1、武漢理工大學(xué)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生(xu sheng)姓名： 專業(yè)(zhuny)班級(jí)： 電氣(dinq) 指導(dǎo)教師： 周 穎 工作單位： 自動(dòng)化學(xué)院 初始條件：題 目: 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：，,，額定轉(zhuǎn)速，電樞繞組電阻，轉(zhuǎn)子電阻 ，定子漏感6mH,定子繞組產(chǎn)生氣隙磁通的等效電感為260mH，轉(zhuǎn)子漏感為7mH,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè)，忽略鐵損耗。額定頻率為50Hz。定子每相繞組匝數(shù)為125，定子基波繞組系數(shù)為0.92要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）畫出等效電路圖；計(jì)算額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率，電

2、子額定電流和額定電磁轉(zhuǎn)矩；定子電壓在額定值1/22/3時(shí)，計(jì)算臨界轉(zhuǎn)差率、臨界轉(zhuǎn)矩、分析氣隙磁通的變化，畫出異步電動(dòng)機(jī)及機(jī)械特性圖。比較分析在忽略和考慮定子漏阻抗時(shí)的每極氣隙磁通量和氣隙磁通在每相中異步電動(dòng)勢(shì)的有效值Eq。分析基頻上、下恒壓變頻控制異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。按規(guī)范格式撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（參考文獻(xiàn)不少于5篇）打印時(shí)間安排：(10天)查閱資料方案設(shè)計(jì)饌寫程設(shè)計(jì)報(bào)告提交報(bào)告，答辯指導(dǎo)教師簽名： 2014年 5月31日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc390241823 摘 要 PAGEREF _Toc390241823

3、h 1 HYPERLINK l _Toc390241824 基于異步電動(dòng)穩(wěn)態(tài)調(diào)速 PAGEREF _Toc390241824 h 2 HYPERLINK l _Toc390241825 1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型與調(diào)速方法 PAGEREF _Toc390241825 h 2 HYPERLINK l _Toc390241826 1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 PAGEREF _Toc390241826 h 2 HYPERLINK l _Toc390241827 1.2異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 PAGEREF _Toc390241827 h 3 HYPERLINK l _Toc390241828 1.3異步

4、電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通 PAGEREF _Toc390241828 h 5 HYPERLINK l _Toc390241829 1.3.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)調(diào)速 PAGEREF _Toc390241829 h 5 HYPERLINK l _Toc390241830 1.3.2異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通 PAGEREF _Toc390241830 h 5 HYPERLINK l _Toc390241831 2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速 PAGEREF _Toc390241831 h 6 HYPERLINK l _Toc390241832 2.1 調(diào)壓調(diào)速的基本特性 PAGEREF _Toc390241832

5、h 6 HYPERLINK l _Toc390241833 2.2調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性 PAGEREF _Toc390241833 h 6 HYPERLINK l _Toc390241834 3 異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速 PAGEREF _Toc390241834 h 7 HYPERLINK l _Toc390241835 3.1基頻以下調(diào)速 PAGEREF _Toc390241835 h 8 HYPERLINK l _Toc390241836 3.2基頻向上調(diào)速 PAGEREF _Toc390241836 h 9 HYPERLINK l _Toc390241837 3.3變壓變頻調(diào)速時(shí)機(jī)械特性

6、 PAGEREF _Toc390241837 h 10 HYPERLINK l _Toc390241838 3.4基頻以下電壓補(bǔ)償控制 PAGEREF _Toc390241838 h 12 HYPERLINK l _Toc390241839 3.5不同控制方式下的機(jī)械特性 PAGEREF _Toc390241839 h 16 HYPERLINK l _Toc390241840 3.6不同控制方式下的比較 PAGEREF _Toc390241840 h 16 HYPERLINK l _Toc390241841 4 具體參數(shù)值計(jì)算 PAGEREF _Toc390241841 h 17 HYPERL

