单相异步电机调速控制电路设计

《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。

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。

2.交-直-交型变频器：交-直-交变频器是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再直流变换成频率电压可调的交流，又称间接变频器，交-直-交变频器是目前广泛应用的通用变频器。

单相异步电动机的调速方法一、前言单相异步电动机是一种常见的电动机，广泛应用于家庭和工业领域。

在实际应用中，需要对单相异步电动机进行调速，以满足不同的工作要求。

本文将介绍单相异步电动机的调速方法。

二、调速原理单相异步电动机的转速与输入电压成正比，因此通过改变输入电压来实现调速。

常见的调速方法有以下几种：1. 串联型调压器控制法该方法是通过串联型调压器来改变输入电压大小，从而实现调速。

具体操作为：将串联型调压器连接到单相异步电动机的输入端，通过改变串联型调压器的输出电压来改变单相异步电动机的输入电压大小，从而实现调速。

2. 变频器控制法该方法是通过变频器来改变输入电压频率和大小，从而实现调速。

具体操作为：将变频器连接到单相异步电动机的输入端，通过改变变频器输出信号的频率和大小来改变单相异步电动机的输入信号，从而实现调速。

3. 降压启动控制法该方法是通过降低启动时刻的输入电压来减小起始转矩，从而实现调速。

具体操作为：将降压启动器连接到单相异步电动机的输入端，通过降低启动时刻的输入电压来减小起始转矩，从而实现调速。

三、调速步骤1. 确定调速方法在进行单相异步电动机的调速之前，需要确定使用哪种调速方法。

根据不同的工作要求和实际情况，选择合适的调速方法。

2. 连接电路根据所选用的调速方法，将相应的设备连接到单相异步电动机的输入端。

3. 调整参数根据实际情况和工作要求，对所选用的设备进行参数设置和调整。

4. 测试运行在进行正式工作之前，需要进行测试运行，检查设备是否正常工作，并根据测试结果进行必要的微调。

5. 正式运行在测试运行成功后，可以开始正式运行单相异步电动机，并根据需要进行必要的监控和维护。

四、注意事项1. 在进行单相异步电动机的调速之前，需要了解其结构和工作原理，并遵循相关安全规定和操作规程。

2. 在选择调速方法时，需要考虑实际情况和工作要求，并选择合适的调速方法。

3. 在连接电路和调整参数时，需要仔细检查设备和电路连接是否正确，并根据实际情况进行必要的参数设置和调整。

调速器电子版说明书交流单相异步电动机电子调速控制器，采用新颖电子线路及集成元件，具有体积小、精度高、调速范围宽、耗能低、寿命长、机械特性优良、使用方便的特点，单相电容启动，能与国内生产的单相异步电动机、微型齿轮减速器速度传感器可组成机电一体化产品，实现反馈恒速和无级调速。

广泛应用于包装、印刷、食品、电子、仪器仪表、服装机械、医疗机械等行业之生产流水线做调速、驱动装置。

工作参数：额定电压220~230V运转电压范围±10%电源频率50 / 60Hz ≤± 2%马达输出6W 15W 25W 40W 60W 90W 120W 150W 180W200W 速度控制范围90~1400rpm / 90 ~1700rpm 速度变化5%速度设定连续控制电子调速电机电子阀0.5S响应快速响应并联操作不适用软停止 / 启动无操作温度-10 ~50℃贮藏温度-20 ~60℃适合马达感应、可逆安装尺寸54 * 96mm使用方法：1.关闭电源，按接线图连接好并确认线路连接正确，勿任意修改；2.把控制器固定好，速度调到最低“0”，以避免开始电源时产生瞬间大电流，造成永久性损坏；3.然后再开启电源，调整速度旋钮到需要位置，不需要时请关闭电源；4.调速器与马达连接如发现转距或转速不符合要求时，请调整产品侧面的微调电位器（速度设定调整）5.欲变换马达运转方向，只要换装控制器背面的接线座上“CCW”与“CW”之跳线。

选择 COM与CW短接，则马达做顺时针旋转；选择 COM与CCW短接，则马达做逆时针旋转。

（变更方向时，须等马达完全停止运转后，方可变更。

）主要产品及型号：US-52（6W.15W.25W.40W.60W.90W.120W.140W.150W.180W.200W）SS-22SS-32等各类交直流调速器。

