三相异步电机变频调速

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1、三相异步电机变频调速摘要：原理是当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场， 根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以 产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生 电磁转距， 合成磁转距大于阻转距时，电机起动重点是三相异步电动机变频调速，一方面当FIVFn时，为恒转矩调 速，转矩不变，额定转速降低，增大起动转矩T,另一方面当FlFn 时，为恒功率调速，调速前后功率不变，额定转速升高，减小启动转 矩T。变频调速可以实现宽范围内的平滑调速，变频调速电机以简单 的结构、优良的调速性能、较高的调速比，应用越来越广泛关键字：恒转矩调速;恒功率调速;三相异步电动

2、机Graduation design (Thesis) Chinese abstractTitle: three-phase asynchronous motor variable frequency speed regulatingAbstract: the principle is when the stator windings of three symmetrical three-phase current, rotor rotating magnetic field is generated, according to the right hand rule, the rotor w

3、inding to generate induced electromotive force, due to the winding is closed, so the induction current is generated, according to the left hand, the rotor winding is equivalent to the space winding, thereby generating electromagnetic torque, synthesis of magnetic torque greater than resistance torqu

4、e, motor startingFocus is the three-phase asynchronous motor variable frequency speed control, hand when F1 Fn, for constant power speed regulation, speed regulation and constant power, rated speed rise, reduce the starting torque T. The variable frequency speed control can be achieved over a wide r

5、ange of average speed regulation, frequency conversion speed regulating motor with simple structure, excellent performance, high speed ratio, is used more and more widelyKeywords: constant torque control; constant power; three-phase asynchronous motor目录1. 三相异步电动机的基本原理 41.1电动机的结构及原理41.1.1结构41.1.2工作原理

6、62. 电动机的调速指标 73异步机的变频调速U1 83.1 flV fN时，要保持f 1二常数83.2 flfN时，要保持U1=UN常数94. 具体调速的设计 105. 结 论 116.设计体会 11主要参考文献： 121三相异步电动机的基本原理当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转 子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则, 转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电 机起动。11电动机的结构及原理1.1.1结构三相异步电动机的种类很多，可是三相异步电动机结构基本是相同的，它们 都由定子和转子这两大基本部分

7、组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外, 还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件结构如下图：图封闭式二相笼型异步电动机结构图1轴承；2前端盖；3转轴；4接线盒；5吊环；6定子铁心;7转子；8定子绕组；9机座；10后端盖；11风罩；12风扇（1）、定子定子铁芯:导磁和嵌放定子三相绕组:0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成;内圆 均匀开槽;槽形有半闭口、半开口和开口槽三种：适用于不同电机。定子绕组：定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通 入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成, 且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差12

8、0电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U, V, W ,末端分别标为U, V, W。这六个出线端111 2 2 2在接线盒里的排列如图4.3所示，可以接成星形或三角形。占U| o6W|W25C070W0(a)(a)星形连接和 U ?Vt YWjW2Cu阿 Q甲LI】甲 甲W(b)(b)三角形连接图1-1-1-2定子绕组的联结机座：支撑和固定作用;铸铁或钢板焊接。、转子 转子铁心转子铁心是用0.5mm厚的硅钢

9、片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同, 一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。 转子绕组 一般多为以下两种：Illi |nM铸铝转子铜排转子112工作原理三相异步电动机的工作原理可以简述如下：定子三项电压U1产生定子三相 电流11,三项电流通过定子三相绕组产生旋转磁场，由于转子与旋转磁场存 在相对运动，在转子绕组中产生了感应电动势E2.由于转子绕组是闭合的，因而 产生了感应电流12, 12与旋转磁场相互作用产生了电磁转矩T,从而使转子拖 动生产机械以转速n运转。这一工作过程可以表示成下图：图1-1-2三相异步电动机的工作原理图2.电动机的调速指标调速就是在一定的负载下，根