7、INK l _Toc390241842 總結(jié)體會(huì) PAGEREF _Toc390241842 h 20 HYPERLINK l _Toc390241843 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc390241843 h 21摘 要異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、轉(zhuǎn)速高、容量大，維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)，早期(zoq)多用于不可調(diào)傳動(dòng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，靜止式變頻器的誕生，異步電動(dòng)機(jī)在可調(diào)傳動(dòng)中逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用穩(wěn)態(tài)等值電路來(lái)分析異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓和頻率供電條件下的轉(zhuǎn)矩與磁通的穩(wěn)態(tài)關(guān)系和機(jī)械(jxi)特性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。常用的基于穩(wěn)

8、態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩類。關(guān)鍵字：異步電動(dòng)機(jī) 調(diào)速 穩(wěn)態(tài)基于(jy)異步電動(dòng)穩(wěn)態(tài)調(diào)速1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型與調(diào)速方法1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型包括異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路和機(jī)械特性，兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。穩(wěn)態(tài)等值電路描述了在一定的轉(zhuǎn)差率下電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)電氣特性。機(jī)械特性則表征了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。 在異步電動(dòng)機(jī)中有如下定義: 轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系： s=n1-nn1 (1-1)或 n=(1-s)n1 (1-2)式中n1同步(tngb)轉(zhuǎn)速，n1=60f1np。f1 為供電電源(dinyun)頻率；np為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)(du sh

9、)。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個(gè)假定條件：忽略空間和時(shí)間諧波，忽略磁通飽和，忽略鐵損。異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型可以用T型等效電路表示。如圖1-1所示。圖1-1 異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路Rs、Rr定子每相電阻和折合到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相電阻；Lls、Llr定子每相漏感和折合到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相漏感；Lm定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的等效電感，即勵(lì)磁電感；Us、1定子相電壓和供電角頻率；s轉(zhuǎn)差率。由圖1-1可以導(dǎo)出轉(zhuǎn)子相電流的幅值（折合到定子側(cè)）Ir=Us(Rs +C1Rrs)2+12(Lls+C1Llr)2 (1-3) 式中，C1=1+Rs+j1Llsj1Lm1+LlsLm (1-4)在一般情況下LmLls，則C

10、11 這相當(dāng)于將上述假定條件的第條改為忽略鐵損和勵(lì)磁電流。得到如圖1-2所示的簡(jiǎn)化等效電路。圖1-2 異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)化(jinhu)等效電路電流(dinli)幅值可化簡(jiǎn)為 IsIr=Us(Rs +Rrs)2+12(Lls+Llr)2 (1-5)1.2異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械(jxi)特性異步電動(dòng)機(jī)傳遞的電磁功率 Pm=3Ir2Rrs (1-6)機(jī)械同步角速度 m1=1np （1-7）則異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 （1-8）對(duì)s求導(dǎo)，并令dTeds=0,可以求出對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的最大轉(zhuǎn)差率，稱做臨界轉(zhuǎn)差率 sm=RRs2+12(Lls+Llr)2 (1-9)最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩 Tem=3npUs221Rs+

11、Rs2+12(Lls+Llr)2 (1-10)將機(jī)械特性方程式分母(fnm)展開(kāi)得 （1-11）當(dāng)s很小時(shí)(xiosh)，忽略分母中含s各項(xiàng)，則 Te3npUs2s1Rr (1-12)也就是說(shuō)，當(dāng)很小時(shí)(xiosh)轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機(jī)械特性近似為直線當(dāng)s很大時(shí)忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)，則 Te3npUs2Rr1sRs2+12(Lls+Llr)2 (1-13)也就是說(shuō)，當(dāng)s很大時(shí)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，機(jī)械特性是一段雙曲線。當(dāng)s介于兩者之間時(shí)機(jī)械特性由直線逐漸過(guò)渡到雙曲線段，故異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線如圖1-3所示。圖1-3 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓、額定頻率供電，且無(wú)外加

