電機調速控制的案例
變頻器在電機運用中的調速方法
變頻器調速原理及調速方法
3、繞線式電機轉子串電阻調速方法
繞線式異步電機轉子串入附加電阻，使電機的轉差率加大，電機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大，電機的轉速越低。此方法設備簡單，控制方便，但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速，機械特性較軟。
4、定子調壓調速方法
當改變電機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉速。由于電機的轉矩與電壓平方成正比，因此最大轉矩下降很多，其調速范圍較小，使一般籠型電機難以應用。為了擴大調速范圍，調壓調速應采用轉子電阻值大的籠型電機，如調壓調速用的力矩電機，或者在繞線式電機上串聯頻敏電阻。為了擴大穩定運行范圍，當調速在2：1以上的場合應采用反饋控制以達到自動調節轉速目的。調壓調速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調壓方式有串聯飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速的特點：調壓調速線路簡單，易實現自動控制;調壓過程中轉差功率以發熱形式消耗在轉子電阻中，效率較低。調壓調速一般適用于100KW以下的生產機械。
5、電磁調速電機調速方法
電磁調速電機由籠型電機、電磁轉差離合器和直流勵磁電源(控制器)三部分組成。直流勵磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導通角，可以改變勵磁電流的大小。電磁轉差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機械聯系，都能自由轉動。電樞與電機轉子同軸聯接稱主動部分，由電機帶動;磁極用聯軸節與負載軸對接稱從動部分。當電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極交替的磁極，其磁通經過電樞。
展開 基于Simulink的永磁同步電機調速系統的建模與仿真
1、永磁同步電機
永磁同步電動機（PermanentMagnets Synchronous Motor，PMSM），轉子采用永磁材料，定子為短距分布式繞組，采用三相正弦波交流電驅動。PMSM具有直流電動機的特性，有穩定的起動轉矩，可以自行起動，并可類似直流電動機對電機進行閉環控制，多用于伺服系統和高性能的調速系統。
永磁同步電機其本身是一個轉子使用永磁鐵來產生磁場，定子上通過三相交流繞組的同步電動機，它有定子、轉子、轉子位置傳感器和逆變電路等結構部件來構成的，對于有些永磁電機轉子位置傳感器是否需要安裝取決于工程的需要和成本的考慮問題。
2、永磁同步電機的控制原理
目前對永磁同步電機的控制技術主要有磁場定向矢量控制技術（FieldOrientation Control，FOC）與直接轉矩控制技術（directtorque control，DTC）。在這里我們使用磁場定向矢量控制技術來建立永磁同步電機的仿真模型。
磁場定向矢量控制技術的核心是在轉子旋轉坐標系中針對激磁電流id和轉矩電流iq分別進行控制，并且采用的是經典的PI線性調節器，系統呈現出良好的線性特性，可以按照經典的線性控制理論進行控制系統的設計，逆變器控制采用了較成熟的SPWM、SVPWM等技術。磁場定向矢量控制技術較成熟，動態、穩態性能較佳，所以得到了廣泛的實際應用。
直接轉矩控制的實現方法是：計算得到磁鏈和轉矩的實際值與參考值之間的偏差，通過滯環比較以及當前定子磁鏈的空間位置確定控制信號，在離線計算的開關表中選取合適的空間電壓矢量，再通過離散的bang-bang控制方式調制產生PWM信號，以控制逆變器產生合適的電壓和電流驅動電機轉動。直接轉矩控制摒棄了復雜的空間矢量坐標運算，電機的數學模型得到了簡化，控制結構也簡單，對電機參數變化不敏感，控制系統的動態性能得到了極大提高。
展開 干貨｜從數學角度揭開步進電機調速算法
今天想分享一種超級實用的步進電機調速算法，這種算法在步進電機調速方案中可以說是一種非常優異的方案。
梯形調速算法
為啥需要設計一個調速算法呢？步進電機不是給多少脈沖就動多少步嗎？但是帶上負載了就可能失步，所謂失步，簡單理解就是實際電機軸轉過的度數，沒有輸入脈沖對應度數多。為什么會這樣呢？電機的扭矩有可能無法驅動負載。一般會做一個啟動加速控制過程，停止的時候做一個減速控制，中間做一個勻速控制。這就是比較常見的梯形調速控制算法。
這樣一個梯形調速算法，相當于步進電機的運動過程包含三個階段：
①加速過程
②勻速過程
③減速過程
①加速過程所用到的加速度為：
一般加速過程與減速過程所用的加速度絕對值是相同的，減速過程相當于加速度為-a.
