交流异步电动机调速设计方案与应用.doc

题 目：交流异步电动机调速设计与应用 姓 名： 学 院： 专 业： （专业必须为全称） 班 级： （用阿拉伯数字填写） 学 号： （用阿拉伯数字填写） 指导教师： 年 月 日  目录 目录 1 摘要 2 第1章 绪论 3 1．1电气传动技术的发展概况 3 1．2 定子调压调速 4 1．3 串级调速 4 1．4 变极调速 4 1．5 变频调速 4 1．6普通交流异步电动机变频调速调速范围的问题 5 第2章 变频调速技术及其应用 5 2．1变频调速技术的意义与应用 5 2．2异步电动机的变频变压调速(VVVF) 5 2．3变频器的基本结构 6 2．4 SPWM变频器的原理 7 第3章 普通交流异步电动机变频调速性能 9 3．1普通交流异步电动机的T形等效电路 9 3．2交流异步电动机起动频率范围的确定 10 3．3交流异步电动机起动原理 10 第4章 普通交流异步电动机变频调速最佳调速范围 12 4．1变频调速对普通交流异步电动机的影响 12 4．2 电动机性能的测试方法及设备 14 结论与展望 15 参考文献 16 致 谢 17 摘要 普通交流异步电动机变频调速系统被广泛应用，但是，普通交流异步电动机都是按恒频、恒压设计的，在频率改变时，电动机的参数和性能都将发生改变。由于异步电动机本身的非线性性，加上工作频率的改变，使其建模非常困难，因此，长期以来，在设计普通交流异步电动机变频调速系统时，只是凭借经验确定一些重要参数。本论文计算分析了在基频以下、以恒压频比方式供电下，变频调速时普通交流异步电动机启动电流、转矩的变化规律，并提出了根据电动机负载确定其最佳启动频率范围的方法。然后，以具体的普通交流异步电机变频调速系统为研究对象，重点测试了变频调速时异步电动机的各项性能数据，并据此提出了普通交流异步电动机变频调速的最佳调速范围，从而为普通交流异步电动机变频调速系统的设计提供了重要的理论依据。 [关键词]：普通交流异步电动机(TM)变频调速系统(TP) 最佳启动频率(TM) 最佳调速范围(TM) 、 第1章 绪论 1．1电气传动技术的发展概况 电气传动是指以各类电动机为动力的传动装置与系统。电气传动系统通常由 电动机、控制装置和信息装置几部分组成。电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态(位置、速度、加速度等)，实现电能、机械能的转换，达到优质、高产、低耗的目的。电气传动按照电动机的种类划分，有直流电动机传动、交流电动机传动、步进电动机传动、伺服电动机传动等。电气传动又可分为不调速和调速两大类，调速又分为交流调速和直流调速。直流电气传动和交流电气传动在19世纪后期先后诞生。但在20世纪的大部分年代里，已形成公认的格局：约占电气传动的80％不变速传动系统都采用交流传动，20％调速系统一般采用直流调速。虽然直流电机中励磁电流和电枢电流相互独立，比交流电机具有更好的控制性能，容易得到满意的动静态性能。而与此相反，交流电机虽然机械结构简单，但它是一个非线性、强耦合、多变量的控制对象，调速控制复杂，实现高精度控制较为困难。但是随着生产技术的不断发展，直流电机传动的薄弱环节逐步显露出来：直流电机由于换向器的存在降低了功率／重量的比值，限制了电机的容量和速度，而且直流电机的大部分功率都是通过换向器流入电枢的，转予发热多，效率低，磨损大，可靠性差。随着20世纪70年代计算机和微处理器技术的迅速发展，电力电子技术的日新月异，现代控制理论和智能控制理论的成熟，交流电气传动逐渐占据了主导地位。采用半导体变流技术、大规模集成电路和高速处理器等实现的交流调速控制系统，加之矢量控制、直接转矩控制及智能控制等先进控制方法的应用，交流调速控制系统逐步实现了宽的调速范围、高的稳速精度、快的动态响应等良好性能，在调速性能方面可与直流调速系统相媲美 目前，从几百瓦的家用电器到几兆瓦的工业调速装置，都可以采用交流调速方案。交流调速系统由最初的只用于风机、水泵的软启动和开环变频调速等一般应用场合，扩展到各种高精度、快速响应的高性能指标的电气传动控制领域。目前，电气传动系统中新的格局已经形成：交流调速系统上升到主导地位，并将逐步取代直流调速系统。 1．2 定子调压调速 异步电动机的转矩在一定转差率下，与定子电压平方成正比