3電機(jī)調(diào)速控制線路3.7三相異步電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速控制線路3.7.1三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速控制線路3.7.2繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制線路3.8三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.1變頻調(diào)速原理3.8.2變頻調(diào)速機(jī)械特性3.8.3變頻器1）變頻器的結(jié)構(gòu)及分類回顧2/1/20231機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.3變頻器變頻器類型：◆按其結(jié)構(gòu)型式，可劃分為：交—直—交變頻器和交—交變頻器?！舭措娫葱再|(zhì)式，可劃分為：電壓型變頻器和電流型變頻器?！舭措妷旱恼{(diào)制方式，可劃分為：PAM(脈幅調(diào)制)和PWM(脈寬調(diào)制)。交—直—交變頻器：把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率可調(diào)的三相交流電。在頻率調(diào)節(jié)范圍和變頻后電動(dòng)機(jī)特性方面有優(yōu)勢(shì)。交—交變頻器：把頻率固定的交流電直接變成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。頻率可調(diào)范圍窄，用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)。把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較容易控制，在頻率的調(diào)節(jié)范圍以及改善變頻后電動(dòng)機(jī)的特性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。兩者都屬交-直-交變頻器，區(qū)別在于中間直流環(huán)節(jié)濾波器的形式不同。電壓型采用電容器濾波，電流型采用電抗器濾波。2/1/20232機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.3變頻器2）交—直—交變頻器組成：整流調(diào)壓；濾波；逆變。◆

PAM(脈幅調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變直流電壓的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式幾近絕跡。◆

PWM(脈寬調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變輸出脈沖的占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)方式。2/1/20233機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.3變頻器3）變頻器的額定值輸入側(cè)的額定值主要是電壓和相數(shù)。在我國(guó)的中小容量變頻器中，輸入電壓的額定值主要有（均為線電壓）：①380V，3相這是絕大多數(shù)②220V，3相主要用于某些進(jìn)口設(shè)備中。③220V，單相主要用于家用小容量變頻器中。此外，對(duì)輸入側(cè)電源電壓的頻率也都作了規(guī)定，通常都是工頻50Hz或60Hz。2/1/20234機(jī)電與汽車工程學(xué)院3）變頻器的額定值由于變頻器在變頻的同時(shí)也要變壓，所以輸出電壓的額定值是指輸出電壓中的最大值。在大多數(shù)情況下，它就是輸出頻率等于電動(dòng)機(jī)額定頻率時(shí)的輸出電壓值。通常，輸出電壓的額定值總是和輸入電壓相等的。是指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的最大電流，是用戶在選擇變頻器時(shí)的主要依據(jù)。輸出側(cè)的額定值主要是：①輸出電壓UN②輸出電流IN③輸出容量SN=UN·IN④配用電動(dòng)機(jī)容量⑤過(guò)載能力變頻器的過(guò)載能力是指其輸出電流超過(guò)額定電流的允許范圍和時(shí)間。大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150％、1min。由額定輸出電壓和額定輸出電流的乘積決定。2/1/20235機(jī)電與汽車工程學(xué)院4）變頻器的頻率指標(biāo)①頻率范圍

即變頻器輸出的最高頻率和最低頻率。各種變頻器規(guī)定的頻率范圍不盡一致。通常，最低工作頻率約為0.1～1Hz；最高工作頻率約為200～500Hz。②頻率精度

指變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確精度。由變頻器的實(shí)際輸出頻率與給定頻率之間的最大誤差與最高工作頻率之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。③頻率分辨率指輸出頻率的最小改變量，即每相鄰兩檔頻率之間的最小差值。2/1/20236機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.8三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制線路3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例變頻器外形操作面板LED顯示：4位單位顯示：·Hz頻率·A電流·V電壓模式鍵設(shè)置鍵增減鍵反轉(zhuǎn)鍵正轉(zhuǎn)鍵停止及復(fù)位鍵操作指示狀態(tài)監(jiān)視顯示模式外部操作模式面板PU操作模式反轉(zhuǎn)時(shí)顯示正轉(zhuǎn)時(shí)顯示2/1/20237機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(1)基本參數(shù)①輸出頻率范圍（Pr.1、Pr.2、Pr.18）；

