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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）
案例CASESＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ
2013 07110异步电动机调速方式
文／崔晓朋
摘 要：在电力拖动调速系统中，交流电动机相比于直流电动机有价格低、运行可靠、维护方便等优点，本文主要探讨
交流电动机的调速问题。
关键词：三相异步电动机 调速
根据转速公式n=n
0(1-s)=60f
1(1-s)/p，我们可以很直观
地看出交流电动机调速可以采用变极调速、变频调速和改
变转差率调速等三种基本调速方法。
一、改变定子极对数p调速
在电源频率f
1不变的条件下，改变电动机的磁极对数，
电动机的同步转速n
1就会发生变化。改变极对数的方法有
两种：一是可以在定子铁芯槽内嵌放两套不同极数的三相
绕组（这种方法很不经济）；二是利用改变定子绕组的接
法来改变极对数达到调速目的。要注意的是，在改变电动
机定子极数的同时，必须改变转子的极数。以双速电动机
△/YY接法为例，如下图所示。 a)
低速时绕组接法 高速时绕组接法
b）
图
从定子绕组△接法变为YY接法，磁极对数从p＝2变为
p=1。电动机转速1500r/min，改变极对数后，转速变为原
来的两倍（3000r/min）。
本方法适用于笼型异步电动机，既可以应用于恒转矩负
载，又可以应用于恒功率负载，其特点是：平滑性差、具有较
好的机械特性，稳定性较好，应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、调转差率调速
1.笼型异步电动机的定子调压法和电磁调速法
（1）定子调压调速。当改变电动机的定子电压时，电动机的同步转速和临界转差率均不变，但电动机的最大电
磁转矩和启动转矩均随电压的平方减小，可以得到一组不
同的机械特性曲线，从而获得不同转速。调压调速可以使
通风机负载在非线性区稳定运行。其特点是：这种方法既
非恒转矩调速，也非恒功率调速，最适用于转矩随转速降
低而减小的负载。
（2）电磁调速法。电磁调速法是用电磁调速电动机
（也叫转差电动机或电磁离合器）进行调速。电磁调速电动
机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制
变频调速异步电机的设计重点
【摘要】本文比这从系统的角度对变频电机在电磁设计、耐电晕绝缘系统、轴承绝缘技术、结构设计方面及一些个人经验，以此阐述了交流调速系统的特点及逆变器运行时对变频电机工作的影响。
【关键词】变频调速;异步电机;设计
1.变频电机工作的影响因素在变频器运行时的显著体现
经研究，在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压变频器作为供电电源，供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量，对外表现为非正弦性，谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上，不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时，这些损耗绝大部分转变成热能，引起电机附加发热，导致变频电机温升的增加。谐波电流还增加了电机峰值电流，在一定的换流能力下，谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机，如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响，以求得系统最佳经济技术效果，是本文讨论的重点。
2.变频电机设计的特点
对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。一般变频电机设计较之传统异步电机相比，其特点如下：
2.1用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调，所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性，而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。
2.2变频电机在低速时降低供电频率，可以把最大转矩调到起动点，获得很好的起动特性，因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑，转子槽不必设计为深槽，从而可以重点进行其它方面的优化设计。
异步电动机变频调速系统的设计与仿真
1. 异步电动机概述
交流电动机，主要指笼式异步电动机和同步电动机。它主要用于不需要变速的电力传动系统中，其原因是:1)不论是异步电动机还是同步电动机，唯有改变定子供电频率调速最为方便，而且可以获得优异的调速特性。而大容量的变频电源却在长时期内没有得到很好的解决。(2)异步电动机和直流电动机不同，它只有一个供电回路定子绕组，致使其速度控制比较困难，不像直流电动机那样通过控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速。
然而，自20世纪50年代末开始，电气传动领域中进行着一场重要的技术革命一将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格昂贵和维护麻烦的直流电动机。随着电力电子器件及微电子技术的不断进步以及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，现在从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统;从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应和大范围的调速传动;从单机传动到多机协调运转，几乎都可采用交流调速传动。交流调速传动的客观发展趋势己表明，它完全可以直流传动相媲美、相抗衡，并有取代的趋势。
异步电机可以采用调压调速、改变极对数调速、串电阻调速、变频调速等。在交流调速诸多方式中，变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式，也是交流调速的基础和主干内容。变频装置有交一直一交系统和交一交系统两大类。交一直一交系统在传统电压型和电流型变频器的基础上正向着脉宽调制(PWM)型变频器和多重化技术方向发展，而交一交变频器应用于低速大容量可逆系统有上升趋势现代电力电子、微电子技术和计算机技术的飞速发展，以及控制理论的完善、各种工具的日渐成熟，尤其是专用集成电路、DSP和FPGA近年来令人瞩目的发展，促进了交流调速的不断发展。目前异步电机变频调速控制己经成为一门集电机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科。
2. 异步电机数学模型