12、電阻和電抗時(shí)的機(jī)械特性方程式，稱作固有特性或自然特性1.3異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法(fngf)與氣隙磁通1.3.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)調(diào)速所謂調(diào)速，就是人為地改變機(jī)械特性的參數(shù)，使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作(gngzu)點(diǎn)偏離固有特性，工作在人為機(jī)械特性上，以達(dá)到調(diào)速的目的。由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性(txng)方程式（1-8），能夠改變的參數(shù)可以分三類即電動(dòng)機(jī)參數(shù)、電源電壓Us和電源頻率f1。本次課程設(shè)計(jì)著重討論后兩種，即改變電壓調(diào)速和改變頻率調(diào)速。1.3.2異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值 (1-14) 忽略定子繞組電阻和漏磁感抗壓降 (1-15) 由此可得氣隙磁通 (1-16)2異步電動(dòng)

13、機(jī)調(diào)壓調(diào)速2.1 調(diào)壓調(diào)速的基本特性 保持電源頻率為額定頻率，只改變定子電壓的調(diào)速方法稱作調(diào)壓調(diào)速。由于受電動(dòng)機(jī)絕緣和磁路飽和的限制，定子電壓只能降低，不能升高，故又稱作降壓調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速時(shí)異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持額定值不變，即有 n1=n1N=60f1Nnp (2-1)而此時(shí)氣隙磁通 m=Us4.44f1NskNs (2-2)由此可得，隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。2.2調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，由相關(guān)式子可得;電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比理想空載轉(zhuǎn)速保持為同步轉(zhuǎn)速不變臨界轉(zhuǎn)差率保持不變臨界轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的減小而成平方比地下降綜合上述特點(diǎn)可得，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特

14、性如圖2-1所示 圖2-1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械(jxi)特性由圖可以(ky)得出，異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定(wndng)工作范圍為0ssm。調(diào)速范圍有限，圖中A、B、C為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，調(diào)速范圍可以稍大一些，圖中D、E、F為風(fēng)機(jī)類負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，定子側(cè)輸入的電磁功率 Pm=m1TL=1TLnp (2-3) 其中1、TL為常數(shù)，所以電磁功率恒定不變，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。轉(zhuǎn)差功率為 Ps=sPm=sm1TL=s1TLnp (2-4)轉(zhuǎn)差功率隨差率的加大而增加, 帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的

15、降壓調(diào)速就是靠增大轉(zhuǎn)差功率、減小輸出功率來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低。增加的轉(zhuǎn)差功率全部消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，這就是轉(zhuǎn)差功率消耗型的由來(lái)。3 異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法，同步轉(zhuǎn)速隨頻率而變化。轉(zhuǎn)速為n1=60f1np=6012np (3-1)異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n=(1-s)n1=n1-n1s=n1-n (3-2)穩(wěn)態(tài)降速 n=sn1 (3-3)穩(wěn)態(tài)降速隨負(fù)載(fzi)大小變化氣隙磁通控制(kngzh) (3-4) (3-5)因此，只要(zhyo)控制好Eg和f1，便可控制氣隙磁通。3.1基頻以下調(diào)速當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒(méi)有充

16、分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通過(guò)大，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過(guò)熱而損壞電機(jī)。最好是保持每極磁通量m為額定值不變。當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使m=Eg4.44f1NskNs=常數(shù) (3-6)基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值的控制方式。繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)難以直接控制。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，忽略定子電阻和漏感壓降，可以認(rèn)為：UsEg則可以得到 UsEg =常數(shù) (3-7) 當(dāng)頻率較低時(shí)要進(jìn)行低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升）低頻時(shí)，定子電阻和漏感壓降所占的份量比較顯著，不能再忽略。人為地把定子電壓抬高一些，以補(bǔ)償定子阻抗壓降。負(fù)載大小不同，需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ与妷阂膊灰粯印Ｍ?/p>

17、常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用戶選擇。恒壓頻比的控制特性曲線如圖3-1所示。圖3-1 恒壓頻比控制(kngzh)特性曲線(qxin)a無(wú)補(bǔ)償(bchng) b帶定子電壓補(bǔ)償3.2基頻向上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從fN1向上升高，受到電機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變。這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài).。把基頻以下調(diào)速和基頻向上調(diào)速時(shí)控制特性畫在一起可得，異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性如圖3-2所示。圖3-2 異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性3.3變壓變頻調(diào)速時(shí)機(jī)械特性a)基頻以下調(diào)速基頻以下采用恒壓頻比控制