10、据生产的需要人为的改变电动机的转速。这是 生产机械经常向电动机提出的要求。调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作 效率和生产质量。 调速范围 电动机在满载（电流为额定值）情况下所能得到的最高转速和最低转速 之比称为调速范围，用 D 表示，即 D=N-max：N-min 调速方向 调速方向指调速后的转速比原来的额定转速（基本转速）高还是低。若 比基本转速高，称为往上调，比基本转速低，称为往下调。调速的平滑性 调速的平滑性由一定调速范围内能达到的转速级数来说明。级数越多， 相邻两转速的差值越小，平滑性越好。如果转速只能跳跃式地调节，例如只能从 3000r/min 下调节到500r/min,再又调节

11、到1000r/min等，两者中间的转速无 法得到，这种调速称为有级调速。如果在一定的调速范围内的任何转速都可以得 到则称为无级调速。无级调速的平滑性当然比有级调速好。平滑的程度可以用相邻两转速之比来衡量，称为平滑系数。即o=ni/ni-l。越接近于1,平滑性越好。无级调速时。=1，平滑性最好。 调速的稳定性 调速的稳定性是用来说明电动机在新的转速下运行时，负载变化而引起 转速变化的程度，通常用静差率来表示。其定义为：在某一机械特性运 行时，电动机由理想空载到满载时的转速差与理想空载转速之百分比， 即8= （nO-nf） /n0*100%6越小，稳定性越好。静差率与机械特性的硬度有关。机械特性的

12、硬度的定义为a=|d T/ d nl A T/A na越大，转矩变化时，n变化的程度就越小，机械特性就越硬，静差率6 就越小，稳定性就越好。静差率还与理想空载转速nO的大小有关。 生产机械在调速时，为保持一定的稳定性会对静差率提出一定的要求。 静差率还会对调速范围起到制约的作用，因为如果调速时所得到的最低 转速下的6太大，则该转速的稳定性太差，边难以满足生产机械的要求。 调速的经济性 这要由调速时的初期投资，调速后的电能消耗以及各种运行费用的多少 来说明。调速时允许负载电动机在各种不同转速下满载运行时，如果允许输出的功率相同，则这 种调速方法称为恒功率调速；如果允许输出的转矩相同，则这种调速方

13、 法称为恒转矩调速。对于三相异步电动机来说，n二（1-s） n0= （1-s） *60fl/p所以三相异步电动机的调速方法课分为两大类：一类是通过改变同步转 速nO来改变转速n,具体方法有变极调速（改变p）和变频调速（改变 fl）；另一类是通过改变转差率s来实现调速，这就需要让电动机从固有 特性上运行改为人为特性上运行。3异步机的变频调速U13.1 f1V fn时，要保持石=常数（a） fl Vfn 时El准确的说，f 1二常数，才能保持m不变。随着fl的降低，U1的讲笑，漏U1阻抗电压的作用越明显，所以在实际变频调速中，随着fl的降低，要适当提高f 1 值，对漏阻抗电压进行适当的补偿。32

14、f1fn时，要保持U1=UN常数变频调速的主要性能如下：（1）调速方向既可往上调，也可往下调。（2）平滑性好，可实现无级调速。（3）调速的稳定性好，机械特性的工作段基本平行，硬度大，静差率 小。（4）调速范围广。（5）调速的经济性方面，初期投资大，需要专用的变频装置。但运行 费用不大。（6）调速时的允许伏在分析如下： flVfn时为恒转矩调速U1由于flVfn时，f 1 =常数，m基本不变，因此各种转速下的满载转矩T二CTmI2Ncos血2基本不变。 f1fn时为恒功率调速由于f1fn时，U1二常数，在各种转速下的满载转矩T=CTmI2Ncos血2基本上 与转速n成反比，两者的成绩基本不变，允许的输出功率基本不变4.具体调速的设计已知 P =1000W, n=3000r/min, n=2930r/min, a =2.2N 0 MT 由额定值可求得60 PN60x 15 x 1000 二 48 .91 N - m2 x 3.142930a TMT N=2.2 x 48.91 = 107 .61N - mn - n0Nn03000 一 2930 二 0.023330000.0233saMTj= 0.09692MT 12.2 7222 - 1=0.0969 x107 .61(107 .61 4040丿=0.018