Pr.1為上限頻率，Pr.2為下限頻率，Pr.18為高速上限頻率。②多段速度運(yùn)行（Pr.4、Pr.5、Pr.6、Pr.24～Pr.27）；③加減速時(shí)間（Pr.7、Pr.8、Pr.20）；④電子過(guò)電流保護(hù)（Pr.9），Pr.9用來(lái)設(shè)定電子過(guò)電流保護(hù)的電流值，以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，故一般設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的額定電流值；⑤起動(dòng)頻率（Pr.13）；⑥適用負(fù)荷選擇（Pr.14）；⑦點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行（Pr.15、Pr.16）；⑧參數(shù)寫入禁止選擇（Pr.77）；⑨操作模式選擇（Pr.79）；2/1/20238機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(2)變頻器的主接線2/1/20239機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(3)變頻器的端子接線圖2/1/202310機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(4)變頻器的基本操作◆按改變監(jiān)視顯示2/1/202311機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(4)變頻器的基本操作◆頻率設(shè)定在PU操作模式下設(shè)定運(yùn)行頻率一個(gè)參數(shù)值的設(shè)定既可以用數(shù)字鍵設(shè)定也可以用鍵增減。按下SET鍵1.5秒寫入設(shè)定值并更新。2/1/202312機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(4)變頻器的基本操作◆頻率設(shè)定把Pr.79“運(yùn)行模式選擇”設(shè)定值從“2”（外部操作模式）變更到“1”（PU操作模式）時(shí)2/1/202313機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.8.4以三菱FR-A540變頻器為例(4)變頻器的基本操作◆操作模式運(yùn)行模式，在運(yùn)行模式下，按或鍵可以改變操作模式，其操作如圖所示。2/1/202314機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.1直流電動(dòng)機(jī)的基本原理工作原理：直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械?；窘Y(jié)構(gòu)：電刷永磁體（定子）電樞（線圈）（轉(zhuǎn)子）換向器直流電動(dòng)機(jī)雖然不如三相交流電動(dòng)機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，制造方便，維護(hù)容易，但它具有啟動(dòng)性能好、調(diào)速范圍大、調(diào)速平滑性好、適宜于頻繁啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。2/1/202315機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.1直流電動(dòng)機(jī)的基本原理工作過(guò)程：斷路順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)線圈平面

磁場(chǎng)平面依靠慣性線圈平面

//

磁場(chǎng)平面左手定則2/1/202316機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.1直流電動(dòng)機(jī)的基本原理?yè)Q向器的作用：通過(guò)不斷變換電流方向來(lái)保持線圈中電流在磁場(chǎng)中的方向不變，從而使它始終受到同一方向的作用力，而不停轉(zhuǎn)動(dòng)。如果沒有換向器，線圈只會(huì)在磁場(chǎng)中不停擺動(dòng)。（從上往下看，線圈中的電流方向始終為逆時(shí)針；從前往后看，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也始終為順時(shí)針。）2/1/202317機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.1直流電動(dòng)機(jī)的基本原理電動(dòng)機(jī)會(huì)不會(huì)停在線圈和磁場(chǎng)垂直的位置？不會(huì)。因?yàn)閼T性的作用，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過(guò)該位置又受到順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的作用力。但是如果電動(dòng)機(jī)因?yàn)槟撤N原因恰好停在這個(gè)位置，卻是難以直接啟動(dòng)。該位置稱為“死點(diǎn)”。為了防止死點(diǎn)，通常直流電動(dòng)機(jī)制成了多極，多線圈的形式，這樣總有一個(gè)線圈不在死點(diǎn)，便于啟動(dòng)。依靠慣性2/1/202318機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.2直流電動(dòng)機(jī)的基本分類◆按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)?！舭磩?lì)磁方式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。(1)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)直流電源供電。UUfIaM+_+_If他勵(lì)2/1/202319機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.2直流電動(dòng)機(jī)的基本分類(2)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個(gè)直流電源供電。IaUM+_If+_IE并勵(lì)2/1/202320機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.2直流電動(dòng)機(jī)的基本分類(3)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。串勵(lì)UIa+_IfM2/1/202321機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.2直流電動(dòng)機(jī)的基本分類(4)復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。復(fù)勵(lì)U+_IMIa2/1/202322機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——起動(dòng)3電機(jī)調(diào)速控制線路直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組電阻一般很小，直接啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，一般可達(dá)額定電流的10~20倍，這樣大的啟動(dòng)電流，一方面使電動(dòng)機(jī)換向不利，甚至?xí)p壞電刷和換向器；另一方面，將產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和加速度，對(duì)它所帶機(jī)械部件產(chǎn)生很大的沖擊，故在直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，必須限制啟動(dòng)電流。限制啟動(dòng)電流的方法有：減小電樞電壓和電樞回路串電阻兩種。2/1/202323機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——起動(dòng)

