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绕线式异步电动机的串级调速一课程设计目的专业课程设计是学生基本完成全部理论课学习之后，综合运用所学知识、结合工程实际的实践教学。
通过设计使学生加深对所学专业课程内容的理解和掌握，了解工程设计的一般方法和步骤，培养理论联系实际、综合考虑问题和解决问题的能力。
二课程设计的内容从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有：绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有：改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速及无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。
转子电路的损耗为sPem称为转差功率。
为使调速时这转差功率大部分能回收利用，可采用串级调速方法。
所谓串级调速，串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入一个与E2频率相同而相位相同或相反的附加电动势Ef，通过改变Ef的大小来实现调速。
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。
串级调速的效率高，平滑性好，设备比变频调速简单，特别时调速范围较小时更为经济，缺点是功率因数较低。
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:1)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。
齐齐哈尔大学毕业设计 (论文)题目绕线式三相异步电动机串级调速系统设计学院计算机与控制工程学院专业班级学生姓名指导教师成绩2011年 06 月 21 日摘要晶闸管串级调速系统作为一种高效、节能的调速方案，具有装置结构简单、维护容易、能实现连续平滑调速等优点，尤其是对风机、泵类等大容量平方转矩负载进行控制时，其节能效果是十分可观的。
根据供水系统的现状，提出了串级调速的节能方案，分析了串级调速的原理，系统的调速特性，确定了微机水压转速双闭环控制的方案。
设计中详细地论述了水泵双闭环串级调速系统的组成与原理。
在系统硬件的设计上，采用驱动电路模块化设计技术和计算机辅助技术对硬件电路进行优化。
阐述了系统的工作原理，给出了以AT89C51单片机为核心组成了全新数字新型串级调速控制系统，针对该方案所要求的控制和触发脉冲，设计新型的数字触发器。
这种数字触发器有精度高、可靠性高等特点。
关键词：串级调速系统；单片机；数字触发器AbstractCrystals the level of machinery velocity modulation control system as an effective and energy efficient of machinery velocity modulation, a device structure to simple, easy and can achieve a smooth machinery velocity modulation advantages, especially of hair dryer, pumping big square and rectangular load capacity to control the energy the effect is very significant.Water supply systems based on the status quo,, a level of energy conservation programme and the level of machinery velocity modulation, a system of machinery velocity modulation, determine its speed of microcomputer the pressure of the control scheme. Design elaborated on a pair of pumps and the level of the system and mechanism of machinery velocity modulation. System design in hardware, the driving circuit modular design technology and computer hardware circuit of the new figures of the new machinery velocity modulation control system level, the scheme of control and firings for the design of the new digital pulses that trigger. These figures a high precision, high reliability and quality.Key words: analysis on serial timing system of alternating current; MCU; numerical trigger consisted of single piece unit目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1 串级调速技术概况 (1)1.2 研究意义及主要工作 (2)第2章水泵选取及串级调速方案确定 (3)2.1 水泵性能 (3)2.2 水泵与电动机的选择 (4)2.3 串级调速系统的分类 (5)2.4 串级调速原理 (6)2.5 新型三相四线制串级调速方案 (8)2.6串级调速系统的起动方式 (10)第3章数字触发器的硬件设计 (12)3.1 全数字串级调速系统组成 (12)3.2 主控制器设计 (12)3.2.1 单片机（AT89C51）芯片 (12)3.2.2 晶振电路 (14)3.2.3 复位电路 (15)3.2 AD转换电路 (15)3.4 晶闸管脉冲触发电路 (16)3.5 触发同步电路 (17)3.6 IGBT驱动器及驱动电路 (18)3.6.1 IR2130驱动器 (18)3.6.2 IGBT驱动电路 (19)3.6 双闭环控制器的设计 (20)3.6.1 串级调速电流环设计 (22)3.6.2 串级调速速度环的设计 (23)第4章数字触发器软件设计 (26)4.1 主程序设计 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1 串级调速技术概况对于一个电力资源十分短缺的国家，节能是一项非常重要的利民政策、技术政策，对国民经济的发展和对国家资源的长久使用都有深远的影响。
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绕线式异步电动机的串级调速作者：摘要：本设计主要利用电力拖动控制设计出可靠安全且容易操作和维修。
主要介绍了机械和工艺对电器控制线路的要求，以及怎么设计出来的控制线路满足生产的要求，达到简单经济。
在设计电力拖动自动控制系统时，一般包括两部分内容，一是确定拖动方案和选择电动机，前者主要解决的是采用交流拖动方案还是直流拖动方案，后者主要解决的是选择电动机容量等问题。
