11、三相感应电机的低成本无线速度控制与故障缓解

三相感应电机的低成本无线速度控制与故障缓解

在当今工业时代，三相感应电机（TIMs）在各类行业中广泛应用。因其坚固耐用、可靠性高且成本经济，成为了工业领域备受青睐的电气设备。它具有自启动和恒速运行等显著特点，在输送机、冰箱、泵、风洞等众多设备中都有应用。

1. 系统概述

本系统旨在实现三相感应电机的低成本速度控制和电气故障缓解。借助物联网（IoT）技术和低成本微控制器，打造出一个更可靠、经济、用户友好且响应迅速的系统。该系统可远程控制和监控三相感应电机，还能通过手机应用在家中轻松操作。同时，系统会存储和分析故障发生相关数据，用于预防性维护。

2. 背景知识

• 速度控制 ：此前已有诸多关于三相感应电机速度控制的研究。高性能速度控制策略包括直接转矩控制和磁场定向方法，但V/f控制方法在低速时也能实现高性能，且具有简单实用的特点。V/f控制分为开环和闭环两种方式，开环方式简单经济，但缺乏反馈信号，系统稳定性较差；闭环方式则能解决开环方式的不足，可根据实际速度与期望速度的误差进行调整，维持电机稳定运行。
• 故障保护 ：三相感应电机常见的电气故障包括过电流、过电压、欠电压、缺相和过热等。这些故障会增加工业运营成本，导致生产停滞，造成额外的人力成本、维修成本和产品制造损失等。研究表明，电机故障中33%由电气故障引起，31%由机械故障引起，36%由环境维护等其他因素引起。通过分析电流特征可进行故障检测，利用微控制器能实现实时故障状态分析和缓解。
• 物联网技术 ：物联网技术具有安装简便、成本低、软件可远程升级并能向操