异步电机调压调速系统设计与仿真(编辑修改稿)

异步电机调压调速系统设计与仿真(编辑修改稿)内容摘要：

由电动机极数和电源频率而定。 旋转磁场的 转速 n1 称为同步转速。 它与电网的频率 f1 及电机的磁极对数 p 的关系为： n1=60f1∕ p (21) 转子在磁场中相对定子有相对运动，切割磁场形成感应电动势。 转子铜条有电流，在磁场中受到力的作用，转子就会旋转起来。 综上所述可知，三相异步电动机转动的基本工作原理。 （ 1）三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场。 （ 2） 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流。 （ 3） 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。 异步 电机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的方向又取决于异步电动机的三相电流相序。 因此，三相异步电动机的转向与电流的相序一致。 要改变转向，只要改变电流的相序即可，即任意对调电动机的两根电源线，便可以实现电动机的反转。 异步电动机的转速恒小于旋转磁场的转速 n1，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。 如果 n=n1，转子绕组与定子磁场之间无相对运动，则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生，可见 nn1 是异步电动机工作的必要条件。 由于电动机转速 n 与旋转磁场转速 n1 不同步，故称为异步电动机。 本科生课程设计（论文） 4 转差率 同步转速 n1 与转子转速 n 之差（ n1n）和同步转速 n1 的比值称为转差率，用字母 s 表示，即 S=(n1n)/n1 (22) 转差率 s 是异步电动机的一个基本物理量，它反映异步电动机的各种运行情况。 对异步电动机而言，当转子尚未转动（如起动瞬间）时， n=0,此时转差率 s=1。 当转子转速接近同步转速（空载运行）时， n≈ n1,此时转差率 s≈ 0。 由此可见，作为异步电动，转速在 0～ n1 范围内变化，其转差率在 0～ 1 范围内变化。 异步电动机负载越大，转速 就越慢，其转差率就越大；负载越小，转速就越快，其转差率就越小。 故转差率直接反映了转子转速的快慢或电动机负载的大小。 异步电动机的转速可以由（ 21）推算。 n=(1s)n1 (23) 异步电动机运行的三种状态 根据转差率的大小和正负，异步电机有三种运行状态。 （ 1）电动机运行状态 当定子绕组接至电源，转子就会在电磁转矩的驱动下旋转，电磁转矩即为驱动转矩，其转向与旋转方向相同，此时电机从电网电功率转变成机械功率，由转轴传输给负载。 电动机的转速范围为 n1＞ n＞ 0,其转差率范围为 0＜ s≤ 1。 （ 2） 发电机运行状态 异步电机定子绕组仍接至电源，该电机转轴不再接机械负载，而用同一台原动机拖动异步电机的转子以大于同步转速（ nn1）并顺旋转磁场的方向旋转。 显然，此时电磁转矩方向与转子方向相反，起着制动作用，为制动转矩。 为克服电磁转矩的制动作用而使转子继续旋转，并保持 nn1,电机必须不断从原动机吸收机械功率，把机械功率转变为输出的电功率。 因此成为发电机运行状态。 此时，nn1,则转差率 s0。 本科生课程设计（论文） 5 （ 3） 电磁制动运行状态 异步电机定子绕组仍接至电源，如果用外力拖着电机逆着旋转磁场的旋转 方向转动。 此时电磁转矩与电机旋转方向相反，起制动作用。 电机定子仍从电网吸收电功率，同时转子从外力吸收机械功率，这两部分功率都在电机内部以损耗的方式转化成热能消耗。 这种运行状态称为电磁制动状态。 此种情况下， n 为负值，即 n0,则转差率 s1。 由此可知，区分这三种运行状态的依据是转差率 s 的大小。 ①当 0s1 时为电动机运行状态；②当 ∞ ＜ s＜ 0 时为发电机运行状态；③当 1＜ s＜ +∞ 时为电磁制动运行状态。 本科生课程设计（论文） 6 第 3章 异步电动机调压调速系统的设计 异步电动机调压调速系统分为开环、单闭环、双闭环调压调 速系统。 开环调压调速 开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。 原理图如下： 图 给定 GT TVC 3~ MM M 本科生课程设计（论文） 7 图 开环调压调速系统 GT 为触发装置，用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角，控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。 根据图 所示的原理图，可以画出静态结构图，如图 所示。 图中， Ks = Us/Uc 为晶闸管交流调压器和触发装置的放大系数；  = Un/n 为转速反馈系数； n =f (Us , Te ) 是所表达的异步电机机械特性方程式，它。