根据电机学由异步电机转速公式n=60f1/Þ×(1-s p)可知异步电机的调速方法有改变定子频率、磁极对数和转差率等，而对于绕线式异步电机我们一般都采用的是改变转差率进行调速，而改变转差率实现异步电动机的调速方法有一：在绕线式异步电机的转子中串入不同的电阻实现电力拖动的速度调节，但这中方法存在着以下缺点：1）他是通过增大转子回路电阻来降低转速，当电机负载转矩恒定时，转速越低转差功率越大，这种方法是通过增大转差功率来降低转速的，但所增加的转差功率全部被转化为热量消耗掉了，这种调速方法效率岁调速的范围增大而降低。
2）调速时电机理想空载转速不变。
只能在额定转速以下调节，调速时机械特性变软，降低了静态调速精度，3）由于转子回来附加电阻的档数有限，无法实行无级调速，调速范围小。
二：串级调速，串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。
它属于变转差率来实现串级调速的。
与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的功率加以应用（回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上），因此效率高。
它能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬。
特别是晶闸管低同步串级调速系统，技术难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。
关键词：异步电动机串级调速原理基本类型Abstract：The design of the main drag to control the use of electricity to design safe and reliable operation and maintenance easy. Introduces the process of mechanical and electrical control circuit, as well as how the control circuit designed to meet the requirements of the production to a simple economic. Automatic control in the design of electric drive system, generally comprises two parts, first drag the program to identify and select the motor, which is used mainly to solve the exchange program or drag drag DC program, which is the main solution is to choose electric machine capacity and so on.According to the study by the electric induction motor speed formula n = 60f1 / Þ × (1-sp) induction motor can see the speed control methods have to change the frequency of the stator, on the pole and a few slip, and so on, but for the winding - We induction motors generally used is to change the slip for governor, and change the slip of the induction motor to achieve a speed control methods: the wound-rotor induction motor in the string into a different resistance to realize the power delay Adjust the speed of the move, but there is method in the following shortcomings: 1) he is through loopincreased resistance to reduce the rotor speed, when the motor torque constant load, the lower the speed difference to the greater power, this approach is adopted Increasing deterioration of the power to reduce speed, but the increase in power all the difference to be converted into energy consumed, the efficiency of this method of speed-year-old governor to reduce the scope of the increase. 2) The speed at the same speed no-load motor ideal. Can only be rated below regulation speed, variable speed control when the mechanical properties of soft and reduce the static speed accuracy, 3) due to additional back rotor resistance limited number of stalls, unable to carry out stepless speed regulation, the small scope of the governor. Second: Cascade Speed, speed cascade through the wound-rotor induction motor circuit and the introduction of additional potential generated. It is a change to achieve slip cascade of speed. Rotor resistance and the string in different ways, can cascade speed asynchronous motor to power the application (or the power grid back into mechanical energy to send back to the motor shaft), so efficient. It can not achieve the smooth-class speed and low speed when the mechanical properties of relatively hard. Thyristor especially low speed synchronous cascade system, the technical difficulty of small, relatively perfect performance, which was widely used.Key words:asynchronous motor series of basic principles governing the type of一、串级调速的基本原理所谓串级调速就是在转子回路中串入与转子电动势E2同频率的附加电动势E add如图1—1所示。
