《4KW异步电动机变频调速系统的设计安装和调试.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4KW异步电动机变频调速系统的设计安装和调试.doc（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计（论文）题 目: 4KW异步电动机变频调速系统的设计、安装及调试五、设计应完成的图纸1、4kW鼠笼电动机变频系统的示意图，原理结构框图。2、该系统的电路原理图。3、与电路原理图相对应的安装位置图、布线图。4、各项实验原理图以及相应的测试曲线图。六、主要参考资料1、电机与拖动（电力版）2、电力拖动与控制（机工版）3、电机调速的原理及系统（电力版）4、电力电子变流技术（机工版）5、电气变频调速设计技术（电力版）6、电力拖动控制线路与技能训练（劳动社会保障版）7、电力拖动自动控制系统（机工版）8、计算机控制技术（电力版）9、自动控制原理（电力版）10、电机与拖动实验指导书七、进度要求周次工作
2、内容地点1熟悉任务书，收集资料自定24工程设计（确定方案、选择变频设备），设备购置；熟悉实验设备，并选择实验用仪器、备件。自定；实验楼一层56先去工厂参观，再出草图并进行设备安装。实验楼一层1011按图进行一、二次接线。实验楼一层1214设备调试、通电实验实验楼一层、二层1516撰写论文初稿，定稿自定17教师审稿，论文装订，答辩，评定成绩教室八、其它要求1、设计期间，周六、日连续进行，每周一上午8：00检查进度情况。2、做实验时注意人身、设备安全及公共财物完好。3、按统一要求规范论文格式，并用A4纸打印论文。4、论文正文字数一般应不少于10000汉字，译文字数不少于3000汉字。 4KW异步电
3、动机变频调速系统的设计、安装及调试【摘要】异步电动机变频调速是交流变频调速的一种。通过毕业设计实践，掌握异步电动机变频调速原理及其配套设备的性能，针对异步电动机的工作原理，运行特性及主要优缺点，结合实验室的主要设备构成原理图。根据设计任务书中所提供的原始资料；以及各种辅助设备等资料，通过相关的试验完成了本次设计。通过本次设计使我加强了异步电动机变频调速的认识，使我在课堂上所学的知识得到巩固、补充和发展，提高独立分析解决问题的能力。关键词：异步电动机 变频器 变频调速 4KW inverter induction motor speed control system design, instal
4、lation, debuggingABSTRACTVVVF induction motor is an AC variable frequency speed control. Design practice, through graduation and master the principle of induction motor VVVF and equipment performance, work against the principle of induction motors, operating characteristics and main advantages and d
5、isadvantages, combined with laboratory equipment constitute the main schematic. According to the book design of the raw data provided; and a variety of auxiliary equipment, such as information related to the test through the completion of the design of the times. Design through the strengthening of
6、the induction motor I VVVF awareness, I have learned in the classroom to consolidate the knowledge to complement and development of an independent analysis to improve problem-solving abilities.Keywords: asynchronous motor ；VVVF inverter ；eddy current dynamometer目录【摘要】5ABSTRACT6前言9第1章 概述101.1交流调速简介10
7、1.2交流调速实验台简介12第2章 三相式鼠笼电机的变频调速原理152.1 三相异步电动机的工作原理和运行状态152.2三相异步电动机的调速16第3章 4KW异步电动机的变频调速系统的设计203.1电气控制线路绘制原则203.2电气原理图的设计203.3 电气元件安装布置图24第4章 变频调速系统元器件的选择25.变频器的选择254.2 调速系统的构成及其主要设备26第5章 变频调速实验台的安装315.1 实验台的安装步骤及工艺要求315.2 接线检查32第6章 系统的调试336.1 电动机工频条件下的空载实验336.2 电动机工频条件下的负载实验346.3变频调速系统通电调试36附录41小
8、结49参考文献：50英文原文51译文59前言随着电力电子技术的快速发展，特别是近几年来，异步电动机变压变频调速技术的迅速发展和推广应用，使得异步电动机在工矿企业中应用越来越广泛。但在这种技术还没完全掌握时，要求从事异步电动机运行人员要不断提高专业技术水平。为此，本论文针对异步电动机的运行特性，对异步电动机变频调速系统作了简要分析，并做了大量试验。本设计共分六章，第一章 概述，叙述了本论文的大致内容；第二章 三相鼠笼电机的变频调速原理，讲述了异步电动机的运行原理及变频调速原理；第三章 4KW三相异步电动机的变频调速系统的设计，分三节：主电路原理图的设计、主控制原理图和电气安装图；第四章 电器设备