展開 變頻器沒有被發明前，電機是如何進行調速的？
對于直流電機的調速，轉速n=（電樞電壓U-電樞電流I*電樞內阻R）/常數Kφ；
因為直流電機的內阻R非常小，所以轉速n≈電樞電壓U/常數。
電樞電壓U幾乎和轉速n成正比例關系，這也是直流電機調速通過發電機調壓都能滿足控制重要原因。
后來可控硅等器件發明出來了，通過全控橋或者半控橋，直接可以讓交流電變成可控的直流電，電壓大小可以任意快速可調，這樣用來控制控制直流電機的電樞電壓大小，從而改變電機的轉速。
控制理論發展起來后，還對直流電機使用了串級系統來調速，也就是速度環在外邊，速度偏差作為電流環的給定，電流環做為內環，兩個環都使用PID調節器來完成控制，響應快，精度高，扭力大，調速范圍寬。
除了恒扭矩調速外，還可以通過減少勵磁電流來降低勵磁磁通的方法來讓直流電機運行在恒功率區域，這樣扭矩是隨著轉速的增加而減少，功率不變，但是可以擴寬調速范圍。
實際上，今天的變頻器調速的矢量控制模式，就是模仿直流電機的調速方法來進行的，而且效果還沒有直流調速系統的理想。只是因為有刷直流電機碳刷磨損厲害，維護麻煩，而且電機制造成本貴等因素，才逐步讓有刷直流電機調速系統退出了市場。
展開 
變頻器沒有被發明前，電機是如何進行調速的？
電機扭矩=勵磁繞組磁鏈*電樞電流
所以只要調整電樞電流的大小，就可以直接實現對電機精確的轉矩控制，能輕易滿足恒轉矩的控制要求，這也是直流電機調速系統低速扭矩非常良好的根本原因。
對于直流電機的調速，轉速n=（電樞電壓U-電樞電流I*電樞內阻R）/常數Kφ；
因為直流電機的內阻R非常小，所以轉速n≈電樞電壓U/常數。
電樞電壓U幾乎和轉速n成正比例關系，這也是直流電機調速通過發電機調壓都能滿足控制重要原因。
后來可控硅等器件發明出來了，通過全控橋或者半控橋，直接可以讓交流電變成可控的直流電，電壓大小可以任意快速可調，這樣用來控制控制直流電機的電樞電壓大小，從而改變電機的轉速。
控制理論發展起來后，還對直流電機使用了串級系統來調速，也就是速度環在外邊，速度偏差作為電流環的給定，電流環做為內環，兩個環都使用PID調節器來完成控制，響應快，精度高，扭力大，調速范圍寬。
除了恒扭矩調速外，還可以通過減少勵磁電流來降低勵磁磁通的方法來讓直流電機運行在恒功率區域，這樣扭矩是隨著轉速的增加而減少，功率不變，但是可以擴寬調速范圍。
實際上，今天的變頻器調速的矢量控制模式，就是模仿直流電機的調速方法來進行的，而且效果還沒有直流調速系統的理想。
展開 電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究
分析電液比例伺服閥的特點及電液比例伺服閥控變量泵容積調速的原理。利用AMESim 軟件，建立比例伺服閥控變量泵容積調速系統的仿真模型。利用該模型對系統的性能進行仿真研究，結果表明: 該調速系統具有很好的速度跟蹤特性、較小的速度超調量、較高的速度控制精度以及較好的系統工作穩定性。
009-電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究.rar
變頻器控制電機，可以調到多大的頻率？
當變頻器調速到大于50Hz頻率時，電機的輸出轉矩將降低
通常的電機是按50Hz電壓設計制造的，其額定轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恒轉矩調速。(T=Te，P<=Pe)
變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降。
當電機以大于50Hz頻率速度運行時，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉矩的不足。
舉例，電機在100Hz時產生的轉矩大約要降低到50Hz時產生轉矩的1/2。因此在額定頻率之上的調速稱為恒功率調速.(P=Ue*Ie)
變頻器50Hz以上的應用情況
大家知道，對一個特定的電機來說，其額定電壓和額定電流是不變的。
