绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制

一课题背景21启动前的准备32启动控制33制动控制34调速控制过程4二任务要求4三设计思路51主电路52.PLC接线图63. I/O分配64.程序梯形图75.程序调试86.调试完成错误!未定义书签。

总结10一课题背景绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路，对调速无特殊要求的生产机械，可以采用绕线式异步电动机拖动，绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路,按照时间原则启动、能耗制动的控制线路如图所示：工作原理分析如下1启动前的准备先讲主令控制器SA的手柄置到“0”位，再合上电源开关QS1，QS2,则有：（1）零位继电器KV线圈通电并自锁。

（2）KT1，KT2线圈得电，其延时闭合的动断触点瞬时打开，确保KM1，KM2线圈断电。

2启动控制将SA的手柄推向3位，SA的触点SA1，SA2，SA3,均接通，KM线圈通电。

则有：（1）KM的主触点闭合，电动机接入交流电源，电动机在转子串两段电阻的情况下启动。

同时，KT线圈得电，KT延时断开的动合触点闭合。

（2）KM的动断触点打开，KT1线圈断点开始延时，当延时结束时，KT1动断触点闭合，KM1线圈通电，KM1的动合触点闭合切除一段电阻R1，同时KM1的动断触点断开，KT2线圈断电开始延时，当延时结束时，KT2的动断触点闭合，KM2线圈通电切除电阻R2，启动结束。

3制动控制进行制动时，将主令控制器SA的手柄扳回“0”位，KM，KM1，KM2线圈均断电，电动机切除交流电源。

同时，KT1，KT2线圈得电。

则有：（1）KM的动断触点闭合，KM3线圈通电，电动机接入直流电源进行能耗制动；同时，KM2线圈通电，电动机在转子短接全部电阻的情况下进行能耗制动。

（2）KM的动合辅助触点断开，KT线圈断电开始延时，当延时结束时，KT延时断开的动合触点断开，KM2，KM3线圈均断电，制动结束。

4调速控制过程当需要电动机在低速下运行时，可将主令控制器SA手柄推向“1”位或“2”位，则电动机的转子在串入一段电阻或不串入电阻的情况下以较高速度运转二任务要求绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路的PLC程序设计。

绕线转子异步电动机转子串电阻电感起动与调速方法的研讨绕城转子异步电动机能够通过转子串电阻进行起动与调速，但电阻上能耗大；如果转子串频敏变阻器，虽能减少损耗，但只能起动而不能调速。

本文提出一种转子串电阻、电感的方法，既能用于起动与调速，又能较大程度地节能。

IJ作原理如图1，在绕线电机转于绕组每相串入相同的电阻与电感。

首先我们考虑只串电感L的情况，电机运行时的临界转差率式中r；——定子绕组的电阻X；——定于绕组的电抗r二。

——转子绕组电阻的折算值X二——转子回路电抗的折算值teZ。

H。

0＋XL其中X二。

——转子绕组电抗的折算值X、——转子串电感L的电抗折算值由于r；＜＜x。

，x；Wx。

，略去r；、x；，则即Sm与人成反比，与固有特性相比，临界转差率的值减少。

电机运行时的最大转矩为同理略去r；、x；，则式中m；——电机定子相数V；——电机定子相电压。

——电机同步角速度由式（2）可知，凡人与Xb也成反比，与固有特性相比，最大转矩减少。

由以上分析可知，转子串电感时的机械特性如图2中的曲线1（曲线0为电机的固有特性）。

在此基础上转子绕组再串入电阻Rnl 与Rn。

，由式（l）、式（2）可知：临界转差率随转子回路电阻的增加而增大，而最大转短不变，其机械(本文共计3页)......[继续阅读本文]转子上串联电阻可以降低启动电流增大启动转矩，同样也可以用于调速，但转子回路串联电阻调速的方式不理想，在电机轻载和空载的时候几乎起不到调速的作用，串联电抗器也可以减小起动电流，但是起动转矩也会减小很多，所以不采用串联电抗器来启动。

不是说三项绕线转子异步电动机转子回路串入电阻，可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩越大？要合适是应该三相都串的，以保持三相平衡。

所串电阻增大，转速变低。

因为电阻增大，相当于电机端电压降低，电机机械特性变软，转差率增大。

负载恒定的时候，电机的电流会增大的。

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。

属有级调速，机械特性较软.1、串电阻启动增加起动转矩，降低起动电流，起动达速后切除启动电阻（就是短接转子回路）全速运行.2、串电阻启动(电阻最大值起动），根据需要调整电阻的阻值，可以改变电机的运行速度，达到调速的目的（是有范围的调速）。

