交流电动机的调速

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交流电动机调速及控制方法

作者：李燕青

来源：《读与写·下旬刊》2013年第11期

摘要：交流电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。本文设计DSP技术的交流电动机变频调速控制系统，同原有的调速控制系统相比，该方法提高了系统的稳定性，使其动态调节时间更短，抗干扰能力也更强。

关键词：交流电动机；变频调速；技术；原理；控制

中图分类号：G642.0文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）11-0017-01

近年来，随着能源日益减少，新型节电设备的不断更新和科学技术的飞跃发展，合理化的设计和节电设备的日益广泛应用，给人们工作和生活带来了更多的方便。

1.交流电动机调速系统的发展过程

1.1交流电动机励磁调速。早期用原动机来驱动一台发电机，而通过控制发电机的励磁来调节发电机的输出电压，借此来调节被驱动电机的转速和电机有功功率输出，还可以关闭和起动电机。

1.2电流电动机可控整流调速。随着科学技术不断发展，发明了通过晶闸管的导通时间来控制电压（可控整流技术）。首先是调速系统响应速度得到了很大提高，并且很好地解决了低速情况下的电流断续问题。可控硅调速是用改变可控硅导通角的方法来改变电动机端电压的波形，从而改变电动机端电压的有效值，达到调速的。

2.交流电动机的调速原理

转速公式：

式中各项因子如下：f：电源频率；p：电动机磁极对数；s：转差率。

通过式（1）可以看出，在理想状态下（即以不考虑各项因子之间的相互影响为前提条件），想要调节交流电动机的速度，可以由以下三种方式来实现：

1）变极调速方式，即通过改变电机定子绕组的极数来控制电动机速度。但此方式有一定的局限性，因为它无法实现平滑调速，故而在很多要求高控制精度的工业生产场合并不适用。 龙源期刊网

电动机的调速方法有

电动机的调速方法主要有以下几种：

1. 电压调节法：通过改变电动机供电电压的大小来实现调速。一般来说，电动机的转速与输入电压成正比关系，因此改变供电电压可以实现调速的目的。

2. 提高电源频率：电动机的转速与输入电源频率成正比关系，因此增加电源频率可以提高电动机的转速。这种调速方法适用于与电动机配套的变频器，通过调整变频器输出电源频率，实现对电动机速度的调节。

3. 串联电阻调速法：通过在电动机绕组中串联电阻，改变电动机电流大小来实现调速。调速时，增加串联电阻可以降低电动机转矩，从而降低转速；减小串联电阻则可提高转速。

4. 变频调速法：通过变频器改变电动机的供电频率和电压，来实现对电动机的调速。变频调速方法可以实现更广泛的调速范围，并且可以实现精确调速，适用于各种负载情况。

5. 双馈涡流调速法：通过改变转子绕组的外部电阻，改变电动机的转矩和速度。这种调速方法适用于大容量的低速电动机，如矿山提升、海上风机等。

6. 矢量控制法：通过电机转子磁通的测量和控制，来实现对电动机转速的调节。这种调速方法可以实现较高的控制精度和动态性能，适用于对性能要求较高的应用。

5中国校外教育理论

LDTR0AND0503ANDNOT0501OUT0505LDTR0AND0501OUT0506END01交流异步电动机的串级调速程序◆钟绍实【摘要】串级调速是交流异步电动机调速的一种类型，通过改变逆变角的大小来改变直流电势的大小，达到调速的目的。可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。利用PLC编制程序可以实现对交流异步电动机的串级调速。【关键词】串级调速PLC电动机一、概述串级调速是交流异步电动机调速的一种类型,串级调速的思想就是将异步电动机的转子电压经过三相桥式整流变为直流电压，再在其直流侧由可控硅逆变电路产生与其相反的直流电势与三相桥式产生的直流电压串联，改变逆变角的大小来改变直流电势的大小，达到调速的目的，同时还能提高电动机的运行效率和调速的经济性。可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术通讯技术容为一体的新型工业自动控制装置。二、交流异步电动机的串级调速程序1、PLC输入输出配置

2、梯形图：见图13、PLC程序如下：LDNOT0000OUTTR0LDTR0AND0001OR0500OUT0500LDTR0AND0500ANDNOT0501ANDNOT0502OUT0503LDTR0AND0503OR0501OUTTIM00#0015LDTR0ANDTIM00ANDNOT0502OUT0501LDTR0AND0002OR0502OUT0502LDTRND5OUT5参考文献：[1]方永承.工厂电气控制技术.上海：机械出版社.2001.[2]/yanglb/aspj/[3]余雷声电气控制与L应用上海：机械工业出版社年月

（作者单位：辽宁信息职业技术学院）SB10000停止KM30502逆变线圈SB20001启动KM40503启动线圈SB30002逆变L10504逆变灯KM10500启动线圈L20505启动灯KM20501运行线圈L30506运行灯学科教育