A DSP-based modified slip energy recovery drive using a 12-pulse converter and shunt chopper for a speed control system of a wound rotor induction motor基于DSP利用12脉冲整流器和分流斩波器改良的串级调速系统对绕线式异步电动机的转速操纵——原文摘自Electric Power Research 78 （2020）基于DSP利用12脉冲整流器和分流斩波器改良的串级调速系统对绕线式异步电动机的速度操纵摘要本文介绍了改良的串级级调速系统，它是用来对绕线式异步电动机进行转速操纵的，并改善传动性能，尤其是线路的功率因数和系统的整体效率。
工作在有源逆变状态12脉冲的晶闸管可控整流装置与一个附加IGBT分流斩波器，通过三相变压器将转差功率回馈到交流电网。
这种方式通过改变斩波器的占空比而不是改变逆变器的触发角来操纵电机转速。
因此，电源功率因数得以提高。
利用线性二次调剂器（LQR）和观测器设计的伺服状态反馈还包括为了维持电机速度将不断超过必然范围的工作条件下，利用估量来自电机转速直流环节电流。
这种技术的优势是没有电流互感器为电流反馈操纵回路。
整个操纵系统是基于DSP，DS1104’TMS320F240操纵器板卡实现的。
实验结果能证明此提议系统的性能。
关键词：串级调速；绕线式异步电动机；整流器；斩波器；LQR状态观测器1.引言异步电动机驱动器，额定负载时对定子一边操纵是经常使用的工业应用。
尽管不管是鼠笼式或绕线式异步电机，依据低重量，低本钱，低转子惯性，转速限制，维修和靠得住性，所用的驱动器，前者始终是首选。
后者的特点是不管它是机械的或是电子操纵的电机，都能够很容易地从滑环取得转差功率[1]。
但是关于调速范围要求小的应用中，转差功率只是机械额定功率的一小部份，整流器的额定功率减小，因此削减本钱。
摘要绕线式异步电动机的串级调速系统，属于改变转差功率的调速系统，在我国交流调速技术的发展中，它是结构简单、发展较快、应用较广的一种系统。
其基本原理是利用不可控的整流电路将转子交流电动势转成直流电动势，在利用工作的在逆变状态的三相可控整流电路来获得一个可调的直流电压作为附加电动势，以改变转差功率，以实现转速的调节。
串级调速完全克服了转子串电阻调速的缺点，它具有高效率、无级平滑调速、较硬的低速机械特性等优点。
本设计介绍了双闭环异步电动机串级调速方式的设计，主要设计方面包括调速方式的设计，主接线的设计，串级调速主电路的设计，保护电路的设计，触发器的选择，直接启动方式。
首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系统确定下来后，重在对电路各元件参数的计算和器件的选型，包括整流变压器、整流元件、平波电抗器、保护电路以及电流和转速调节器的参数计算，从而达到设计要求，其中有绘制完整的双闭环控制的异步电动机串级调速系统图，主接线图，控制电路图，最后采用了MATLAB建模与仿真证明了该系统。
关键字：串级调速；主电路；调速范围；转差率IAbstractThe wound rotor asynchronous motor cascade speed regulation system, is to use change slip power control speed regulation system. In the development of ac speed regulation technology in China. It is a system of simple structure, rapid development, wider application. Its basic principle is to put the rotor AC electromotive force into DC emfs by Uncontrolled rectifier circuit. Taking advantage of working in a state of three-phase inverter controlled rectifier circuit for an adjustable DC voltage as additional electromotive force, to change the slip power, in order to realize speed regulation. Cascade speed regulation completely overcomes the drawback of rotor series resistance speed control, it has high efficiency, stepless smooth speed regulation, a hard low mechanical properties etc.the design of the double closed loop of asynchronous motor cascade speed control mode，It mainly includes the design of speed control mode, main wiring ,the main circuit, protective circuit , the choice of the trigger and direct startup mode。
基于双DSP的异步电机PWM控制系统设计摘要本文介绍了一种基于双DSP的异步电机PWM控制系统设计方案。
该系统采用两个数字信号处理器（DSP）作为控制核心，实现了高性能的电机控制。
其中一个DSP负责接收输入信号和实时监测电机状态，另一个DSP 负责执行PWM控制算法。
通过合理的分工和通信机制，实现了双DSP之间的协同工作，达到了异步电机PWM控制的目的。
1.引言随着现代工业的发展和自动化水平的提高，电机控制技术也得到了广泛应用。
异步电机是一种常用的电动机，广泛应用于各个领域。
PWM（脉冲宽度调制）技术是一种常用的电机控制技术，通过调节脉冲的宽度和频率来控制电机的转速和转矩。
双DSP的异步电机PWM控制系统设计方案可有效提高电机控制的精度和性能，实现高效的电机控制。
2.系统硬件设计该系统的硬件主要包括电机驱动电路、双DSP控制器、输入输出接口等。
电机驱动电路是控制电机运行的关键部件，需要根据电机的参数设计合适的电路，以实现精确的电机控制。
双DSP控制器负责实时控制电机的运行，其中一个DSP负责接收输入信号和实时监测电机状态，另一个DSP 负责执行PWM控制算法。
输入输出接口用于与外部系统进行数据通信。
3.系统软件设计该系统的软件主要包括双DSP控制算法、状态监测算法和通信机制。
双DSP控制算法是实现异步电机PWM控制的核心部分。
该算法通过对电机参数进行建模，实时计算PWM信号的脉冲宽度和频率，以实现精确的电机控制。
状态监测算法用于实时监测电机的运行状态，包括转速、转矩、温度等参数。
通过对这些参数的监测，可以及时检测到电机的故障和异常情况，并采取相应的措施。
通信机制用于实现双DSP之间的数据传输和协同工作。
可以使用串行通信、并行通信等方式，确保数据的准确传输和实时处理。
4.实验结果与分析通过实验验证，该基于双DSP的异步电机PWM控制系统能够实现精确的电机控制。
通过合理的算法和参数调节，可以实现电机的精确转速控制和转矩控制。
华中科技大学硕士学位论文双馈异步电机双PWM变流器控制的仿真研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：水利水电工程指导教师：***2011-03华中科技大学硕士学位论文摘要双馈异步电机双PMW(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)变流器以两个完全对称的PWM变流器通过直流母线连接而成，其输出作为双馈异步电机转子的输入直接控制着双馈异步电机的运行状态，双馈异步电机运行控制的核心就是其变流器的控制。
