三相异步电动机变频调速控制系统的设计

张雅坤

（大同煤矿有限责任公司供水分公司， 山西 大同 037003）

引言

由于三相一步电动机具有制造方便、价格合理、结构牢固、运行可靠等众多优势，所以容易做成高转速、大电流、高电压以及大容量的电动机，已经广泛应用于工业生产领域中。同煤集团供水分公司泵站中各类水泵都是由三相异步电动机作为原动机拖动的。随着当前工业控制要求的发展，对于电动机速度控制的要求也在不断的提升，三相异步电动机拥有多种调速方法。从热动力学的角度探讨使用变频调速系统，PLC 控制器与其他计算机实现无缝衔接，并且还可以对电机实现自动控制，从而进行人机交互[1]。

1 变频调速技术的原理

电机的主磁通Φ=E/（4.44·f·N1），其中E 为感应电动势，近似等于定子绕组电压U；f 为频率，N1为绕组匝数是常数。这样磁通与电压成正比，与频率成反比，可以导出Φ=U/f，而随着频率的变化，磁通Φ也会随之改变。励磁电流增大导致铁心和线圈过热，如果时间较长将会损坏设备。所以，在设计的过程中，不仅需要降频，还需要降压，而实现这一目的需要电压和频率之间相互协调控制。另外，在特殊情况下，电动机产生的最大转矩必须要保持恒定，也就意味着磁通量保持不变，通过协调控制电压和频率实现，该类型的调节就是频率控制[2]。

2 系统设计

图1 所示为本系统的设计示意图。本系统的设计是由编码器对三相异步电机的速度进行测量，然后将速度进行转换，使其成为电流信号，向PLC 传输，PLC 会对变频器的输出信号进行计算，而变频器可以通过改变频率控制电机的转速。……