现供应的品牌厂家：TWT（贴牌） .CDM（诚大） .PC MOTO.LX.中大等。

主要元器件供应商：可控硅（飞利浦），电位调节器（华宇—无铅），电容（五峰）。

东川交流单相异步电机调速器使用说明书目录L产品概述 (1)2.主要技术参数 (1)3.外形尺寸 (1)4.接线图 (2)5.使用方法 (3)6.维护及注意事项 (3)交流单相异步电机调速器1.产品概述系列交流单相异步电动机电子无级调速器主要用于控制单相交流感应电机,采用最新的电子控制技术制造而成。

具有体积小、精度高、调速范围宽、耗能低、寿命长、使用方便等优点。

为了正确安装和操作本调速器，请在装机使用前详细阅读使用说明书，并妥善保存。

2.主要技术参数调速器重量是0.5KG 3.外形尺寸调速器的外型和安装尺寸如图所示:安装孔 电源灯调速旋钮开关安装孔—安装孔一电源灯 —调速旋钮L开关SPEXX ≡IUMT老款新款图1(a)外形图图2注：调速器的安装只须在安装处按开孔尺寸开一孔后，把调速器塞入孔内，再用两枚螺丝钉紧固（螺钉旋紧即可，切勿过紧，以免损坏机壳）。

4 .接线图型接线图两黄线为电机反馈给调速器的测速信号线。

图3接线图改变短接线K 端位置，可改变电机转向。

接2（CW ）为顺时针方向，接3（CCW ）为逆时针方向。

电缆引线中红白蓝三线为接电机绕组的引出线，调换红白两线的接线位置,则电机转向相反。

两黄线为电机反馈给调速器的测速信号线,绿线接地。

5 .使用方法1）请按接线图正确接线。

2）使用时•，请先将调速旋钮逆时针调到“0”，以避免产生瞬时大电流，造成调速器损坏。

3）将开关置于“I”位置时，顺时针调节调速旋钮，电机加速；逆时针调节调 速旋钮，电机减速。

开关置于“O”位置时，电机处于停止状态。

短接线电缆引线接电机O —QCN QCCN°THINPUT 220VAC白4）欲变换电机运转方向，务必先拔下电源插头，再按接线图所示调整接线。

5）若电机转矩或转速不符合要求，请调整调速器侧面的调速幅度调整器：若出现控制器调速范围过窄,应逆时针调节控制器左侧的调速幅度调整器；若出现控制器调速范围过宽，则应顺时针调节控制器左侧的调速幅度调整器。

基于电路原理的单相交流异步电动机调压调速器特性分析单相异步电动机，因其结构装简单，经济性能好，坚固耐用，维护量少，适宜恶劣环境优点而等到广泛应用。

其各种调压调速器结构简单，操作方便，常用于单相电动机的调速。

利用电路原理分析各种调压调速器工作原理与电气特性，有利于单相异步电动机调速器的选择与使用。

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广泛用于小于1KW或只有单相电源的各种场合。

如家用電器、医疗设备、电动工具等领域。

但存在启动转矩小，启动电流大等缺点。

单相异步电动机常用调速方法有变极调速、抽头调速和调压调速等。

单相异步电动机负荷通常负载转矩不是恒数，而是随转速增加而增大。

即M∝n2（a>1）。

通过调节单相异步电动机电源电压，从而改变电动机输出转矩，进而改变电动机转速。

但该方法改变了电动机的转差率和转矩特性，稳速性能差，调速范围为电动机额定转速的70%～100%。

单相异步电动机调压调速的方法，可用串联电阻降压，电抗器和自耦变压器降压，串联电容降压，晶闸管相位控制降压等方法实现。

1.串联电阻分压调速电路特性由电路理论可知，电路阻抗Z=R+jX，当X>0时，电路性质为感性电路，单相异步电动机为感性负载。

功率因素cosФ=R/|Z|较低。

当交流电路功率因素低时，电路线压降损失和功率损失较大；同时，电源利用效率也较低。

如使用串联电阻分压调节单相异步电动机转速时，利用串联电阻分压原理，改变电动机运行绕组上工作电压，达到调压调速的功能。

串入调速器电阻时，单相异步电动机运行绕组上工作电压会降低，电动机转速降低。

但电路电阻分量会增大，电路功率因素会提高。

由于电阻同时也是耗能元件，导致电路能耗增加。

所以，电阻串联分压调速，虽然电路简单，电路成本低，但是却并不常用。

2.串联电抗器分压调速电路特性传统电抗器结构是由电感线圈和铁芯组成，电感线圈有抽头。

电控设计规范室内PG调速电机控制电路设计指引1范围本设计指引对室内PG调速电机控制电路的电路原理、各器件的参数计算选择、相关技术要求和实际使用中的有关问题进行了阐述。

