的转速，避免了传
统调速方式中常见的机械调速损耗，从而实现节能降耗的效果。
5. 控制灵活：交流变频调速可以根据不同的工艺要求进行灵活的调速控制，实
现更好的生产效果和产品质量。
三、交流变频调速的应用领域
交流变频调速广泛应用于各个行业的电动机调速控制中，包括但不限于以下领域：
1. 工业生产：交流变频调速在机械制造、化工、冶金、纺织、食品加工等行业
的各种设备中得到广泛应用，如风机、水泵、压缩机、输送机等。
2. 交通运输：交流变频调速在轨道交通、船舶、电动汽车等交通工具中的电动
机调速控制中起到重要作用，能够提高能源利用率和运行效率。
3. 建筑领域：交流变频调速在空调、电梯、水泵等建筑设备中的应用较为常见，能够实现节能和精确控制。
4. 新能源领域：交流变频调速在风力发电和太阳能发电等新能源领域的发电设
备中得到广泛应用，能够实现对发电机组输出功率的调节和控制。
总结：
交流变频调速是一种常见的电动机调速方法，通过改变电机供电的频率和电压
来实现调速。
它具有宽调速范围、调速精度高、启动扭矩大、节能降耗和控制灵活等优势，在工业生产和各个领域中得到广泛应用。
了解交流变频调速的基本原理和
应用领域，有助于我们更好地理解和应用这一技术，提高设备的运行效率和控制精度。