三相交流调压调速电机控制系统

“运动控制系统”专题实验r2 r2+Rs1 r2+Rs2 r2+Rs3sm sm1 sm2 s Tem图6-1整个调速系统采用了速度, 电流两个反馈控制环。

这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。

在稳定运行情况下, 电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用, 但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用, 不会出现最佳起动的恒流特性, 也不可能是恒转矩起动。

2.异步电机调压调速系统结构简单, 采用双闭环系统时静差率较小, 且比较容易实现正, 反转, 反接和能耗制动。

但在恒转矩负载下不能长时间低速运行, 因低速运行时转差功率全部消耗在转子电阻中, 使转子过热。

3.双闭环异步电机调压调速系统的机械特性。

转子变电阻时的机械特性:3.三相异步电机的调速方法三种类型: 转差功率消耗型: 调压、变电阻等调速方式, 转速越低, 转差功率消耗越大。

转差功率馈送型: 控制绕线转子异步电机的转子电压, 利用转差功率可实现调节转速的目的。

如串级调速。

转差功率不变型：转差功率很小, 而且不随转速变换, 如改变磁极对数调速, 变频调速。

1）定子调压调速当负载转矩一定时, 随着电机定子电压的降低, 主磁通减少, 转子感应电势减少, 转（2）空载电压为200V时n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.28312.闭环系统静特性n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412I G/A 0.11 0.14 0.16 0.19 0.21 0.26U G/V 203 200 201 200 200 199 M/(N·m) 0.2394 0.2795 0.3080 0.3777 0.3496 0.4482 静特性曲线:3.与开环机械特性比较, 闭环静特性比开环机械特性硬得多, 且随着电压降低, 开环特性越来越软。

三相电机七种调速方式一、变极对数调速方法这种调速方法是用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目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。

本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。

变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。

其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。

本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。

大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。

根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70－90的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。

