三相异步电动机变极及串极调速系统设计要点.doc

烟 台 南 山 学 院 电机拖动课程设计 题目三相异步电动机变极及串极调速系统设计 姓 名： XXX 所在学院： 计算机与电气自动化学院 所学专业： 自 动 化 班 级： 自动化XXXX 学 号： XXXXXXXXXXXX 指导教师： XXX 完成时间： 2013-12-20 摘 要 本文所讨论的三相异步电动机的串级调速的基本原理与实现方法。对于一般交流电动机的调速，我们都是从电动机的定子侧引入控制变量（改变定子供电电压、频率）来实现的，这对于转子处于短路状态的三相笼型异步电动机是唯一途径。但是，对于绕线式异步电动机来说，其转子绕组通过变量以实现调速。绕线式异步电动机转子侧的控制变量有电流、电动势、电阻等。通常转子电流随负载的大小决定，不能任意调节；而转子回路阻抗的调节属于耗能型调速，缺点较多，所以转子侧的控制变量只能是电动势。在发挥绕线式异步电动机转子的可控性优势的基础上，提高调速性能需要从两方面着手：1从节能角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足调速精度、动态响应等指标的要求。综合所述，利用串级调速系统，是使绕线式异步电动机实现高性能调速的有效办法。用转子串反电动势来代替电阻，吸收转差功率；用双闭环控制提高系统的静、动态性能。把这种用附加电动势的方法将转差功率回收利用的调速称为双闭环串级调速。 目 录 第一章 三相异步电动机的工作原理及结构 1 1.1三相异步电动机的结构 1 1.2工作原理 2 第二章 三相异步电动机调速概述 4 2.1 调速概念 4 2.2 调速方法 4 2.3 调速范围 7 2.4 动态速降 7 2.5 恢复时间 8 第三章 串级调速的基本原理及线路 9 3.1串级调速的基本原理 9 3.2串级调速基本类型 9 3.3串级调速系统的起动方式 11 结 论 13 致 谢 14 参考文献 15 第一章 三相异步电动机的工作原理及结构 1.1三相异步电动机三相异步电机主要就是由定子和转子组成。定子由定子铁芯，定子绕组，机座，端盖等组成。 转子由转轴，转子铁芯，和转子绕组组成。（按照转子绕组的结构形式，转子可分为绕线式转子和鼠笼式转子）。 三相异步定子铁心由0.35mm～0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，绕圈； 定子绕组： 图1—2 电动机的接线法 （4）转子绕组分为：笼型转子和绕线转子。 （5）机械部分：机座、端盖、轴和轴承等当电动机的三定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 图1—3 电动机的工作流程 图1—4 电动机的工作原理示意图 第二章 三相异步电动机调速S=(n1-n）/n1 得： n=n1(1-s)= (60f/p)(1-s) f是电源频率，p是磁极对数. 2.2 调速方法 由转速公式，改变供电频率、电动机的对数p及转差率s均可改变电动机转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有1、绕线式电动机的转子串电阻调速斩波调速串级调速2、应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。3、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机4、改变定子电压频率的变频调速等。 　　从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速两种方法高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法