绕线式电机的启动电流是可调的，通过调整转子串联的电阻大小，可以调节绕线式电机的启动电流!原理：对于绕线式异步电动机，当电网电压及频率不变时，在转子回路中串入电阻后，可以改善电动机的起动转矩,在绕线电机转子中串接启动电阻，减小启动电流，电阻一般接为星形接法，根据公式：I0=U0/R0当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下,I0↓，此分析忽略电机感抗的损耗.启动前将电阻全部接入转子回路，随着启动过程的结束，启动电阻被逐级短接,KM1，KM2，KM3逐级吸合，保证始终有较大的起动转矩，短接方式可以遵循时间和电流调节原则,KA1，KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而定.RN=E N÷I N÷√3 R N：电机转子额定电阻E N:电机转子额定电压I N：电机转子额定电流例：240KW—6极电机，定子电流436A，定子电压380V。

转子电流376A，转子电压407VRN=（E N÷IN)÷√3=（407÷376）÷√3=（1.0824）÷√3=0。

624Ω△RY1=1。

4 RN = 1.4×1.0824 = 1.515Ω△RY2=0。

5RN = 0.5×1.0824= 0.5412Ω△R1=0。

3RN = 0.3×1。

0824 = 0。

3247Ω△R2=0.2 RN = 0。

绕线式电动机转子串电阻调速方法2011-06-12 11:06:41| 分类：电子线路图|字号订阅三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。

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、频率的变频调速有能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：高效调速指时转差率不变，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。

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。

2—17 绕线式异步电动机起动和调速控制线路绕线式异步电动机的特点是：它的转子上绕有绕组，并且通过转子上的集电环〔俗称滑环〕在转子绕组中串接附加的电抗。

当转子回路中的电抗改变时，电动机的力矩特性将改变，适当地调节转子回路中的电阻，可以得到理想的起动状态。

用绕线式异步电动机可以得到很大的起动转距，同时起动时的电流也减少很多。

所以在对起动转距，调速特性要求较高的机械中〔如卷扬机、桥式起动机等〕，常常使用绕线式异步电动机。

绕线式异步电动机的缺点是：电动机比较复杂、造价也高、耐用性能较差、效率也稍低。

绕线式异步电动机的起动方法有如下三种：一、转子绕组串接电阻；二、转子绕组串接频敏变阻器；三、用凸轮控制器。

下面分别详细介绍绕线式电动机的三种起动方法：一、转子绕组串接电阻起动控制线路转子绕组串接电阻控制绕线式异步电动机的线路又分为:用按钮开关、用时间继电器、用电流继电器三种不同的控制线路，下面依次介绍如下：1、用按钮开关控制绕线式异步电动机的控制线路。

用按钮开关控制绕线式电动机的控制线路如图21701所示：图21701的工作原理简述如下：图中：KM1、KM2、KM3、KM4、四个接触器除KM1作接通电源用外，其余三个均是短路转子回路中的起动电阻用的。

SB1为停顿按钮；SB2为起动按钮，SB3、SB4、SB5均为切除电阻用的按钮开关。

起动电动机时，按下SB2，KM1获电吸合并自锁，电动机转子绕组内串入R1、R2、R3全部电阻起动。

按下SB3，KM2获电吸合并自锁，其主触头KM1闭合，短路R1，电动机加速运转；同理，按SB4、SB5分别短路R2及R3，电动机一级、一级加速运转。

并且当KM3闭合时，其常闭触头KM3切断KM2的线圈回路；KM4闭合时，其常闭触头KM4切断KM3、〔包括KM2〕的线圈回路。

当电动机全速运转时，只有KM1、KM4两个接触器获电工作，其余均断开。

接触器，KM2、KM3、KM4的常闭触头串联在KM1线圈回路中的作用是，保证电动机在转子回路中电阻全部参加的条件下才能起动。

论述绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理兰州理工大学操纵理论与操纵工程谯自健 1220811010150 引言绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速是传统调速方式之一，其结构简单，易于实现。

本文通过对绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速的原理、效率和缺点方面作出分析。

1 绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理转子串电阻调速的线路图和机械特性如图（a)和（b）所示，拖动恒转矩负载时，能够取得几级不同的速度。

图（a）转子回路串电阻调速线路图图（b）机械特性曲线依照电机学原理知：60-S f n p =极对数（1） 其中n 为电动机转速，f 为电源频率，S 为转差率(1)Pm S Pe =-（2） *Pa S Pe = （3）其中Pe 为异步电动机电磁功率，Pm 为异步电动机机械功率，Pa 为转子铜耗即转差功率因此得::1:(1):Pe Pm Pa S S =- 由式（4）能够看出SPm 减小，相反转差功率Pa 在增大，而转速n 随S 的增大而减小。

因此所绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的实质是通过改变转差功率或转差率的大小来调剂转速n 的。

当串入的电阻阻值越大那么转差功率增大，随之转差率S 变大，从而使转速n 下降。

2 绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的优缺点 绕线式转子异步电动机，通过转子回路串入不同数值的电阻R ，改变转差率S 调速的传统方式，能够取得不同斜率的机械特性，从而实现速度的调剂。