串入的电阻越大，电动机的转速越低。

此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。

电工技术基础：控制三相交流电动机引言在现代工业领域中，三相交流电动机广泛应用于各类机械设备中，如泵、风机、压缩机等。

掌握控制三相交流电动机的基本知识和技术，对于确保工业设备的正常运行和提高生产效率至关重要。

本文将介绍控制三相交流电动机的基础原理和常用的控制方法。

一、三相交流电动机的基本原理三相交流电动机是一种将电能转换为机械能的装置。

它由定子和转子两部分组成。

其中，定子上绕有三相绕组，通过定子绕组中的电流在旋转磁场的作用下，使转子旋转。

三相交流电动机的基本原理可以归结为两个关键概念：磁场旋转和感应电动机原理。

•磁场旋转：三相交流电动机的定子绕组通电后，产生的磁场会随着电流的变化而旋转。

这个旋转的磁场与转子磁铁产生相互作用，从而导致转子旋转。

•感应电动机原理：根据法拉第电磁感应定律，当导体（转子）在变化的磁场中移动时，会在导体中产生感应电动势。

这个感应电动势将导致转子上产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用，从而推动转子旋转。

二、三相交流电动机的控制方法控制三相交流电动机有多种方法，常见的包括直接启动、自耦变压器启动、起动器控制和变频调速等。

下面将对这些方法一一进行介绍。

1. 直接启动直接启动是最简单的一种控制方法，它适用于小型电动机和起动负载不大的情况。

直接启动的主要步骤如下：•通过接线将电动机的三相绕组与电源连接。

•打开电源开关，给电动机供电。

•电动机直接启动，并开始工作。

然而，直接启动可能会对电网和电动机本身造成较大的冲击。

因此，在大型电动机和重载起动的情况下，需要采用更加先进的控制方法。

2. 自耦变压器启动自耦变压器启动是一种减小启动冲击的方法。

它通过引入自耦变压器来减小启动时的电压冲击。

自耦变压器启动的主要步骤如下：•通过接线将电动机的三相绕组、自耦变压器和电源连接。

•打开电源开关，给电动机和自耦变压器供电。

•首先，通过自耦变压器将电动机的起动电压减小为较低的值。

•待电动机达到正常转速后，通过切换开关去除自耦变压器，使电动机工作于额定电压下。

三相交流调压调速系统设计与仿真三相交流调压调速系统是一种常见的电力系统控制技术，广泛应用于电机驱动、风力发电、太阳能发电等领域。

调压调速系统的设计和仿真是一个重要的环节，可以通过仿真分析系统的性能、稳定性和可靠性等，从而指导实际系统的设计和运行。

首先，三相交流调压调速系统主要由三相桥式整流电路、直流侧LC 滤波器、逆变器、电机负载以及控制系统组成。

为了设计一个稳定可靠的系统，首先需要确定系统的输入电压和输出电压、电流的需求。

根据需求确定整流电路和逆变器的参数。

其次，根据确定的参数，进行系统的电路设计，包括整流电路、滤波器和逆变器。

整流电路采用桥式整流电路，可以将交流电转换为直流电；滤波器用于滤除整流电路输出的直流电中的高频脉动；逆变器将直流电转换为交流电，并输出给电机负载。

然后，设计系统的控制策略。

调压调速系统的控制策略通常包括电压闭环控制和速度闭环控制。

电压闭环控制用于控制逆变器输出的交流电电压，保持其稳定在设定值附近；速度闭环控制用于控制电机负载的转速，保持其稳定在设定值附近。

最后，进行系统的仿真。

利用电力仿真软件，可以对系统进行仿真分析，评估其性能、稳定性和可靠性。

通过仿真可以观察系统的响应过程、稳态性能以及系统动态参数等，并进行相应的调整和优化。

在仿真过程中，可以分别对电压闭环控制和速度闭环控制进行仿真。

首先，电压闭环控制仿真分析逆变器输出的交流电电压是否在设定值附近稳定；其次，速度闭环控制仿真分析电机负载的转速是否在设定值附近稳定。

通过分析仿真结果，可以发现系统的问题并进行相应的改进。

综上所述，三相交流调压调速系统的设计与仿真是一个重要的环节，可以帮助工程师评估系统性能并进行优化。

通过合理的参数选择、电路设计和控制策略，可以设计出稳定可靠的调压调速系统，满足实际应用需求。

三相调速器原理
三相调速器是一种用于控制三相感应电动机转速的装置。

其主要原理是通过改变电机供电的电压和频率来调节电机的转速。

三相调速器的工作原理通常包括以下几个步骤：
1. 输入电源：将三相交流电源输入到三相调速器中。

2. 整流：通过整流电路将交流电源转换为直流电源。

3. 逆变：通过逆变电路将直流电源转换为可变频率的交流电源。

4. 输出电源：将转换后的交流电源输出给电动机供电。

5. 控制电路：通过控制电路监测电机的转速和负载情况，根据需要调节输出的电压和频率。

6. 供电控制：根据控制电路的信号，通过控制装置调整输出电压和频率，从而控制电动机的转速。

通过上述步骤，三相调速器可以灵活地控制电机的转速，实现对电机的精确控制。

其中，调节电压可以改变电机的转矩，而调节频率可以改变电机的转速。

因此，三相调速器广泛应用于电动机调速领域，以满足不同运行要求的需要。

交流电动机变频调速控制方案（１）开环控制（2）无速度传感器的矢量控制（3）带速度传感器矢量控制（ 4）永磁同步电动机开环控制6-12、试分析三相SPWM的控制原理。

在PWM型逆变电路中，使用最多的是图6-43a的三相桥式逆变电路，其控制方式一般都采用双极性方式。

U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc，三相调制信号U ru , U rv 和, U rw的相位依次相差1200。

U、V和W各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 相为例来说明。

当Uru > uc时，给上桥臂晶体管V1以导通信号，给下桥臂晶体管V4以关断信号，则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压UUN’= Ud/2。

当Uru < uc时，给V4以导通信号，给V1以关断信号，则UUN’=Ud／2。

V1和V4的驱动信号始终是互补的。

当给V1（V4）加导通信号时，可能是V1（V4）导通，也可能二极管VD1（VD4）续流导通，这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定，和单相桥式逆变电路双极性SPWM控制时的情况相同。