如變頻器和電機額定值都是：15kW/380V/30A,電機可以工作在50Hz以上。
當轉速為50Hz時，變頻器的輸出電壓為380V，電流為30A。這時如果增大輸出頻率到60Hz，變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A，很顯然輸出功率不變，所以我們稱之為恒功率調速。
這時的轉矩情況怎樣呢？
因為P=wT(w；角速度，T：轉矩），因為P不變，w增加了，所以轉矩會相應減小。
展開 變頻器控制電機，可以調到多大的頻率？
當變頻器調速到大于50Hz頻率時，電機的輸出轉矩將降低
通常的電機是按50Hz電壓設計制造的，其額定轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恒轉矩調速。(T=Te，P<=Pe)
變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降。
當電機以大于50Hz頻率速度運行時，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉矩的不足。
舉例，電機在100Hz時產生的轉矩大約要降低到50Hz時產生轉矩的1/2。因此在額定頻率之上的調速稱為恒功率調速.(P=Ue*Ie)
變頻器50Hz以上的應用情況
大家知道，對一個特定的電機來說，其額定電壓和額定電流是不變的。
如變頻器和電機額定值都是：15kW/380V/30A,電機可以工作在50Hz以上。
當轉速為50Hz時，變頻器的輸出電壓為380V，電流為30A。這時如果增大輸出頻率到60Hz，變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A，很顯然輸出功率不變，所以我們稱之為恒功率調速。
這時的轉矩情況怎樣呢？
因為P=wT(w；角速度，T：轉矩），因為P不變，w增加了，所以轉矩會相應減小。
展開 西門子1500系列PLC速度軸配置與仿真
西門子電機變頻調速控制以前多在驅動控制器中實現，例如Cu320、Cu310等控制單元，使用Scout軟件進行配置。對于使用者來講，Scout使用難度相對較大。現在西門子逐漸將驅動功能放在PLC中完成。下面按步驟介紹創建軸并模擬運行的過程。
首先打開博途V15.0軟件，選擇新建項目。
在對話框中輸入項目名稱，存儲路徑，作者名字等，點擊"創建"。
創建好項目后在項目樹中點擊"添加新設備"，出現的對話框中選擇"控制器"，然后找到使用的PLC型號和版本，此處使用CPU1516-3的最新版本。
點擊確定后出現硬件組態畫面，給PLC設定子網參數，此處使用默認值。
然后添加驅動信息，根據下圖所示找到使用的驅動型號。此處使用Cu310-2。
選好后拖拽到硬件組態中，然后設定總線使用之前PLC創建的PN1。
對驅動控制器進行配置，選擇矢量類型，標準報文2。
在工藝對象目錄下點擊新增對象，找到運動控制的速度軸對象，添加。
速度軸的對話框中可以選擇基本參數、硬件接口以及擴展參數。
在硬件接口中選擇前面硬件組態中添加的Cu310。
選擇"運行時自動應用驅動值"。
配置完畢后點擊編譯按鈕，對項目進行編譯。
結果在軟件下方顯示，沒有錯誤。
在OB1中添加功能塊，MC_POWER,在Axis輸入端選擇之前添加的速度軸。
將各個輸入輸出引腳配置相應的變量。
后面再添加MC_MOVEVELOCITY和MC_HALT。分別用于控制軸的啟動和停止。
配置完畢后右鍵點擊項目，選擇屬性。
對話框中選擇"塊編譯時支持仿真"，否則后面仿真會報錯。
運行仿真軟件，選擇PLC為SIM-1500。
展開 西門子1500系列PLC速度軸配置與仿真
西門子電機變頻調速控制以前多在驅動控制器中實現，例如Cu320、Cu310等控制單元，使用Scout軟件進行配置。對于使用者來講，Scout使用難度相對較大。現在西門子逐漸將驅動功能放在PLC中完成。下面按步驟介紹創建軸并模擬運行的過程。
首先打開博途V15.0軟件，選擇新建項目。
在對話框中輸入項目名稱，存儲路徑，作者名字等，點擊"創建"。