鉴于此，本文对双馈异步电机双PWM变流器控制进行仿真研究。
本文首先分析了双PWM变流器的特点，阐述了双馈异步电机双PWM变流器的工作原理，然后建立了双PWM变流器在三相静止坐标系下的数学模型，再利用坐标变换理论，进一步建立了双PWM变流器在两相静止坐标系以及两相旋转坐标系下的数学模型。
依据建立的数学模型，在介绍了矢量控制原理的基础上，确定了网侧变流器电网电压定向的矢量控制策略，建立了网侧变流器的控制模型，并根据控制模型设计出了网侧变流器的控制框图。
然后，本文建立了双馈异步电机的数学模型，并以此为基础确定了机侧变流器定子磁链定向的矢量控制策略，建立了机侧变流器的控制模型，并据此设计出了机侧变流器的控制框图。
最后，本文根据设计的控制框图利用MATLAB/LIMULINK仿真软件建立了网侧变流器和机侧变流器的仿真模型，并在此基础上建立了双PWM变流器的仿真模型，利用仿真模型对前面建立的控制模型进行了仿真研究。
仿真结果显示网侧变流器控制和机侧变流器控制都达到了控制目标。
关键字：双馈异步电机；双PWM变流器；控制；仿真华中科技大学硕士学位论文AbstractThe dual-PMW converter which used in the Doubly-Fed Induction Generator is consisted of two fully symmetrical PWM converters; these two converters are connected through a DC bus. The output of the generator-side converter, which is the input of the rotor, directly controls the running of the Doubly-Fed Induction Generator. The dual-PMW converter control is the core of the Doubly-Fed Induction Generator running control. In view of this, the paper attempt to do some simulation research of the control of dual-PMW converter, which is used in the Doubly-Fed Induction Generator.Firstly, the characteristics of the dual-PWM converter were analyzed in this paper, and the work principle of the dual-PMW converter was elaborated. Then the paper established the mathematical model from three-phase static coordinate system of the Doubly-Fed Induction Generator.According to the coordinate transformation theory, the paper further established the mathematical model of the Doubly-Fed Induction Generator from the two-phase static coordinate system and the two-phase rotating coordinate system. Based on the mathematical model, after the introduction of the principle of vector control, the paper identified the power grid voltage vector orientation as the method of the control of grid-converter, then established the control model of the grid-side converter, and designed the control diagram of the grid-side converter. Next, the paper established the mathematical model of the Doubly-Fed Induction Generator. Based on the mathematical model, stator flux vector orientation was identified as the control fashion of generator-side converter, then control model was established and control diagram was designed, too.Finally, in use of the MATLAB/LIMULINK simulation software, according to the control diagram, the paper established the simulation model of the dual-PMW converter. In the light of the simulation model, the paper did a series of simulation studies. The simulation results showed that the control targets of the grid-side converter and the generator-side converter wear achieved successfully.Key words: DFIG; dual-PMW converter; control; simulation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
【精品】绕线型异步电动机串级调速摘要：绕线式异步电动机晶闸管串级调速，是在绕线式异步电动机的转子回路中串联晶闸管逆变器，借以引入附加可调电势，从而控制电机转速的一种调速方法。
由于它具有良好的调速特性，并能将电动机的转差功率回馈电网，效率较高，价格较低，因此在风机和泵类负载方面获得广泛应用，在只要求电机运行在第一象限的生产机械中也获得普遍应用。
绕线式异步电动机晶闸管串级调速系统主回路接线原理图如图所示。
转子在不同的转速下感应出转差频绕线式异步电动机晶闸管串级调速，是在绕线式异步电动机的转子回路中串联晶闸管逆变器，借以引入附加可调电势，从而控制电机转速的一种调速方法。
由于它具有良好的调速特性，并能将电动机的转差功率回馈电网，效率较高，价格较低，因此在风机和泵类负载方面获得广泛应用，在只要求电机运行在第一象限的生产机械中也获得普遍应用。
绕线式异步电动机晶闸管串级调速系统主回路接线原理图如图所示。
转子在不同的转速下感应出转差频率的电压，经一组不控的三
相桥式变流器变成直流电压，此电压再经一组全控桥式变流器实现有源逆变，把电能（转差功率）馈送回电网中去。
改变逆变角的大小，即可改变馈送回电网电能的多少，从而达到改变电机转速的目的。