18、異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式(1-8)改寫為 (3-8)當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng) (3-9)或 (3-10)臨界(ln ji)轉(zhuǎn)矩式（1-10）可改為 (3-11) 轉(zhuǎn)差功率(gngl) （3-12）b)基頻(j pn)以上調(diào)速電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特性方程式可寫成 (3-13)臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式 (3-14)臨界轉(zhuǎn)差率 （3-15）當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng) (3-16)或 (3-17)帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落 (3-18)由此可得：對(duì)于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，轉(zhuǎn)速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)(dngj)弱磁調(diào)速相似。轉(zhuǎn)差功率(gngl) (3-19)

19、帶恒功率(gngl)負(fù)載運(yùn)行時(shí) (3-20)所以，轉(zhuǎn)差功率基本不變.綜上可得，在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式。在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，由于轉(zhuǎn)速上升，允許輸出功率基本恒定，屬于“近似的恒功率調(diào)速”方式。變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性如圖3-3所示圖3-3 異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)械特性曲線3.4基頻以下電壓補(bǔ)償控制在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但負(fù)載的變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，須采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。將異步電動(dòng)機(jī)等效T行電路圖再繪出，異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)

20、態(tài)T型等效電路如圖3-4所示。圖3-4 異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)T型等效電路在圖中，為了使參考極性與電動(dòng)(din dn)狀態(tài)下的實(shí)際極性相吻合，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)采用電壓降的表示方法，由高電位指向(zh xin)低電位(din wi)。前面已經(jīng)指出氣隙磁通m在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即 （3-21）與此相應(yīng)定子全磁通ms在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 （3-22）轉(zhuǎn)子全磁通mr在轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 （3-23）a)恒定子磁通控制保持定子磁通恒定: Esf1 =常數(shù) （3-24）定子電動(dòng)勢(shì)不好直接控制，能夠直接控制的只有定子電壓，按 （3-25）補(bǔ)償定子電阻壓降，就能夠得到恒定子磁通。忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子

21、電流 （3-26）電磁轉(zhuǎn)矩 （3-27）恒壓頻比控制(kngzh)時(shí)的轉(zhuǎn)矩式 （3-28）兩式相比(xin b)可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的分母小于恒壓頻比控制(kngzh)特性中的同類項(xiàng)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率s相同時(shí)，采用恒定子磁通控制方式的電磁轉(zhuǎn)矩大于恒壓頻比控制方式。臨界轉(zhuǎn)差率 （3-29）臨界轉(zhuǎn)矩 (3-30)頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變 。比較可知恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式。a)恒氣隙磁通控制保持氣隙磁通恒定: Eg1 =常數(shù) （3-31）定子電壓 （3-32）由此式子可得：除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償

22、定子漏抗壓降。轉(zhuǎn)子電流 （3-33）電磁(dinc)轉(zhuǎn)矩 (3-34)臨界(ln ji)轉(zhuǎn)差率 (3-35)臨界(ln ji)轉(zhuǎn)矩 (3-36) 與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬。b)保持轉(zhuǎn)子磁通恒定Er1=常數(shù) （3-37）定子電壓 (3-38)由此可得：除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子和轉(zhuǎn)子漏抗壓降。轉(zhuǎn)子電流 (3-39)電磁轉(zhuǎn)矩 (3-40)機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。3.5不同控制方式下的機(jī)械特性不同控制方式下的機(jī)械特性如圖3-5所示。 圖3-5 異步

23、電動(dòng)機(jī)在不同控制方式(fngsh)下的機(jī)械特性曲線 a）恒壓頻比控制(kngzh)b）恒定(hngdng)子磁通控制c）恒氣隙磁通控制d）恒轉(zhuǎn)子磁通控制3.6不同控制方式下的比較 恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式均需要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒定子磁通和恒氣隙磁通的控制方式雖然改善了低速性能。但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。恒轉(zhuǎn)子磁通控制方式可以獲得和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，性能最佳。4 具體參數(shù)值計(jì)算當(dāng)初始條

