三相异步电动机的变频调速.

一、三相异步电动机变频调速原理

由于电机转速n与旋转磁场转速1n接近，磁场转速1n改变后，电机转速n也就随之变化，由公式1160fnp可知，改变电源频率1f，可以调节磁场旋转，从而改变电机转速，这种方法称为变频调速。

根据三相异步电动机的转速公式为

116011fnsnsp

式中1f为异步电动机的定子电压供电频率；p为异步电动机的极对数；s为异步电动机的转差率。

所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。

改变异步电动机定子绕组供电电源的频率1f，可以改变同步转速n，从而改变转速。如果频率1f连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。

三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为

1111m4.44mUEfNk

式中1E为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；1f为定子电源频率；1N为定子每相绕组匝数；mk为基波绕组系数，m为每极气隙磁通量。

如果改变频率1f，且保持定子电源电压1U不变，则气隙每极磁通m将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。因此，降低电源频率1f时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m的目的。

.1、基频以下变频调速

为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f时，保持11Uf为常数，使气每极磁通m为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动机的电磁转

矩为2222111111212222111211222prrmpUfmUssTfrrfrxxrxxss [1][8]

２０１４年２７期　科技一向导　◇科技论坛◇　

三相异步电动机变频调速的实现　

陈子龙　

（太原西山煤电集团高级技工学校　山西太原０３００５３）　

【摘要】要实现三相异步电动机变频调速首先要对电动机有一个正确的选择，应根据生产机械的情况恰当地选择其容量，还应根据用途　和使用环境选择适当的结构形式．通风形式和防护等级等。通用的标准电动机，用于变频调速时，由于变频器的性能和电动机自身运行工况的　原因．确定电动机的容量时还必须考虑一些恒速运行时未考虑的新问题。　【关键词】电动机；选择；接线　

１．异步电动机形式与容量的选择　异步电动机的选择涉及的问题是多方面的．在此只能概括地说明　以下主要几个方面：　１．１异步电动机形式的选择　电动机形式的选择除了根据使用状况和被传动机械的要求合理　选择结构形式．安装方式（如轴的方向和轴伸．底脚安装或凸缘安装）　以及与传动机械的连接方式（直接连接．齿轮箱．带轮．链条传动）外，　还应根据温升情况和使用环境选择合适的通风方式和防护等级等　１．２异步电动机容量的选择　在校核电动机的温升．最小起动转矩．允许最大飞轮转矩等项目　时，应从生产机械负载图中选择最繁重的条件进行计算。事先应根据　负载图的情况．尽可能准确地确定电动机处于何种工作制下　电动机　的选择往往是在对类似机械设备进行多方面的实地调查和统计的基　础上．才能得出用于容量计算所必须的资料．在此基础上才可以开始　按照程序：画出生产机械负载图一预选电动机一画出电动机负载图一　利用等值法校核发热来确定电动机的容量　２．选用异步电动机时的注意事项　

笼型异步电动机由通用变频器传动时．由于高次谐波的影响和电　动机运行速度范围的扩大，将出现一些新的问题．与工频电源传动时　有较大的差别　２．１谐波的影响　采用通用ＰＷＭ变频器对笼型异步电动机供电时．定子电流中不　可避免地含有高次谐波，电动机的功率因子和效率都会变差。从损耗　的角度看，电动机的损耗主要是定转子铜损耗．铁损耗和机械损耗。所　以在选择电动机时，应考虑此种情况，适当留有裕量，以防温升过高。　２．２散热能力的影响　通用的标准笼型异步电动机的散热能力．是按额定转速下冷却风　扇（装在电动机轴上的）冷却风量考虑的。当调速运行时，速度降低的　情况下冷却风量将变小．散热能力变差　当电动机损耗不变时，温升与转速的０．４－＿０．５次方成反比。因此通　用标准电动机实际应　碍埘，（低速下）须限制负载转矩．以抑制其温升。　若要在额定速度以下连续运行．实现恒转矩输出．必须改善低速　下的散热能力或提高绝缘等级　综上所述．在本次设计中为了抑制高次谐波的干扰．在变频器之　后串接有电抗器．其能够有效地消除交一直一交变频器之后的三相正　弦波中的高次谐波．使电路可以比较稳定地运行　经分析可选择三相　鼠笼式异步电动机　３．异步电动机控制程序的设计　

三相异步电动机的变频调速

一、 三相异步电动机的调速 关系式： n=n0（1-s）=60f 1（1-s）/p 改变转速有以下几种方法：

1、 改变电动机的极对数 P

2、 改变电动机的转差率 S

3、 改变电动机的电源频率 F1

二、异步电动机的调速特性：

1、变极调速 优点：调速方法简单，机械特性较硬 缺点：调速平滑性差，转速成倍变化，不能完成无极调速

2、调转差率调速

（1）笼型电动机定子调压法和电磁调速法 优点：变速方便，可以完成无极调速 缺点：机械特性较软

（2）绕线转子异步电动机的转子回路串电阻 缺点：不能完成无极调速，浪费电能

3、变频调速 （1）、基频以下恒磁通（恒转矩）变频调速

1）为什么要恒磁通变频调速？

2）怎样才能做到变频调速时磁通恒定

由每极磁通 φ=E1/4.44N1F1，可知，磁通 φ的值由 E 和 F 共同 决定，对 E 和 F 进行适当控制，就可以使磁通保持额定值不 变。 （2）基频以上恒功率（恒电压）变频调速

由每极磁通 φ =E1/4.44N 1F1，可知，要使电压恒定不变，主磁

通φ随 F 的上升而应减小。

总结：随着转速的提高，要使电压恒定，磁通就自然下降，

当转子电流不变时，其电磁转矩就会减小，而电磁功率却保

持恒定。变频器的操作

一、变频器的接线

1、主回路接线 R、R、T：接交流三相电流 U、V、W：接三相异步电动机

2、控制回路的接线

（1）正转起动信号： STL

（2）反转起动信号： STR

（3）起动自保持选择信号： STOP

（4）输入信号中具有功能设定的有： RL、RM、RH、RT、AU 、 JOG、CS

二、操作面板

1、操作面板的名称和功能 上半部分为 显示器， 下半部分为

各种按键 。

MODE ：可用于选择操作模式或设定模式 SET：用于确定频率和参数的设定三、应用实例

1、全部清除 答： 1）设定 pr.79=1或 0 PU 操作模式下，

YTSP系列变频调速三相异步电动机

机座号 安装尺寸 Mounting dimensions

Frame H A B C D E F×GD G K

90S 90 140 100 56 24j6 50 8×7 20 10

90L 90 140 125 56 24j6 50 8×7 20 10

100L 100 160 140 63 28j6 60 8×7 24 12

112M 112 190 140 70 28j6 60 8×7 24 12

132S 132 216 140 89 38k6 80 10×8 33 12

132M 132 216 178 89 38k6 80 10×8 33 12

160M 160 254 210 108 42k6 110 12×8 37 15

160L 160 254 254 108 42k6 110 12×8 37 15

180M 180 279 241 121 48k6 110 14×9 42.5 15

180L 180 279 279 121 48k6 110 14×9 42.5 15

200L 200 318 305 133 55m6 110 16×10 49 19

225S 225 356 286 149 60m6 140 18×11 53 19

225M 225 356 311 149 60m6 140 18×11 53 19

250M 250 406 349 168 65m6 140 18×11 58 24

280S 280 457 368 190 75m6 140 20×12 67.5 24 280M 280 457 419 190 75m6 140 20×12 67.5 24

315S 315 508 406 216 80m6 170 22×14 71 28

315M 315 508 457 216 80m6 170 22×14 71 28