本设计指引适用于美的家用空调国内事业部的室内PG调速电机控制电路的设计。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

QMN-J33.311 空调室内调速电机程序设计指引QMN-J34.103 塑封异步电机设计规范范.QMN-J52.016 单相电容运转异步电动机QMN-J52.054 光敏晶体管输出型光电耦合器（原标准号05.138）3定义无4总述小功率分体机室内风机目前用的是PG调速塑封电机，为单向异步电容运转电动机。

为了满足空调正常的运转，达到制冷、制热能力的平衡，所以必须保证室内风机的转速满足系统的要求，并保持转速的稳定。

为达到以上目的，可采用可控硅调压调速的方法来调节风机的转速。

为了保证所调电压满足转速要求，则必须检出电源的零点和测出风机的转速，故在实际电路中，还需使用了过零检测电路来检出电源的零点．使用风机转速检测电路来检测转速，再通过调节可控硅导通角来使风机转速达到系统要求。

下面分别介绍各相关电路工作原理。

5电路原理5.1PG调速电机工作原理简单介绍现小功率分体机采用的室内风机电机为塑封PG调速电机，为单向异步电容运转电动机，级对数为四级，并带转速反馈，电机每转一周，输出一个或多个方波信号。

单向异步电动机结构简单，成本低，振动和噪音较小，并且只需单相电源供电，所以在家电行业中应用广泛。

它主要由定子与转子两部分组成。

定子部分由定子铁心、绕组和基座组成，定子铁心由硅钢片压成，且内圆有许多槽，用以嵌放定子绕组-由于单向绕组只能产生脉动电势，电机没有启动转矩而无法启动，因此单向电机的定子有两相绕组，两相绕组的轴线在空间相差90°电角度，其中一相绕组称为主绕组，另一相绕组称为副绕组或启动绕组。

单相电机调速器原理图单相电机调速器是一种用于控制单相电机转速的装置，它通过改变电机输入的电压、频率或者脉冲宽度来实现对电机转速的调节。

在实际的工程应用中，单相电机调速器广泛应用于家用电器、工业生产线以及自动化设备中。

本文将介绍单相电机调速器的原理图及其工作原理。

首先，我们来看一下单相电机调速器的原理图。

如图所示，单相电机调速器由输入电源、调速电路、电机驱动电路和电机组成。

输入电源通常为交流电源，通过调速电路对输入电压、频率或脉冲宽度进行调节，然后经过电机驱动电路输出给电机，从而实现对电机转速的控制。

在单相电机调速器中，调速电路起着至关重要的作用。

调速电路通常由控制器、传感器和功率电路组成。

控制器负责接收用户输入的调速指令，并根据传感器反馈的信息来调节输出电压、频率或脉冲宽度，以实现对电机转速的精确控制。

传感器则用于监测电机的转速、电流、温度等参数，并将这些信息反馈给控制器，从而实现闭环控制。

功率电路则负责将控制器输出的调速信号转换为适合电机的电压、频率或脉冲宽度信号，并将其输出给电机。

除了调速电路，电机驱动电路也是单相电机调速器中不可或缺的部分。

电机驱动电路通常由功率放大器、逆变器、电流传感器等组成，它负责将调速电路输出的电压、频率或脉冲宽度信号转换为适合电机的电流信号，并将其输出给电机。

通过电机驱动电路的控制，可以实现对电机的启动、加速、减速和停止等操作，从而满足不同工况下对电机转速的要求。

总的来说，单相电机调速器通过调节电机的输入电压、频率或脉冲宽度来实现对电机转速的控制。

其原理图包括输入电源、调速电路、电机驱动电路和电机，调速电路负责控制电机的转速，电机驱动电路负责将调速信号转换为适合电机的电流信号，并将其输出给电机。

通过这些部件的协同工作，单相电机调速器可以实现对电机转速的精确控制，从而满足不同工况下对电机转速的要求。

在实际的工程应用中，单相电机调速器的原理图可以根据具体的需求进行调整和优化，以适应不同类型、规格和工况下的电机控制需求。

单相异步电动机的调速方法一、引言单相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于家庭和工业领域中。