電樞串電阻起動(dòng)法——此啟動(dòng)方法，啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但啟動(dòng)能耗大。

降壓起動(dòng)法——目前基本采用可控硅整流電源作為調(diào)壓電源。此啟動(dòng)方法，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)能耗小。斷路器開關(guān)，控制電樞電壓斷路器開關(guān)，控制勵(lì)磁繞組電壓?jiǎn)?dòng)按鈕停止按鈕過(guò)流繼電器，主電路過(guò)流保護(hù)欠流繼電器，勵(lì)磁電路欠電流保護(hù)續(xù)流回路，吸收勵(lì)磁回路的過(guò)電壓，保護(hù)其它元件2/1/202324機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——正反轉(zhuǎn)控制方法：

電樞反接法，即保持勵(lì)磁磁通方向不變，而改變電樞電流方向。

勵(lì)磁繞組反接法，即保持電樞電流方向不變改變勵(lì)磁繞組電流的方向。2/1/202325機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——正反轉(zhuǎn)控制

勵(lì)磁繞組反接法，即保持電樞電流方向不變改變勵(lì)磁繞組電流的方向。正轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)接觸器2/1/202326機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——制動(dòng)控制方法：

能耗制動(dòng)法，即在維持直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電源不變的情況下，把正在作電動(dòng)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)電樞從電源上斷開，再串接上一個(gè)外加制動(dòng)電阻組成制動(dòng)回路，將機(jī)械能(高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⒁詿崮艿男问较脑陔姌泻椭苿?dòng)電阻上。

反接制動(dòng)法，即在保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁為額定狀態(tài)不變的情況下將電樞繞組極性改變，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電機(jī)迅速停止。2/1/202327機(jī)電與汽車工程學(xué)院3.9.3直流電動(dòng)機(jī)的基本控制線路——制動(dòng)控制

能耗制動(dòng)法電樞回路斷電，電機(jī)慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使得KA線圈吸合接入R3產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，能耗制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到一定時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于KA釋放值，KA釋放能耗制動(dòng)結(jié)束2/1/202328機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.4直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路常用方法：(1)電樞回路串電阻調(diào)速——即在直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路中串聯(lián)一只調(diào)速變阻器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的

方法，如圖所示：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速原理圖電樞回路串電阻調(diào)速法只能使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速以下范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速范圍較小，且穩(wěn)定性較差，能量損耗較大。由于這種調(diào)速方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，所以在短期工作、容量較小且機(jī)械特性硬度要求不太高的場(chǎng)合，仍然使用這種調(diào)速方法。2/1/202329機(jī)電與汽車工程學(xué)院3電機(jī)調(diào)速控制線路3.9直流電動(dòng)機(jī)的控制線路3.9.4直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路常用方法：(2)改變勵(lì)