創建好項目后在項目樹中點擊"添加新設備"，出現的對話框中選擇"控制器"，然后找到使用的PLC型號和版本，此處使用CPU1516-3的最新版本。
點擊確定后出現硬件組態畫面，給PLC設定子網參數，此處使用默認值。
然后添加驅動信息，根據下圖所示找到使用的驅動型號。此處使用Cu310-2。
選好后拖拽到硬件組態中，然后設定總線使用之前PLC創建的PN1。
對驅動控制器進行配置，選擇矢量類型，標準報文2。
在工藝對象目錄下點擊新增對象，找到運動控制的速度軸對象，添加。
速度軸的對話框中可以選擇基本參數、硬件接口以及擴展參數。
在硬件接口中選擇前面硬件組態中添加的Cu310。
選擇"運行時自動應用驅動值"。
配置完畢后點擊編譯按鈕，對項目進行編譯。
結果在軟件下方顯示，沒有錯誤。
在OB1中添加功能塊，MC_POWER,在Axis輸入端選擇之前添加的速度軸。
將各個輸入輸出引腳配置相應的變量。
后面再添加MC_MOVEVELOCITY和MC_HALT。分別用于控制軸的啟動和停止。
配置完畢后右鍵點擊項目，選擇屬性。
展開 【基礎選型】如何選擇合適的伺服電機？這篇文章告訴你
自動化領域指如今的大熱門，而伺服電機在其中占有重要地位，通常用于項目中較精確的速度或位置控制部件的驅動。自動化設備的設計者常常需要面臨各種各樣不同需求的電機選型問題，而供應商提供的電機也是五花八門，參數多如牛毛，常常使初學者一頭霧水，本文僅根據一些實際工作經歷做一些分享，望能夠給需要者提供一些幫助。
1.應用場景
自動化領域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機、變頻電機等。在需要較為精確的速度或位置控制的部件，會選擇伺服電機驅動。
變頻器+變頻電機的控制方式，是通過改變輸入電機的電源頻率而改變電機轉速的控制方法。一般只用于電機的調速控制。
伺服電機與步進電機相比：
a) 伺服電機使用閉環控制，步進電機為開環控制；
b) 伺服電機使用旋轉編碼器計量精度，步進電機使用步距角。普通產品級別上前者的精度可達后者的百倍數量級；
c) 控制方式相似（脈沖或方向信號）。
展開 
干貨 | 聽我一句勸，PWM波你把握不住
當我們想要控制一個直流電機的轉速，我們可以通過改變其兩端電壓即可，但是該種方法有很大的局限性，可調直流電源構造復雜、成本高昂，應用起來很不現實。
所以我們采用另外的控制方式：電壓源→驅動器→直流電機，電壓源提供直流電壓，不同的驅動器控制不同的直流電機，應用非常靈活，其中驅動器對電機的調速控制就是利用PWM。
可調直流電源控制與PWM控制都是能調速的，那么它們有什么相同之處呢？
如圖4—圖7，電機為某相同轉速時，紅色代表驅動器輸出幅值不變的PWM波，藍色代表可調直流電源輸出的電壓，兩者都是直接作用到負載。
圖4
圖5
圖6
圖7
由以上得知：
當PWM波的占空比越大時，所對應的直流電壓與PWM波的幅值越接近；反之與0V越接近。
周期的紅色PWM波脈寬下的矩形面積之和與藍色直流電壓的面積相等，即伏秒積相等：
U紅(幅值) × ton = U藍 × T
兩端同時除以T，得到如下關系式：
U紅(幅值) × 占空比 = U藍
例如當PWM波的幅值為24V，占空比為50%時，與直流電壓12V作用到電機上所產生的效果是一模一樣的，即速度相同，即24V×50%=12V。
另外，既然滿足這個關系，那PWM波的頻率是不是可以隨意了，答案當然不是，頻率太低會導致電機運轉不暢，振動大，噪音大；頻率太高會導致驅動器開關損耗較大，甚至有電機會嘯叫而不轉的情況。
一般1k~30k的PWM頻率較為普遍，幾百Hz的也有，實際上還是根據電機功率在測試時確定合適的PWM頻率范圍為宜。
如圖8為實物測試，脈寬在變化，周期不變的PWM波，所加負載如圖9所示。
展開 求解技巧 | 永磁電機的電磁仿真常見問題
圖3
圖4
磁鋼的渦流損耗
永磁電機的轉子里嵌著磁鋼，由于穿過磁鋼的磁鏈在轉子轉動過程中發生變化，自然會在磁鋼內部產生渦流，進而產生渦流損耗，為了減小磁鋼的渦流損耗，通常在軸向和徑向方向將磁鋼進行分段處理。為了精確計算分段后的磁鋼損耗，Maxwell提供了兩種不同的計算方法來求解渦流損耗。