调速是单相异步电动机运行控制的重要环节，可以实现对电动机转速和负载的精确控制。

本文将介绍几种常见的单相异步电动机调速方法，包括电压调频调速、转子串阻调速、双绕组反扞定子调速和变电压变频调速。

二、电压调频调速电压调频调速是通过改变电源电压的频率来实现对电动机转速的控制。

具体操作步骤如下： 1. 设置电动机负载要求的转速。

2. 根据电动机的负载特性和转速-转矩曲线，确定调速范围和调速方式。

3. 根据负载特性和转速-转矩曲线，选择合适的连接方式和极数。

4. 根据电动机的参数，计算电源电压和频率。

5. 将控制器的输出信号传输给变频器，通过变频器调整输出电源的频率和电压。

6. 监测电动机的转速和负载情况，根据需要调整电源电压和频率，以实现精确的转速控制。

三、转子串阻调速转子串阻调速是通过改变电动机转子电路中的串阻值来实现对转速的控制。

具体操作步骤如下： 1. 通过外部调节器改变转子电路中的串阻值，影响转子电流的大小。

2. 随着转子电流的变化，转速也发生相应的变化。

3. 监测转速的变化情况，通过调整串阻值，使电动机达到所需的转速。

四、双绕组反扞定子调速双绕组反扞定子调速是通过改变电动机定子绕组的相对位置来实现对转速的控制。

具体操作步骤如下： 1. 设置电动机的转速要求。

2. 通过改变定子绕组的相对位置，改变定子电场的形态。

3. 改变定子电场的形态会导致电动机的转速变化。

4. 根据需要调整定子绕组的相对位置，使电动机达到所需的转速。

五、变电压变频调速变电压变频调速是通过改变电源的电压和频率来实现对电动机转速的控制。

具体操作步骤如下： 1. 将电源接入变频器。

2. 调整变频器的输出电压和频率，控制电动机的转速。

3. 监测电动机的转速和负载情况，根据需要调整变频器的输出电压和频率，以实现精确的转速控制。

基于M051的单相交流异步电机调速控制系统设计作者：牛宗超徐森来源：《电子世界》2012年第19期【摘要】设计了以M051单片机为核心的高效的单相交流异步电机调速控制系统，对电机的调速方法和控制电路进行了分析和设计。

采用先进的过零调功的方式，以功率调节取代常用的电压调节，通过控制可控硅的通断比来调节电动机输出功率，进而达到调速目的。

【关键词】M051；交流调速；可控硅1.引言目前交流电机调速技术的研究取得了极大的发展，变频器的成功研制，使交流电机调速技术迅速发展，其通过改变供电电源的频率来调节异步电动机的转速，该方式可获得较大调速范围和很好的调速平滑性，但成本高，控制系统复杂。

另外，也可采用可控硅移相调压调速，但此类控制器的元器件数量较多，成本较高，功能扩展性较差，程序移植性较差。

为克服上述缺点，我们研制了一种基于M051芯片的单相异步电机调速控制器。

2.系统方案设计原理系统开发选用了芯唐公司的M051单片机，该控制器包括：核心模块、电源模块、预置模块、反馈模块、控制模块和显示模块。

图1为其结构示意框图。

系统的工作原理是：整个调速系统是基于MO51单片机的PID算法控制的速度反馈稳定系统。

电源模块提供M051芯片电源，MO51单片机利用其自带的高精度AD转换器，可以采集到系统中预置模块旋转电位器所设定的转速Vset和反馈模块测得的当前转速Vnow。

运行在MO51上的PID软件算法通过计算设定速度Vset和当前速度Vnow的差值，得出控制信号给控制模块，控制可控硅导通的时间T，T越大电机的定子线圈上得到的电压越高，相应的转速越高；T越小电机的定子线圈上得到的电压越低，相应的转速越低。

不断调整可控硅导通时间T 使得电机的当前转速Vnow不断跟随设定Vset，直到Vnow和Vset之间的误差充分小被我们所接受，系统即达到稳定调速的目的。

MO51单片机同时输出采集到的转速信号提供给显示模块。

3.硬件电路设计硬件选用M051为主控芯片，硬件电路主要完成过零检测、控制门控电路及显示输出。