三相异步电动机调速设计.doc

1、本科毕业设计（论文）毕 业 论 文三相异步电动机调速系统设计Three-phase asynchronous motor drive system design所在系院： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 20*年3月23日毕业设计（论文）任务书系（院） 专业 班级 学生姓名 学号 一、题 目： 二、内容与要求：三、设计（论文）起止日期：任务下达日期： 年 月 日完成日期： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日四、教研室审查意见：教研室负责人签名： 年 月 日摘 要本文所讨论的是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

2、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的途径。但是，对于绕线式异步电动机来说，其转子绕组能够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 2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，

3、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。【关键字】节能，双闭环，调速，变极AbstractThis paper discusses the three-phase induction motor cascade speed control principle and Realization method. For the general AC motor speed, we ar

4、e all from the motor stator side of the introduction of the control variable ( a change in the stator voltage, frequency ) to achieve, the rotor in a short-circuit state AC squirrel cage rotor asynchronous motor is the only way. However, for winding type asynchronous motor, due to its rotor winding

5、through the variables to achieve the speed. The rotor side of the control variables are the current, electromotive force, resistance. Usually the rotor current with load determines the size, cannot be adjusted; and the rotor loop impedance regulator belonging to the energy dissipation type adjustabl

6、e speed, a lot of problems, so the rotor side control variables can only be electromotive force. In the play of wound-rotor asynchronous motor control on the foundation of the advantage, improve speed performance to need from two aspects:1 from the energy point of view, should be the loss in rotor o

7、f additional resistance on energy absorption, energy or converted into other useful feedback to the grid, to enhance the transmission efficiency of the system2 from the high performance speed requirements are taken into account, the application of control theory, the closed loop speed control system

8、 composition, meet the accuracy of speed, dynamic response requirement.Above all, use of cascade speed regulation system, is to make the winding type asynchronous motor speed and effective measures to realize high performance. With rotor EMF to replace resistor, absorb slip power; double closed-loop

9、 control system can improve the static, dynamic performance. This additional electromotive force method will slip power recovery speed is known as a double closed loop cascade speed control.【eywords 】Energy saving, Double closed-loop, Speed control, Variable pole目录摘 要1Abstract2第1章 三相异步电动机的工作原理及结构41.

10、1三相异步电动机工作原理41.2工作原理5第2章 三相异步电动机调速概述72.1 调速概念72.2 调速方法72.3 调速范围112.4 动态速降112.5 恢复时间11第3章 串级调速的基本原理及线路113.1串级调速的基本原理113.2串极调速基本类型113.3串极调速系统的启动方式14结 论17致 谢18参考文献19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的结构三相异步电动机主要就是由定子和转子两部分组成。（如图1-1所示）。定子主要由定子铁芯，定子绕组，机座，端盖等组成。转子主要由转轴，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

11、子）。图1-1 三相异步电动机的结构（1）定子铁心：通常由0.35mm0.5mm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，用来嵌放定子绕圈；（2）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120度电角度。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

12、六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1，V1，W1，末端分别标为U2，V2，W2。这六个出线端在接线盒里的排列如图1-2 所示，可结成星形或三角形。（3）转子铁心：也用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，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。图12 电动机的接线法（4）转子绕组分为：笼型转子和绕线转子。如图1-3所示。图13 转子形式（5）机械部分：机座、端盖、轴和轴承等。1.2工作原理三相异步电动机的工作原理可以简述如下：当电动机的三相定子绕组（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

13、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，从而在电动机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。这一工作过程可表示成下图1-4、1-5所示。图14 电动机的工作流程图15 电动机的工作原理示意图第二章 三相异步电动机调速概述2.1 调速概念所谓调速即是用人为的方法来改变异步电动机的转速。由三相异步电动机的调速转差率公式：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可见，改变供电频率f、电动机的磁极对数p及转差率s均可达到改变电动机转速的目的。从调

14、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属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。2