《自动控制元件及线路》
课程实习报告
异步电动机变频调速系统
1.4.1 系统原理框图及各部分简介
本文设计的交直交变频器由以下几部分组成，如图1.1所示。
供电 整流 滤波 逆变
主电路电流8051SPWM波隔离
电压检测主电路控制电路保护
电机电源电路电路电路驱动生成芯片单片机吸收电路 图1.1 系统原理框图
系统各组成部分简介：
供电电源：电源部分因变频器输出功率的大小不同而异，小功率的多用单相220V，中大功率的采用三相380V电源。因为本设计中采用中等容量的电动机，所以采用三相380V电源。
整流电路：整流部分将交流电变为脉动的直流电，必须加以滤波。在本设计中采用三相不可控整流。它可以使电网的功率因数接近1。
滤波电路：因在本设计中采用电压型变频器，所以采用电容滤波，中间的电容除了起滤波作用外，还在整流电路与逆变电路间起到去耦作用，消除干扰。
逆变电路：逆变部分将直流电逆变成我们需要的交流电。在设计中采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT。
电流电压检测：一般在中间直流端采集信号，作为过压，欠压，过流保护信号。
控制电路：采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828，控制电路的主要功能是接受各种设定信息和指令，根据这些指令和设定信息形成驱动逆变器工作的信号。这些信号经过光电隔离后去驱动开关管的关断。
1.4.2 变频器主电路方案的选定
变频器最早的形式是用旋转发电机组作为可变频率电源，供给交流电动机。随着电力半导体器件的发展，静止式的变频电源成为了变频器的主要形式。静止式变频器从变换环节分为两大类：交-直-交变频器和交-交变频器。
1.交-交型变频器：它的功能是把一种频率的交流电直接变换成另一种频率可调电压的交流电（转换前后的相数相同），又称直接式变频器。由于中间不经过直流环节，不需换流，故效率很高。因而多用于低速大功率系统中，如回转窑、轧钢机等。但这种控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的1/3～1/2,所以不能高速运行。
第 1 页 共 3 页 三相异步电动机控制电路原理图解(一)
电动机控制线路1
控制原理：在图1电路中，当按一下三相异步电动机的控制按钮SB时，中间继电器K1线圈通电，3号线与6号线之间中间继电器K1的动断触点首先断开切断中间继电器K2线圈回路的（电源），然后4号线与5号线之间的动合触点闭合自锁，8号线与9号线之间中间继电器K1的动合触点闭合，接通接触器KM线圈的电源，接触器KM闭合并自锁，电动机M通电运转。同时接触器KM在4号线与5号线之间动断触点断开，在6号线与7号线之间的动合触点闭合，为下一次按下控制按钮接通中间继电器K2做好准备。
松开控制按钮SB，中间继电器K1线圈失电释放，K1在4号线与5号线之间及8号线与9号线之间的动合触点，3号线与6号线之 第 2 页 共 3 页 间和动断触点复位。
当再次按一下三相异步电动机的控制按钮SB时，中间继电器K2线圈通电，其在2号线与8号线之间及3号线与4号线之间的动断触点断开，接触器KM线圈失电，电动机M停止运转。同时接触器KM在4号线与5号线之间动断触点复位闭合，在6号线与7号线之间及8号线与9号线之间的动合触点复位断开，为下一次起动电动机M做好准备。
电动机控制线路2
控制原理在图5中，电动机按M1、M2的顺序起动;停止时，电动机按M2、M1的顺序停止。即在起动时，只有当电动机M1起动运转后，电动机M2才能起动运转;在停止时，只有当电动机M2停止后电动机M1才能停止。
具体控制如下：按下电动机M1的起动按钮SB2，接触器KM1 第 3 页 共 3 页 闭合并自锁，电动机M1起动运转，然后按下电动机M2的起动按钮SB4，接触器KM2闭合，电动机M2起动运转。当需要电动机停止时，首先要按下电动机M2的停止按钮SB3，接触器KM2失电，5号线与7号线间接触器KM2的动合触点复位断开，再按下电动机M1的停止按钮SB1，接触器KM1才能失电，电动机M1才能停止转动。
一、 双速电机控制原理调速原理
根据三相异步电动机的转速公式：n1=60f/p
三相异步电动机要实现调速有多种方法，如采用变频调速（YVP变频调速电机配合变频器使用），改变励磁电流调速（使用YCT电磁调速电机配合控制器使用，可实现无极调速），也可通过改变电动机变极调速，即是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。
根据公式；n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的（这也是常见的2极电机同步转速为3000rpm,4极电机同步转速1500rpm,6极电机同步转速1000rpm等）。这种调速方法是有级的，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼式电动机，这就是双速电机的调速原理。 下图介绍的是最常见的单绕组双速电动机，转速比等于磁极倍数比，如2极／4极、4级／8极，从定子绕组△接法变为YY接法，磁极对数从p＝2变为p=1。
∴转速比＝2／1＝2
双速电机的变速原理是:
电机的变速采用改变绕组的连接方式，也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数来改变它的转速。
如你单位的双速电机(风机),平时转速低,有时风机就高速转，主要是通过外部控制线路的切换来改变电机线圈的绕组连接方式来实现。
1、在定子槽内嵌有两个不同极对数的共有绕组，通过外部控制线路的切换来改变电机定子绕组的接法来实现变更磁极对数；
2、在定子槽内嵌有两个不同极对数的独立绕组；
3、在定子槽内嵌有两个不同极对数的独立绕组，而且每个绕组又可以有不同的联接。
（一）双速电机定子接线图
三相双速异步电动机的定子绕组有两种接法：△接和YY接法，如下图所示。
图（a）为双速异步电动定子绕组的△接法，三相绕组的接线端子U1、V1、W1与电源线连接，U2、V2、W2三个接线端悬空，三相定子绕组接成△形。
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专业综合设计报告
设计课题：单相异步电机调速控制电路设计
专业班级：
小组成员：
指导教师：
设计时间：2010年12月30日
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单相异步电机调速控制电路设计
（兼单相负载调功电路）
一、设计任务与要求
(1).设计一种将双极性信号变为单极性信号的电路，该电路通过使用双向可控硅调压实现电动机调速；
(2).斩波系数180—90，连续可调；
(3).平均电压调整范围220V—120V，连续可调。
二、设计方案与论证
220V交流电通过电压器、整流器、双电压比较器形成电流触发脉冲，通过对晶闸管导通教的控制，调节电动机转速。
（1）、将220V电压全波整流整流成峰值电压为7.5V。
整流电路如下图：
整流电路
整流管输出后：
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（2）、过零检测：放大管具有半波整功能，找准基准点，才能正确判断导通角大小
过零检测电路
（3）、触发脉冲形成与调整
电压比较器1输出：
电压比较器2输出：
电流脉冲：
（4）、高低压隔离 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
4 （5）、晶闸管（可控硅）斩波，通过对脉冲触发时间的控制实现斩波过程
三、单元电路设计与计算
（1）、电压比较器LM393
他是双电压比较器集成电路。
该电路的特点如下：
工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 2～36V，双电源：±1～±18V；
消耗电流小， ICC=0.8mA；
输入失调电压小， VIO=±2mV；
共模输入电压范围宽， VIC=0～VCC-1.5V；
输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；
输出可以用开路集电极连接“或”门；
采用双列直插8 脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8 脚塑料封装（SOP8）