这种调速方式简单方便，但存在如下缺点：（1）调速是有级的，不滑腻。

（2）在深度调速机会械特性很软，致使负载有较小转变，即可引发转速的专门大的波动，降低了静态调速精度。

（3）转差功率Pa 消耗在电阻发烧上，效率低。

由于是通过增大转子回路的电阻值来降低电动机转速的，当拖动恒转矩负载时，转速n 越低，转差率S 就越大，从而使得转差功率也愈大，电能消耗大，效率更低。

当转差功率S=0.5时，效率η<0.5。

三相异步电动机分类特点以及调速方法三相异步电动机分类：1、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两种。

不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。

不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。

2、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、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。

3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，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。

我们清楚三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。

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。

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。

特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、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。

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。

实验六三相异步电动机的起动、反转与调速一、实验目的掌握三相异步电动机起动、反转和调速的方法。

二、实验项目1、三相绕线式异步电动机直接起动2、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻起动3、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻调速4、三相异步电动机转向改变5、星形（Y）——三角形(Δ)换接起动三、实验设备该实验是在DDSZ-1型电机及电气技术实验装置上完成的。

本次实验使用设备包括：1、DD01电源控制屏2、D33挂件3、D32挂件4、D51挂件5、DJ17－3绕线式异步电动机转子专用箱6、DD03测试台和三相绕线式异步电动机本次实验使用DD01电源控制屏上方的交流电源。

D33挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电压表，本次实验选用其中的一块电压表。

D32挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电流表，本次实验选用其中的一块电流表。

D51挂件，由波形测试部分和开关S1、S2、S3组成，本次实验只使用开关S1 。

DJ17－3转子专用箱的电阻值是可调的，分0Ω、20Ω、40Ω、60Ω、∞五档，实验中作为异步电动机转子绕组的串接电阻。

DD03测试台包括导轨、测速发电机和指针式转速表三相绕线式异步电动机，定子三相绕组有六个接线端，转子三相绕组有四个接线端。

四、实验内容及方法接线之前：开启电源总开关，按下绿色“启动”按钮，将电源控制屏上方的交流“电压指示切换”开关切换到“三相调压输出”位置，旋转控制屏左侧的三相调压器旋钮，将其输出电压调到220V后，按下红色“停止”按钮。

1、三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图图6-1 三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图三相绕线式异步电动机定子绕组接线：定子绕组按星形接法从“三相调压输出”U端接到交流电流表“2.5A”黄色端，从电流表黑色“*”端接到异步电动机定子绕组A端，分别从“三相调压输出”V、W端接到定子绕组的B端和C端，将电动机定子绕组的另外三个接线端X、Y、Z用导线连接。

三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速
对电机转速的影响
三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速是一种常见的调速方法，它通过在转子绕组中串入电阻来改变电机的转速。

这种调速方法的基本原理是通过改变电机的转差率来实现调速。

具体来说，当电机运行时，转子绕组中的电流会产生磁场，这个磁场会和定子磁场相互作用，从而产生转矩，推动电机旋转。

当转子绕组中串入电阻时，电阻会消耗一部分电能，导致转子电流减小，从而减小转子磁场的强度。

由于电机的转矩与转子磁场的强度成正比，所以转子磁场强度的减小会导致电机的转矩减小，从而使电机的转速降低。

因此，三相绕线异步电动机转子绕组串电阻调速可以通过改变转子电流的大小来实现对电机转速的控制。

当转子电流减小时，电机的转速就会降低，反之则会提高。

通过调节串入转子的电阻值，可以控制转子电流的大小，从而实现对电机转速的精确控制。

需要注意的是，转子绕组串电阻调速会导致电机的效率降低，因为电阻会消耗一部分电能。

同时，由于电阻的加入会改变电机的电磁特性，所以需要对电机进行重新设计和调试，以确保电机的性能和可靠性。

浅谈绕线式异步电动机的调速控制摘要：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（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。

一、串级调速原理及基本类型1. 1原理假定异步电动机的外加电源电压U1及负载转矩ML都不变．则电动机在调速前后转子电流近似保持不变。

若在转子回路中引入一个频率与转子电势相同，而相位相同或相反的附电势Ef则转子电流为（式—1 )式中：R2：转子回路电阻；sX20：转子旋转时转子绕组每相漏抗E20：转子开路相电势电动机在正常运行时，转差率s很小，故R2≥sX20。

忽略sX20有（式—2 ）上式中，E20为取决于电动机的一个常数，所以，改变附加电势Ef可以改变转差率s，从而实现调速。

设当Ef = 0时电动机运行于额定转速，即n = nN, s = sN ,由（式—2 ）可见，当附加电动势与转子相电势相位相反时（Ef前取负号），改变Ef 的大小，可在额定转速以下调速，这种调度方式称为低同步串级调速，且附加电势与转子相电势相位相同时（Ef前取正号），改变Ef 的大小，可在额定转速以上调速，这种调度方式称为超同步串级调速（即s <0）。

串级调速四种基本状态方式下能量传递方式如下图示，图中不计电动机内部各种损耗，即认定定子输入功率P即为转子输出功率。