【正文】 從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。 圖 22 電動機調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖 三相異步電動機的調(diào)速方法 三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為： n=60f/p(1s) (21) 從上式可見，改變供電頻率 f、電動機的極對數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。控制裝置時根據(jù)給定信號和反饋信三相異步電機調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 6 號產(chǎn)生所需要的控制指令和偏差信號。反饋裝置用以檢驗和變換反饋信號。變流裝置將具有一定電壓、電流和頻率的電源能量變換為 具有可調(diào)電壓、可調(diào)電流或可調(diào)頻率電源能量的功率裝置，起電能變換和控制作用。電動機 M 是以一定轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速帶動工作機械運動的受控對象，其主要空置量是定子側(cè)電壓 U電流 I頻率 f1或磁通Φ 1，或者轉(zhuǎn)子側(cè)電壓 U電流 I頻率 f2 或磁通Φ 2。與此相反，不改變電動機的特性，而靠改變負載轉(zhuǎn)矩雖也可以使速度變化，如圖 21（ b）中負載轉(zhuǎn)矩由 ML1 增加到 ML ML3 雖也可以使電動降速，但這不是調(diào)速，而屬于擾動，一般是不希望的，并且是要實現(xiàn)穩(wěn)速所要克服的重要問題。調(diào)速要靠改變電動 機的特性曲線來改變。 通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為 ：當電動機的三相定子繞組（各相差120 度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。由于旋轉(zhuǎn)磁場以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。 （ 3） 按有無換向器分，有無換向器異步電動機和換向器異步電動機。 （ 2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分，有繞線式異步電動機和鼠籠式異步電機。 異步電動機的種類很多，從不同角度看，有不同的分類。但電網(wǎng)的功率因數(shù)可以別的 方法進行補償，所以并不妨礙異步電機的廣泛使用。 異步電動機 的優(yōu)點是 結(jié)構(gòu)簡單、 容易制造、 運行可靠、價格低、 堅固耐用、運行效率較高且適用性強 ， 缺點是功率因數(shù)較差。 （ 3）對控制方案進行 組態(tài)監(jiān)控， 確定其可行性 和系統(tǒng)運行情況 。 課題研究的主要工作 （ 1）本文主要研究電動機 閉環(huán) 調(diào)速控制，根據(jù)變頻調(diào)速原理，設(shè)計控制系統(tǒng)，使電動機的調(diào)速更精確、簡單、快速。近年來，三相異步電機調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 3 高電壓、大電流的 SCR、 GTO、 IGBT、 IGCT 以及智能模塊 IPM (IntelligentPower Module) 等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。 國外現(xiàn)狀 （ 1）市場有大量需求隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺，變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業(yè)以及風機、水泵等節(jié)能場合，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。但應(yīng)看到，由于國內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對國外公司的依賴仍很嚴重。很多最先進的產(chǎn)品從發(fā)達國家進 口，在我國運行良好，滿足了我國生產(chǎn)和生活需要?，F(xiàn)在，我國有 200 家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作。我國在用 電機 拖動系統(tǒng)的總體裝備水平僅相當于發(fā) 達國家 50 年代水平。作為能源消耗大戶之一的 電機 在節(jié)能方面是大有潛力可挖的。 而我們要研究的就是如何 使 交流電機 的轉(zhuǎn)速 調(diào)速精度 高、 輸出性能 最佳。特別是鼠籠型交流異步電動機，由于它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，體積?。ㄅc同容量的直流電動機相比），并且堅固耐用，具有的轉(zhuǎn)動慣量小，運行可靠，維護簡單等優(yōu)點，是工業(yè)領(lǐng)域中廣泛使用的一種電氣設(shè)備。雖然直流調(diào)速系統(tǒng)的理論和實踐應(yīng)用比較成熟，但由于電動機的單機容量、最高轉(zhuǎn) 速及負載能力等主要技術(shù)指標受機 械轉(zhuǎn)向制約，限制了直流調(diào)速的發(fā)三相異步電機調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 2 展。 2020 年我國空調(diào)的產(chǎn)量已達到 5500 萬臺，僅此一項說明市場已非常龐大；另外，其應(yīng)用 領(lǐng)域及其廣泛，例如數(shù)控機床、電梯、電力機車、家用電器、 汽車、航空航天、船舶、造紙和紡織 行業(yè)等 。電機調(diào)速是目 前電力電子技術(shù)應(yīng)用的最大領(lǐng)域之一，具有極強的吸引力，同時也具有較強的挑戰(zhàn)性。 電動機調(diào)速發(fā)展現(xiàn)狀 電動機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展實際上是依賴 電力電子技術(shù)、計算機 控制、 現(xiàn)代控制理論和逆變技術(shù) 以及交流電動機制造技術(shù)的發(fā)展。用 Profibus 總線控制電動機的調(diào)速，能更加精確的調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，從而提高電動機的效率。