V相和W相的控制方式和U相相同。

UUN’、 UVN’和Uwn’的波形如图6-43b 所示。

可以看出，这些波形都只有±Ud两种电平。

像这种逆变电路相电压（uUN’、uVN’和uWN’）只能输出两种电平的三相桥式电路无法实现单极性控制。

图中线电压UUV的波形可由UUN’― UVN’得出。

可以看出，当臂1和6导通时，UUV = Ud，当臂3和4导通时，UUV =―Ud，当臂1和3或4和6导通时，Uuv=0，因此逆变器输出线电压由+Ud、-Ud、0三种电平构成。

负载相电压UUN可由下式求得（6-18）从图中可以看出，它由（±2/3）Ud，（±1/3）Ud和0共5种电平组成。

(a) (b)图6-43三相SPWM逆变电路及波形在双极性SPWM控制方式中，同一相上下两个臂的驱动信号都是互补的。

三相交流电源的调速原理
三相交流电源是当前广泛应用的一种电源形式，在各种电机驱动、发电机组和电动工具等领域都有应用。

为了使三相交流电源满足不同负载条件的变速需求，需要对其进行调速。

三相交流电源的调速原理主要包括两种方式：频率调制和电压调制。

频率调制是通过改变电源输出电压的频率来实现调速的一种方法。

这种调速方法主要适用于交流电动机的调速，其原理是将电源输出的交流电压的频率调整到与电机转速相匹配的频率。

一般情况下，电源的输出电压频率会随着负载的增加而降低，而通过频率调制可以通过改变输出电压频率的方式来调整转速。

具体来说，频率调制可以通过变频器等设备实现，这些设备可以通过改变电源输入电压的频率和幅值来控制负载的转速。

电压调制则是通过改变电源输出电压的幅值来实现调速的一种方法。

在直流电动机的调速中，这种方法被广泛应用。

其基本原理是根据转速的要求，改变电源的输出电压，实现控制电机转速的目的。

电压调制的优势在于可以控制负载的输出功率和转矩，容易实现闭环控制，也具有较高的控制精度和实用性。

例如，在工业领域中，一般通过调节电机的额定电压来实现转速的控制，这种方法可以实现控制不同的变速范围，可以适用于多种负载条件下的转速控制。

最终，三相交流电源的调速原理都需要考虑到电源的稳定性、可靠性、效率等因素。

根据实际的负载条件，可以选择最适合的调速方法，达到更好的控制效果。

此外，还应了解负载的特性、变速设备的性能等因素，有技术经验的专业人士可以更好地调整这一过程。

三相交流电机调速方法
三相交流电机有很多种。

1.普通三相鼠笼式。

这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。

2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。

这种方式常用在吊车上。

长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。

通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。

相当于改变回路中的电阻达到同上效果。

转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。

这种方式称为串级调速。

配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。

3.多极电机。

这种电机有一组或多组绕组。

通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。

较常见的4/2极电机用（角/双Y)接。

4.三相整流子电机。

这是一种很老式的调速电机，现在很用了。

这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。

通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。

这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。

原理是有点象串砺直流机。

5.滑差调速器。

这种方式其实不是改变电机转速。

而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来
调速的。

还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。

严格上来说不算是三相电机的调还方式。

但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。

三相交流调压调速系统设计与仿真首先，三相交流调压调速系统由三个主要组件组成：电源、调压模块和调速模块。

其中，电源提供三相交流电，调压模块控制电源输出电压，调速模块控制电机的转速。

在设计三相交流调压调速系统时，首先需要确定系统的功率需求和电源参数。

根据功率需求选择合适的三相交流电源，并确定其额定电压、频率和容量。

然后，设计调压模块，可以采用调压变压器、稳压器或变频器等来实现电源输出电压的调节。

调压模块需要具备过载保护、过压保护和短路保护等功能，以确保电源的稳定和安全运行。

接下来，设计调速模块。

调速模块根据输入的控制信号，控制电机的转速。

调速模块可以采用PID控制、开环控制或闭环控制等方式，根据具体应用需求选择合适的控制算法。

同时，还需要考虑电机的额定功率、额定转速和最大转矩等参数，以确保电机正常工作和安全运行。

在系统设计完成后，需要进行系统的仿真和验证。