9、的选择；第五章 系统的安装；第六章 系统的调试。本论文由王广惠老师审稿，在编写过程中编者做了许多努力，同组的其他同学也提出了许多宝贵意见和建议。由于本人水平有限，加上时间仓促，论文中难免存在不少的问题和不足之处，欢迎各位老师及时批评指正。第1章 概述1.1交流调速简介交流电动机特别是异步电动机由于结构简单、价格便宜、维修方便等优点被广泛使用。但其调速性能在以前赶不上直流电动机，所以交流电动机的调速技术一直是世界各国研究的课题。20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体变流技术应用到交流调速系统中，特别是大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，都为交流调速的进一步
10、发展创造了条件。人们研究出很多类型的交流调速系统，其中有些方法的调速性能已可与直流调速系统相媲美。因此，交流调速得到日益广泛的应用，目前在调速传动领域交流电动机已有取代直流电动机的趋势。早期的交流电动机调速方法，如采用绕线式异步电动机转子串电阻调速、笼型异步电动机变极调速，在定子绕组串电抗器调速等都存在效率低，不经济等缺点。交流变频调速的优越性早在20世纪20年代就已被人们认识，但受到元器件的限制，当时只能用闸流管构成逆变器，由于技资大，效率低，体积大而未能推广。20世纪50年代中期，晶闸管的研制成功，开创了电力电子技术发展的新时代。由于晶闸管具有体积小、重量轻、响应快、管压低等一系列优点，交
11、流电动机调速技术有了飞跃发展，出现了交流异步电动机调压调速、串级调速等系统。20世纪70年代发展起来的变频调速，比上述两种调速方式效率更高，性能更好，在近30年得到了迅速发展。1.1.1变频调速系统变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是目前运用最广泛且最有发展前途的调速方式。交流电动机变频调速系统的种类很多，从早期提出的电压源型变频器开始，相继发展了电流源型，脉宽调制等各种变频器。目前变频调速的主要方案有：（1）交-交变频调速系统如图11所示。它只有一个变换环节，把恒压恒频（CVCF）的交流电源直接变换成VVVF输出，因此又称直接式变压变频器。常用的交-交变压变频器输出的每一相都是一个由
12、正、反两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路。也就是说，每一相都相当于一套直流可逆调速系统的反并联可逆线路。三相交交变频电路可以由3个单相交交变频电路组成，如果每组可控整流装置都用桥式电路，含6个晶闸管（当每一桥臂都是单管时），则三相可逆线路共需36个晶闸管。因此，这样的交-交变压变频器虽然在结构上只有一个变换环节，省去了中间直流环节，看似简单，但所用的器件数量却很多，总体设备相当庞大。 图11交-交变频器（2）交-直-交变频调速系统，如图12所示。交-直-交变压变频器先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流。由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之
13、间有一个“中间直流环节”，所以又称间接式的变压变频器。此次设计的实验台所用变频器就是交-直-交变压变频器。图1-2交-直-交变压变频器（3）其他。例如同步电动机自控式变频调速，正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速，矢量控制变频调速等。这些变频调速技术的发展很大程度上依赖于大功率半导体器件的制造水平。随着电力电子技术的发展，特别是可关断晶闹管GT0，电力晶体管GTR，绝缘门极晶体管IGBT，MOS晶闸管及MTC等具有自关断能力全控功率元件的发展，再加上控制单元也从分离元件发展到大规模数字集成电路及采用微机控制，从而使变频装置的快速性，可靠性及经济性不断提高，变频调速系统的性能也得到不断完善。1.1
14、.2 SPWM控制技术正弦波脉宽调制（SPWM）技术在变频器中得到广泛的应用。SPWM变频器调压调频一次完成，整流器无需控制，简化了电路结构，而且由于以全波整流代替了相控整流，因而提高了输入端的功率因数，减小了高次谐波对电网的影响。此外，由于输出波形由方波改进为PWM波，减少了低次谐波，从而解决了电动机在低频区的转矩脉动问题，也降低了电动机的谐波损耗和噪声。PWM技术的应用是变频器的发展主流。SPWM的调制原理是使变频器的输出脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内面积相等，改变调制波的频率和幅值即可调节逆变器输出电压的频率和幅值。SPWM变频器的输出电压虽然接近于正弦波，但感应电动机本身因为气隙磁通、转速与转子电流是强耦合的，所以调速性能不如直流电动机，采用矢量控制技术可提高其调速性能。矢量控制的原理是采用坐标变换的方法，以产生相同的旋转磁势和变换后功率不变为准则，建立三相交流绕组，两相交流绕组和直流绕组三者之间的等效关系，从而求出与交流电机等效的直流电机模型，即实现交流电动机的解耦，以便按照对直流电动机的控制方法对交流电动机进行控制，矢量控制要求由磁通观测器测出实际转子磁链幅值及相位，因此如何利用先进理论和技术实现转子磁链位置的精确观测是矢量控制技术的重要课题。1.1.3变频调速控制