本設(shè)計也將把現(xiàn)場總線通信與變頻控制技術(shù)統(tǒng)一起來， 對 該電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進行組態(tài)監(jiān)控，將推動交流電機群控制技術(shù)以及設(shè)備遠程控制技術(shù)的發(fā)展。由電動機、控制裝置 和反饋裝置 就構(gòu)成了電力傳動自動控制系統(tǒng)。電動機的調(diào)速性能對提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)效率和節(jié)能有著直接的關(guān)系。電力傳動系統(tǒng)的控制性能和節(jié)能水平 越來越被人們重視， 變頻調(diào)速技術(shù) 恰好 能夠使電力系統(tǒng)的控制性能和節(jié)能水平有較大的幅度的提高，這一點已經(jīng)被大家所公認。 西安郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )成績評定表 學(xué)生姓名 苗曉強 性別 男 學(xué)號 06071088 專 業(yè)班 級 自動 0703 班 課題名稱 三相異步電動機調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 課題 類型 理論研究 難度 一般 畢業(yè)設(shè)計（論文）時間 2020 年 1 月 10 日 ～ 6 月 17 日 指導(dǎo)教師 沈建冬 (職稱 講師 ) 課 題 任 務(wù) 完 成 情 況 論文 (千字 )； 設(shè)計、計算說明書 (千字 )； 圖紙 (張 )； 其它 (含附件 )： 指導(dǎo)教師意見 分項得分：開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 學(xué)習態(tài)度 分； 外文翻譯 分 指導(dǎo)教師審閱成績： 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 年 月 日 評 閱 教 師 意見 分項得分：選題 分； 開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 外文翻譯 分 評閱成績： 評閱教師 (簽字 )： 年 月 日 驗收小組意見 分項得分：準備情況 分； 畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量 分； （操作）回答問題 分 驗收成績： 驗收教師 (組長 )(簽字 )： 年 月 日 答 辯 小組 意 見 分項得分：準備情況 分； 陳述情況 分； 回答問題 分； 儀表 分 答辯成績： 答辯小組組長 (簽字 )： 年 月 日 成績計算方法 (填寫本系實用比例 ) 指導(dǎo)教師成績 (％ ) 評閱成績 (％ ) 驗收成績 (％ ) 答辯成績 (％ ) 學(xué)生實得成績 (百分制 ) 指導(dǎo)教師成績 評閱成績 驗收成績 答辯成績 總評 答辯委員會意見 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )總評成績 (等級 )： 系答辯委員會主任 (簽字 )： 系 (簽章 ) 年 月 日 備 注 西安郵電學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 )成績評定表 (續(xù)表 ) 摘 要 ........................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 課題研究的意義 ......................................................................................................... 1 電動機調(diào)速發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................. 1 變頻調(diào)速國內(nèi)外現(xiàn)狀 ................................................................................................. 2 國內(nèi)現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 2 國外現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 2 課題研究的主要工作 ................................................................................................. 3 2 電動機的調(diào)速原理及方法 .................................................................................................... 4 異進電動機的簡介與分類 ......................................................................................... 4 三相異步電動機的工作原理 ..................................................................................... 4 異步電動機調(diào)速 ......................................................................................................... 5 調(diào)速原理 .......................................................................................................... 5 電動機調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) .......................................................................... 5 三相異步電動機的調(diào)速方法 .......................................................................... 6 3 電動機的閉環(huán)變頻調(diào)速原理 ..................