異步電機變頻調(diào)速

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1、.課程設計名稱：電機與拖動課程設計題目：異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣13-4班姓名：丁家寶學號：1305040402-..要求掌握異步電動機變頻調(diào)速的方法和原理并分析變頻調(diào)速的機械特性。成績-..前言隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)逐漸成為性能比較優(yōu)越的一種電力拖動系統(tǒng)。變頻調(diào)速技術(shù)因其有控制性能好，節(jié)能效益高等諸多優(yōu)點，現(xiàn)已被廣泛運用。文中對異步電動機變頻調(diào)速的方法和原理做了基本的介紹，從理論上分析了變頻調(diào)速的機械特性。從而知道變頻調(diào)速是一種通過改變定子繞組供電頻率來改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的

2、調(diào)速方式。由于同步轉(zhuǎn)速n=60f1／p與定子頻率成正比，改變定子繞組的供電頻率便可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)，并可以獲得較寬的調(diào)速范圍和足夠的機械硬度的機械特性。變頻調(diào)速可以在基頻（即額定頻率fn）以下進行，也可以在基頻以上進行。關(guān)鍵詞：異步電動機；變頻；調(diào)速-..目錄1.異步電機簡述介11.1三相異步電機結(jié)構(gòu)11.2三相異步電機原理22.總概32.1變頻調(diào)速的概念32.2變頻調(diào)速的應用32.3變頻調(diào)速的發(fā)展趨勢33.異步電機變頻調(diào)速的方法43.1基頻以下變頻調(diào)速43.2基頻以上變頻調(diào)速44.變頻調(diào)速的滿足的約束條件55.基頻以下的

3、變頻調(diào)速66.基頻以上的變頻調(diào)速97.結(jié)論118.本設計心得體會12參考文獻13-..1.異步電機簡述介交流電機分為兩大類；同步電機和異步電機。同步電機和異步電機的不同在于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電源頻率之間的關(guān)系。其中異步電機又分為單相電機和三相電機。因為供電系統(tǒng)多采用三相制，而且三相電機的功率和轉(zhuǎn)矩較為平穩(wěn)，所以三相異步電機得到廣泛應用。但三相異步電機也存在自身的缺點：必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率來建立磁場，使得電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。1.1三相異步電機結(jié)構(gòu)三相異步電機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙，如圖1-1所示。圖1

4、-1三相異步電機結(jié)構(gòu)圖異步電機的定子主要由定子鐵芯、定子繞組和機座構(gòu)成。定子鐵芯由相互絕緣的硅鋼片疊成，其內(nèi)圓周表面沖有若干個相同的槽，用以放置對稱三相繞組。對稱三相繞組有星形和三角形兩種接法。定子繞組是電機的電路部分，用以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組線圈在槽內(nèi)分布有單層和雙層兩種。機座主要作用是支撐定子鐵芯。異步電機轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組兩部分組成。-..轉(zhuǎn)子鐵芯是電機磁路的一部分，其也由硅鋼片疊成，表面有沖槽，裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸上加機械負載。轉(zhuǎn)子繞組主要作用是在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，

5、分為鼠籠型和繞線型兩種，見圖1-2。圖1-2轉(zhuǎn)子繞組鼠籠型電機與繞線型電機相比，鼠籠型電機結(jié)構(gòu)更加簡單，造價更低，工作也更為可靠，但是不能人為改變機械特性，但是繞線型電機可以外加電阻改變電動機的機械特性。異步電機的氣隙，異步電機的定轉(zhuǎn)子之間存有一定的氣隙，氣隙的大小對電機的運行影響較大。氣隙對定轉(zhuǎn)子之間的相互感應、電機的空子電流和功率因數(shù)都有一定的影響，氣隙越小，以上性能越好，但是太小的氣隙不易裝配，運行也易不可靠，因此一般氣隙在0.3~1.5mm之間合適。1.2三相異步電機原理在電動機的三相定子繞組，通入各相差120度電角度的三

6、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，根據(jù)電磁感應定律，使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流，載流的轉(zhuǎn)子導體在定子產(chǎn)生的旋轉(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)動電機旋轉(zhuǎn)，且電機旋轉(zhuǎn)方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向相同。-..2.總概2.1變頻調(diào)速的概念變頻調(diào)速是一種通過改變定子繞組供電頻率來改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式。由于同步轉(zhuǎn)速n=60f1／p與定子頻率成正比，改變定子繞組的供電頻率便可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)，并可以獲得較寬的調(diào)速范圍和足夠的機械硬度的機械特性。變頻調(diào)速可以在基頻（即額定頻率fn）以下進行，也可以

7、在基頻以上進行。2.2變頻調(diào)速的應用交流變頻調(diào)速技術(shù)是電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)和控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。是當今節(jié)電，改善工藝流程以及提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境推動科技進步的主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能，高效率，高功率因數(shù)和節(jié)約效果被廣泛應用。其中的電機調(diào)速可以分為四類：節(jié)能調(diào)速，工藝調(diào)試，牽引調(diào)速，特種調(diào)速。2.3變頻調(diào)速的發(fā)展趨勢由于新型電力電子器件如IGBT（絕緣柵雙極型晶體管InsolatedGateBipolarTransistor）、IGCT（集成門極換流型晶閘管IntegratedGateCommutatedThy

8、ristor）等的發(fā)展及性能的提高、計算機技術(shù)的發(fā)展，如由16位機發(fā)展到32位機以及DSP（數(shù)字信號處理器DigitalSignalProcessor）的誕生和發(fā)展（如磁場定向矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制）等原因，極大地提高了變頻調(diào)速的技術(shù)性能，促進了變