圖5
1) 添加0電流法
選中四個磁鋼面，添加0電流激勵。如圖6分別輸入電流的名稱，數值的大小以及導體的類型。
圖6
分別給4個磁鋼都施加0電流激勵，則最后如圖7所示。
圖7
點擊求解計算后，可以看到磁鋼的損耗為5.69W。
圖8
2) 直接選擇計算
如圖9所示，在“Excitations”下選擇“Set EddyEffects”在彈出框中選擇要計算的四塊磁鋼。
圖9
求解完畢后，磁鋼的渦流損耗如圖10所示。可以發現直接選擇計算磁鋼的渦流損耗與加載0電流情況下磁鋼的損耗數值很相近。所以二者取其一即可。
圖10
3) dq坐標下的數據結果
針對永磁電機的調速控制，通常喜歡將電機的所有數據變換成dq軸坐標系下的對應數據，建立一個同步旋轉的正交坐標系。電機所有交流變量都可以在這個坐標系中轉化為直流量并投影于d、q兩個軸上。對兩個軸上的分量的分別控制，就控制了這個變量，實現了這個變量的解耦控制。
Maxwell根據用戶的關心問題，開發了可以直接生成dq軸下的數據報告。方便電機設計人員的數據后處理，大大減小了電機設計的周期，提高了電機設計的效率。
展開 汽車專題第七期 |新能源汽車—電機篇（三）
Model 3電機控制器是第一款采用全SiC功率模塊的電機控制器，據一些國外的土豪拆解分析，SiC功率器件采用的是ST公司的GK026，驅動芯片采用的是ST的STGAP1AS，母線電壓采樣ACPL-C87(A)BT
文檔
1.電動汽車驅動電機及其調速控制系統
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1829930
2.新能源車用永磁同步電機的標定與控制
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1829933
3.電動汽車驅動電機
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1830180
4.新能源汽車驅動電機的認知
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1830383
5.華為電機控制器帶來的技術猜想
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1830544
6.無刷直流電機及其控制技術
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/doc/1830755
-end-
展開 34個電氣控制接線圖、電子元件工作原理圖（電工電氣學習）
1、可控硅調速電路
2、電磁調速電機控制圖
3、三相四線電度表互感器接線
4、能耗制動
5、順序起動，逆序停止
6、鍋爐水位探測裝置
7、電機正反轉控制電路
8、電葫蘆吊機電路
9、單相漏電開關電路
10、單相電機接線圖
11、帶點動的正反轉起動電路
12、紅外防盜報警器
13、雙電容單相電機接線圖
14、自動循環往復控制線路
15、定子電路串電阻降壓啟動控制線
16、按啟動鈕延時運行電路
17、星形 - 三角形啟動控制線路
18、單向反接制動的控制線路
19、具有反接制動電阻的可逆運行反接制動的控制線路
20、以時間原則控制的單向能耗制動線路
21、以速度原則控制的單向能耗制動控制線路
22、電動機可逆運行的能耗制動控制線路
23、雙速電動機改變極對數的原理
24、雙速電動機調速控制線路
25、使用變頻器的異步電動機可逆調速系統控制線路
26、正確連接電器的觸點
27、線圈的連接
28、繼電器開關邏輯函數
29、三相半波整流電路圖
30、三相全波整流電路圖
31、三相全波6脈沖整流原理圖
32、六相12脈沖整流原理圖
33、負載兩端的電壓
在一個周期中，每個二極管只有三分這一的時候導通（導通角為120度）。負載兩端的電壓為線電壓。
34、直流調速原理功能圖
展開 