毕业设计三相异步电动机变频调速控制

1、咸阳职业技术学院机电工程系毕业设计题目：三相异步电动机变频调速控制姓名 王力 （三号宋体）学号 081520134 （三号宋体）专业名称 机电一体化 （三号宋体）班级 0801 （三号宋体）指导教师 李锁 牢 （三号宋体）摘要由于变频运行下三相异步电动机调速系统具有节能的重要优点,已在国内外工业生产和日常生活许多领域得到越来越广泛地应用。目前在变频调速系统中,随着电力电子技术及变频调速技术的迅速发展,交流调速技术日新月异，新的控制策略不断涌现，这也使得交流调速开始全面取代直流调速。在交流调速技术中，交流变频调速以其优异的调速性能，高效节能和广泛的应用范围等特点而被国内外人为是最有前途的调速方式

2、关键词：变频：三相异步电动机：调速目录摘要.2引言.41三相异步电动机的结构和原理.5 1.1电动机的基本原理.5 1.1.1结构.5 1.1.2工作原理.72异步三相电动机调速概述.8 2.1调速概念.92.2调速方法.9 2.3 引言异步电机调速系统的种类很多，但是效率很高、性能最好、应用最广的变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，是交流调速的主要发展方向。目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及家用电器中。与其他交流电机调速方式对比，变频调速的优点：平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全；在

3、机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度；无级调速，调速精度大大提高；电机正反向无需通过接触器切换；非常方便接入通信网络控制，实现生产自动化控制；变频器总体来说用在启动频繁的马达上，节能效果明显。1、三相异步电动机的基本原理1.1.1三相异步电动机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，进而产生电磁转矩，合成磁转矩大于阻转矩时，电机启动。1.1.2电动机的结构及原理（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，它们都是由定子和转子

4、这两大基本部分组成，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1-1-1-1 封闭式三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；内圈均匀开槽；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个线圈

5、连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120电度角。线圈由绝缘导线或绝缘导线绕制。中、小型三相电动机多采用原漆包线，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下图所示，可以接成星形或三角形。 (a)星形连接 （b）三角形连接 图1-1-1-2定子绕组的联接 机座:支撑和固定作用；铸铁或钢板焊接(2)转子笼型转子和绕线转子。如图1-1-1-3所示。图1-1-1-3 转子形式转子铁心转子铁心是用0.5mm厚的

6、硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁芯相同，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:一般多为铜排转子、铸铝转子两种1.1.3工作原理 三相异步电动机的工作原理可以简述如下：定子三相电压u1产生定子三相电流i1，三相电流通过三相绕组产生旋转磁产，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i2，i2与旋转磁场相互作用产生了电磁转距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1-1-1-4 电动机的工作流程图1-1-1-5 电动机的工作原理示意图 2 三异步电动机变频调速概述待添加的

7、隐藏文字内容22.1 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。由于异步电动机的同步转速与电源频率转速差和电极对数成正比，即n1=60f1（1-s）=120f(1-s)/2p1可以把调速分为三大类：a.改变电机的极对数，不方便，使结构复杂，且不能实现无极调速。b.改变转差率，会带来较大的转差损耗，效率降低，调速范围受影响。c.改变电源频率，从低速到

8、高速都可保持高效宽范围和高精度的调速性能。改变电流频率就能改变转速，从而实现调速，这就是变频调速。（2）变频调速原理和机械特性在电机调速时希望保持每极磁通量为固定值。磁通量太小，浪费铁心，太大则导致励磁电流过大，甚至过热损环电机。 异步电动机的电势方程为e1=4.44f1w1w1m 因为u1=e1+ir1，如果忽略定子降压，则u1e1=4.44f1m，所以可得到m=c1u1i1f1式中，e1定子每相感应电动势有效值 f1定子频率、 1定子每绕组串联匝数 kw1基波绕组系数m每极气隙磁通量c1常数，c1=1/4.44kw11由m表达式可见，要保持电机磁通量恒定，必须使定子电压随定子频率成正比变化，即：u1/f1=u1/f1，这种u1和f1的配合变化称为恒磁通变频调速中的协调控制，根据u1/f1协调控制的方式不同，可以得到不同的调速特性：（1）基频以下调速a）恒电压