通过使用仿真软件，如Matlab/Simulink、PSCAD或Proteus等，建立系统模型，模拟不同的工作条件和故障状况，评估系统的性能和稳定性。

同时，还可以使用实际硬件进行系统的验证和测试，对系统进行实时运行和实际负载测试。

在仿真和实验过程中，需要注意系统的工作温度、功率损耗和效率等参数。

同时，还需要进行系统的保护设计和故障排除，确保系统在故障情况下的安全运行和快速恢复。

总之，三相交流调压调速系统的设计与仿真是一个复杂而关键的过程。

通过合理选择电源、调压模块和调速模块，并进行细致的仿真和验证，可以确保系统的性能和稳定性，满足实际应用的需求。

三相交流异步电动机调速方法一、调频调速法调频调速法是通过改变电源的频率来改变电动机的转速。

传统的调频调速法使用直流电源的伺服电动机，通过改变直流电压的大小来改变电动机的转速。

而对于异步电动机，调频调速法使用的是变频器。

变频器是一种能够改变交流电频率的装置，可以将常规的50Hz或60Hz的交流电源转换为可变频率的交流电源。

当将变频器与异步电动机配对使用时，可以通过改变输出频率来改变电动机的转速。

调频调速法的原理是：变频器将电网电源的交流电压转换为直流电压，并经过变频器内部的变换电路转换为可控的交流电源输出，通过调整变频器的输出频率，可以改变电动机的转速。

调频调速法的优点是：调速范围广，可靠性高。

通过调整变频器的输出频率，可以使电动机在范围内任意转速。

同时，调频调速法可以保持电动机的高效率，提高能源利用效率。

二、电压调制调速法电压调制调速法是通过改变电源的电压来改变电动机的转速。

这种调速方法在控制电动机转速时需要改变电源电压的大小，以达到改变电动机转速的目的。

电压调制调速法的原理是：在控制电动机转速时，通过改变供电电压的大小，从而改变电机的转速。

在供电电压改变的同时，也要保持电动机的机械可靠性和高效率。

电压调制调速法的优点是：控制简单，实时性好。

通过改变供电电压，可以快速实现电动机的转速调节，同时也不会对电动机的机械可靠性和高效率造成影响。

三、频率调制调速法频率调制调速法是通过改变电源的频率来改变电动机的转速。

与调频调速法类似，频率调制调速法使用的是变频器。

频率调制调速法的原理是：通过调整变频器的输出频率，改变电动机的转速。

在频率调制调速法中，可以通过输入指定的频率值，使电动机按照指定的频率运行。

频率调制调速法的优点是：控制精确，稳定性好。

可以通过输入指定的频率值，实现电动机的精确调节，同时也保持电动机的稳定性。

四、极数切换调速法极数切换调速法是通过改变电动机的外部电路来改变电动机的转速。

这种调速方法是通过改变电动机的极数来改变电动机的转速。

三相永磁同步电动机变频调速系统设计运动控制系统课程设计题目：三相永磁同步电动机变频调速系统设计专业班级：自动化姓名：学号：指导教师：摘要本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论而且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。

永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点，因此自从上个世纪80年代，随着永磁材料性能价格比的不断提高，以及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。

由于永磁同步电动机自身具有比感应电动机更为优越的性能，而且其dq变换算法相对简单、电机转子磁极的位置易于检测，因此交流调速的矢量控制理论在永磁同步电动机的控制领域也得到了同样的重视，有关永磁同步电动机矢量控制研究的成果陆续发表。

本文就是应用电压矢量控制SVPWM实现对永磁同步电机的转矩控制，使其拥有直流电机的性能。

关键词：永磁同步电机矢量控制 dq变换 DSP目录1 绪论............................................................................................................. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状及应用前景 (1)2 永磁同步电机的矢量控制方法 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电流检测电路 (4)3.2 转速检测和转子磁极位置检测电路 (5)3.3 PWM发生电路 (6)3.4 IPM智能功率模块驱动电路 (7)3.5 系统保护电路 (8)3.6 人机接口电路 (9)4 软件设计............................................................................................................. . (9)设计心得............................................................................................................. .. (12)参考文献............................................................................................................. .. (13)1 绪论1.1 研究背景与意义众所周知，电动机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。