24、件如下1.三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN=220kw ，UN=380kV , IN=12.5A，額定轉(zhuǎn)速Nn=960r/min ，電樞繞組電阻Ra=0.35 ，轉(zhuǎn)子電阻 Rr=0.5，定子漏感6mH,定子繞組產(chǎn)生氣隙磁通的等效電感為260mH，轉(zhuǎn)子漏感為7mH,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè)，忽略鐵損耗。額定頻率為50Hz。2.定子每相繞組匝數(shù)為125，定子基波繞組系數(shù)為0.92計(jì)算如下：T型等效電路圖如圖4-1所示圖4-1 異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路簡(jiǎn)化(jinhu)等效電路圖如圖4-2所示圖4-2 異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)化(jinhu)等效電路圖由于額定( dng)轉(zhuǎn)速 Nn=960r/min， (4-1)同步

25、轉(zhuǎn)速 n1= 60fNnp=60*503=1000( r/min ) ， (4-2)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率 sN=n1-nn1=1000-9601000=0.04 (4-3)由異步電動(dòng)機(jī) T 形等效電路, C1=1+Rs+j1Llsj1Lm =1+LlsLm-jRs2fNLm =1+0.0060.26-j0.35100*0.26 =1.023-j0.0041.023 (4-4)可得轉(zhuǎn)子相電流幅值 Ir=Us(Rs +C1Rrs)2+12(Lls+C1Llr)2 =220(0.35+(0.50.04)2+(100)2*(0.006+0.007)2 =220165.1225+16.6796 =16.3

26、164(A) (4-5)額定( dng)轉(zhuǎn)矩 Te=Pmm =3np1Ir2RrsN91.37（Nm） （依據(jù)(yj)T型等效電路） (4-6)或 Te=Pmm =3np1I1N2RrsN95.33(Nm) (依據(jù)(yj)簡(jiǎn)化等效電路) (4-7)當(dāng)定子電壓在額定值的12到23時(shí)，定子相電壓改變，臨界轉(zhuǎn)差率不變，即 sm=RRs2+12(Lls+Llr)2 =0.50.35+(100)2*(0.006+0.007)2 (4-8)電壓為額定電壓時(shí)，臨界轉(zhuǎn)矩 Tem=3npUs221Rs+Rs2+12(Lls+Llr)2=155.83（Nm） （4-9）電壓為額定電壓的12時(shí)，臨界轉(zhuǎn)矩 Tem=

27、14Temmax=14*155.83=38.96Nm (4-10)電壓為額定電壓的2時(shí)，臨界轉(zhuǎn)矩 Tem= 49Temmax=49*155.83=69.26Nm (4-11)氣隙磁通 m=Us4.44f1NskNs 隨定子電壓的降低而減小。 (4-12)異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性圖如圖3-5所示忽略定子漏阻抗，氣隙磁通在定子每相中異步電動(dòng)勢(shì)的有效值Eg EgUs=220V (4-13)氣隙磁通 m=Us4.44f1NskNs = 2204.44*125*50*0.25 =0.0086 (4-14)考慮定子漏阻抗,理想空載時(shí)勵(lì)磁電流 I0=UsRs2+12(Lls+Lm)2=2200.352+(100)2(0.006+0.26)2 =2.633A (4-15)氣隙磁通在定子(dngz)每相中異步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值Eg Eg=I01Lm=2.633*100*0.26=215.076V (4-16)每極氣隙磁通 m=Eg4.44f1NskNs=215.0754.44*50*125*0.92=0.0084 (4-17)額定負(fù)載時(shí)，氣隙磁通在定子(dngz)每相中異步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)(gnyng)電動(dòng)勢(shì)有效值 Eg=Ir(RrSN)2+12Llr2 =15.9735156.25+4.8316 =202.7352V (4-18)每極氣隙磁通 m=Eg4.44f1NskNs=202.7354.4