浅析交流异步电动机　调速方式　唐二峰’　赵学军　国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司　摘要誊简述交流异步电动机目前调速方式　对调速方式及发展方向进行了阐述。　关键词：电动机调速节能　一。引言　今年随着国家节能降耗的政策力度进一步　加大和电力电子技术、集成电路和计算机技术　的飞速发展，为电动机调速技术发展创造了有　力环境，使交流电动机调速和控制水平得到进　一步提高，目前工企业大多风机和泵类设备采　用电动机驱动，均属于平方转矩负载类，它们　的流量与转速成正比、压力与转速的平方成正　比，功率与转速的立方成正比，由此可见电机　转速降低Ｊ／２时，所需功率降至原来的１／８，电　机调速节能效果显著。　二、异步电动机调速方法　电动机的转速ｎ与同步转速ｌｑＯ之间的关系　为：　ｎ＝（１一Ｓ）　ｎＯ＝（１一ｓ）６Ｏｆ／ｐ（１）　三相异步电动机转速公式为：ｎ：６Ｏｆ／　ｐ（１＿ｓ）式中：ｓ为电动机转差率；ｆ为电网频率；　ｐ为极对数。　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均可达到改变转速的目的。　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速两　种。在生产机械中广泛使用调速方法有以下几　种方式。　１、变极对数调速　通过改变定子绕组的接线方式来改变笼　型电动机定子极对数达到调速目的。即改变同　步转速，获得恒转矩调速特性和恒功率调速特　征。此方法效率高，操作简单，是有级类高　速，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。　２、变频调速　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　统主要设备室提供变频电源的变频器，变频器　可分成交流一直流一交流变频器和交流一交流　变频器两大类，目前国内大都使用交一直一交　变频器。本方法适用干要求精度高、调速性能　较好场合。　３、串级调速　串级调速是指绕线式电动机转子回路中串　入可调节的附加电势来改变电动机的转矩和转　速，达到调速的目的。适合于风机、水泵及轧　钢机、矿井提升机、挤压机上使用。　４、绕线式电动机转子串电阻调速　绕线式异步电动机转子串入附加电阻，改　变转子电流，使电动机的转差率加大，达到电　动机在较低的转速下运行目的。属于有级调速　看，效率较低。　５、定子调压调速　一　０．５％，节点效果一般为２５％　５０％，性能是其他　各种交流调速技术所不能比拟的。　２、电动机调速范围　变频调速、定子调压调速和电磁转差离合　器调速的调速范围较大其他各种调速方法的调　速范围都较小。　四　结语　目前变频调速系统节电效果显著，在工业　企业适用范围广泛，也是国家“十一五　将变　频器使用作为电机节能的主要措施推广原因之　，但当前变频器销售价格还较高。随着工业　及电子信息控制系统的进一步发展，２１世纪的　电动机调速技术将向着高效率、高性能、高精　度、智能化、绿色化的节能降耗方向发展。　由于电动机的转矩与电压平方成正比，当　改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同　的机械特性曲线，从而获得不同转速。该方法－　一般采用晶闸管“交流开关”调定定子电压，　此方式不能承受重载。　６、电磁调速电动机调速　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（控制器）三部分组　成。通过改变相连的电磁离合器的励磁电流来　实现调速，直流励磁电源功率较小，通常由单　相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管　的导通角，可以改变励磁电流的大小。适用于；　中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生　产机械。　７、液力耦合器调速　液力耦合器是一种液力传动装置，一般由　泵轮和涡轮组成，统称工作轮，放在密封壳体　中。液力耦合器的动力传输能力与壳内相对充　液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充　液率就可以改变耦合器的涡轮转速，做到无级　调速，适用于风机、水泵的调速。　三．调速性能分析　通过以上方式改变电动机的电压、频率、　功率进行调节来实现调速，虽具有转换效率高　的优点，但也具有功率因数低、谐波电流大的　缺点。所以，提高调速效率、提高功率因数、　减少高次谐波、提高性能价格比始终是关注重　点。　１、调速效率　转差率调速系统的效率主要取决于功率　差的利用情况。根据实际使用情况及计算，转　子串电阻调速的速率最低，变频高速方式效率　最高，其调速范围在０％　１００％，调速精度高在　上接Ｐ９５　化的项目和成本的管理人员；加强劳动纪律，压　缩非生产用工和辅助用工，严格控制非生产人员　比例。　４．加强项目财务管理。要以财务的管理为　龙头，从而严格控制成本。　结论：　送变电的工程施工成本控制对于降低我国　现有电力能源的传输成本有着非常重大的意义。　特别是当电力的消费将由卖方市场转为买方市场　时，竞价上网与同网、同质、同价将成为可能。　所以在同等的条件下，演变成了谁的上网电价　低，电网就会优先购买谁的电。因此，我们为了　保证投资回收期内的收益率，送变电工程的项　目造价就必然要大大的降低。而从某种意义上来　讲，送变电工程的项目实施阶段造价就决定了我　们整个项目全部造价，所以降低了送变电项目实　施阶段造价，对我们降低电网的投资、缩短其回　收期将产生巨大的作用。　参考　艾詹　ｆ１】吕明．输变电工程项目成本管理之我见　阅．国　家电网报，２００９（０３）　『２１王惠明．输变电工程项目成本预测、核算与控　制探析ｆＪ１．现代管理科学，２００４（｛｝）　。　【３１粱世连，高平．工程项目管理【Ｍ］．人民邮电出　版社，２００２（０４）　【４】杨旭中，张政治．电力工程项目管理【Ｍｌ。中国　电力出版社，２００２（０３）　＿¨＝¨　［５］徐帆．项目监理工程造价控制手册［Ｉ嘲．中国建　筑工业出版社，２００３（０７）